有線數(shù)字電視系統(tǒng)技術.ppt

1 有線數(shù)字電視技術 中國傳媒大學寬帶網(wǎng)絡研究所金立標博士 中國傳媒大學 2 內(nèi)容大綱 第一部分數(shù)字電視基礎第二部分數(shù)字電視前端系統(tǒng)數(shù)字電視前端硬件系統(tǒng)有線數(shù)字電視傳輸網(wǎng)絡數(shù)字電視前端軟件系統(tǒng)第三部分數(shù)字電視增值業(yè)務平臺第四部分三網(wǎng)融合與數(shù)字電視傳輸網(wǎng)絡 3 第一部分數(shù)字電視基礎 4 數(shù)字電視基礎 何為數(shù)字電視 節(jié)目數(shù)字化傳輸數(shù)字化接收數(shù)字化數(shù)字電視與模擬電視的區(qū)別 傳輸方式 調制解調 TS流波形 正弦波 余弦波 脈沖頻帶利用率條件接收 5 數(shù)字電視基礎 數(shù)字電視系統(tǒng)基本構成 6 數(shù)字電視基礎 1 1 基本概念信道與帶寬信道可以分為兩種 傳輸模擬信號的稱為模擬信道傳輸數(shù)字信號的稱為數(shù)字信道 信道所能傳送信號的頻率寬度 稱為帶寬 理想帶寬實際帶寬 7 數(shù)據(jù)傳輸速率比特率 單位是bit s簡寫b s或bps 表示每秒傳輸多少個二進制元素 波特率 也就是符號率 每秒傳輸?shù)姆杺€數(shù) R Blog2N b s 其中R是比特率 B是波特率 N是n比特的符號數(shù) 符號率 帶寬 1 a a為升余弦滾降系數(shù) 數(shù)字電視基礎 8 誤碼率也叫碼元差錯率 指信號傳輸過程中系統(tǒng)出現(xiàn)錯誤碼元數(shù)目與所傳輸碼元總數(shù)之比值 即Pe 傳錯碼元個數(shù) 傳輸碼元總數(shù)誤比特率也叫比特差錯率 是指傳錯信息的比特數(shù)與所傳輸?shù)目傂畔⒈忍財?shù)的比值 即Pe 傳錯信息比特數(shù) 傳輸?shù)目傂畔⒈忍財?shù) 9 數(shù)字電視基礎 數(shù)字電視分類LDTV 比特率為1 2Mbps 顯示清晰度約300線 SDTV 比特率為3 8Mbps 清晰度為350 600線 圖像分辨率720 756 PAL HDTV 比特率為18 20Mbps 顯示清晰度為800 1000線 圖像分辨率為1920 1080 注 以上比特率為MPEG 2壓縮后速率 10 數(shù)字電視基礎 有線數(shù)字電視標準DVB CATSC 64QAMATSC 16VSBISDB C調制方式16 64QAM64QAM16VSB64QAM帶寬8MHz6MHz6MHz6MHz傳輸速率31 64Mb s41 34Mb s43 05Mb s30 31Mb s滾降系數(shù)15 15 11 5 18 糾錯編碼RS 204 188 RS 128 122 RS 207 187 RS 204 188 壓縮方式MPEG 2 11 1 2 模擬信號的數(shù)字化抽樣 時間上連續(xù)的取值變?yōu)橛邢迋€離散取值 量化 幅度上無限多種連續(xù)的樣值變?yōu)橛邢迋€離散值 編碼 用n比特二進制碼來表示已經(jīng)量化了的取樣值 傳輸速率 傳輸速率 取樣頻率fs 量化比特數(shù) 數(shù)字電視基礎 12 數(shù)字電視基礎 1 2 模擬信號的數(shù)字化 模擬信號 數(shù)字信號 13 數(shù)字電視基礎 數(shù)字電視信號的碼率 未壓縮 標準清晰度數(shù)字電視 SDTV 在ITU R601標準中 采用10bit量化時 亮度信號的碼率為取樣頻率X量化比特數(shù) 13 5MHzX10bit 135Mbps2個色差信號的碼率為2X6 75MHzX10bit 135MbpsSDTV的總碼率為亮度信號碼率 2個色差信號碼率 135Mbps 135Mbps 270Mbps 14 數(shù)字電視基礎 高清晰度電視 HDTV 在SMPTE274M數(shù)字電視標準中 采用10bit量化時 亮度信號的碼率為取樣頻率X量化比特數(shù) 74 25MHzX10bit 742 5Mbps2個色差信號的碼率為2X37 125MHzX10bit 742 5MbpsHDTV的總碼率為亮度信號碼率 2個色差信號碼率 742 5Mbps 742 5Mbps 1485Mbps 15 數(shù)字電視基礎 1 3 信源編碼 16 數(shù)字電視基礎 1 3 信源編碼 17 數(shù)字電視基礎 1 3 信源編碼信源編碼首先將輸入的圖像和伴音信號進行A D變換 成為數(shù)字信號 然后將數(shù)字信號按照信息的統(tǒng)計特性進行變換 以減少信號的冗余度 提高傳輸效率 信源編碼是壓縮信號帶寬的編碼 壓縮后單位時間 單位頻帶內(nèi)傳輸?shù)男畔⒘吭龃?18 1 數(shù)據(jù)壓縮的可能性壓縮過程 去除圖像中與信息無關或對圖像質量影響不大的部分 即冗余部分 電視信號中存在很多這樣的冗余部分 這就為壓縮提供了可能性 空間冗余視頻圖像在水平方向的相鄰元素之間 垂直方向的相鄰元素之間的變化一般都很小 即存在極強的相關性 特別是同一景物各點的灰度和顏色之間往往存在著空間連貫性 從而產(chǎn)生了空間冗余 時間冗余在相鄰場或相鄰幀的對應像素之間 亮度和色度信息存在著極強的相關性 當前幀圖像與前后兩幀圖像往往具有相同的背景和移動物體 只不過移動物體所在的空間位置略有不同 19 數(shù)字電視基礎 2 數(shù)據(jù)壓縮的標準MPEG 11988年提出 1992年公布為國際標準 是MPEG工作組制定的第一個標準 具有1 5Mbps數(shù)據(jù)傳輸速率的數(shù)字存儲媒體運動圖像及其伴音的編碼 只處理逐行掃描的圖像 對隔行掃描的圖像應先轉換為逐行掃描格式后再編碼 音頻編碼后的碼率32 448kbps 典型應用如VCD等家用數(shù)字音象產(chǎn)品 20 數(shù)字電視基礎 MPEG 2MPEG是運動圖像專家組 MovingPicturesExpertGroup 的縮寫 成立于1988年 以建立活動圖像及相應音頻的編碼標準 1988年提出 1994年公布為國際標準 是專門針對數(shù)字電視 包括SDTV和HDTV 的信源編碼標準 分為4級5類 低級LL 主級ML 高1440級H14L 高級HL 簡單類SP 主類MP 信噪比可分級類SNRP 空間可分級類SSP 高類HP 低級最大輸出碼率是4Mbps 標準清晰度的數(shù)字電視主要應用主類和主級MP ML 最大輸出碼率為15Mbps 高類主級是20Mbps 高清晰度數(shù)字電視采用主類和高級MP HL 最大輸出碼率為80Mbps 高類高級是100Mbps 21 數(shù)字電視基礎 MPEG 4 1993年提出 2000年公布為國際標準 與MPEG 1和MPEG 2有很大不同 它更基于內(nèi)容的交互性 高的壓縮率和靈活多樣的存取模式 目前主要用于流媒體 主要是針對多媒體交互應用等通信領域 MPEG 4試圖達到兩個目標 一是低比特率下的多媒體通信 二是多工業(yè)的多媒體通信的綜合 音頻編碼 MPEG 4的優(yōu)越之處在于 它不僅支持自然聲音 而且支持合成聲音 MPEG 4的音頻部分將音頻的合成編碼和自然聲音的編碼相結合 并支持音頻的對象特征 視頻編碼 與音頻編碼類似 MPEG 4也支持對自然和合成的視覺對象的編碼 合成的視覺對象包括2D 3D動畫和人面部表情動畫等 22 數(shù)字電視基礎 H 2641999年開始制定 2004年年底發(fā)布 采用了許多不同于以往標準的先進技術 在相同的碼率下能夠獲得更高的圖像質量 在相同的SNR下 平均碼流H 264比MPEG 4降低41 比MPEG 2降低67 一套SDTV 6Mbps降低為1 98Mbps 引入了面向IP包的編碼機制 有利于網(wǎng)絡中的分組傳輸 支持網(wǎng)絡中視頻的流媒體傳輸 具有較強的抗誤碼特性 可適應丟包率高 干擾嚴重的無線信道中的視頻傳輸 23 數(shù)字電視基礎 基于數(shù)字音視頻編解碼技術標準AVS 全面實現(xiàn)了數(shù)字視頻廣播所需的功能 在編碼效率上比傳統(tǒng)的MPEG 2提高了2到3倍 在計算資源的消耗上降低了30 到50 AVS的全稱是中國數(shù)字音視頻編解碼技術標準工作組 成立的初衷是為了研發(fā)國產(chǎn)的音視頻標準 最近幾年來 國內(nèi)的DVD等音視頻行業(yè)飽受國外企業(yè)索取專利費的困擾 3C聯(lián)盟 6C聯(lián)盟等動輒要求每臺DVD交幾每元的專利費 甚至有日本企業(yè)向中國彩電廠商索取專利費 因此 AVS研發(fā)成功 將給中國企業(yè)擺脫國外專利費的困擾提供了機會 24 1 4 信道編碼信道編碼是指糾錯編碼 是為提高數(shù)字通信傳輸?shù)目煽啃远扇〉拇胧?在發(fā)送的信號中增加了一部分冗余 來檢測和糾正傳輸中出現(xiàn)的錯誤 冗余比特和信息比特之間存在著特定的相關性 個別信息比特在傳輸過程中遭受損傷 可以利用相關性從未受損的冗余比特中推測出受損比特的值 信道編碼犧牲傳輸效率來換取可靠性 數(shù)字電視基礎 25 數(shù)字電視基礎 數(shù)字電視中的差錯控制采用前向糾錯FEC方式 接收端能根據(jù)接收到的碼元自動檢出錯誤和糾正錯誤 數(shù)字電視的前向糾錯包括四個部分 能力擴散 RS編碼 交織 卷積編碼 1 能量擴散也稱為隨機化 加擾或擾碼 在數(shù)字電視中會出現(xiàn)碼流中斷的情況 導致調制器發(fā)射未經(jīng)調制的載波信號 信元碼流中可能會出現(xiàn)長串的連0或連1 給恢復定時信息造成困難 26 數(shù)字電視基礎 能量擴散的作用 信號擴散具有偽隨機性質 其已調波的頻譜將分散開來 從而降低對其他系統(tǒng)的干擾 連0碼或連1碼的長度縮短 便于接收端提取比特定時信息 能量擴散的實現(xiàn) 利用偽隨機序列發(fā)生器 2 RS編碼數(shù)字電視中采用 204 188 編碼 能糾正8個字節(jié)的錯誤 屬于外碼編碼 適合于糾正突發(fā)錯誤 27 數(shù)字電視基礎 3 交織減小信道中錯誤的相關性 把常突發(fā)錯誤離散成短突發(fā)錯誤或隨機錯誤 交織深度越大 則離散程度越高 對于 204 188 的RS碼 與交織深度I 12相結合 則具有最多糾正12 8 96字節(jié)的突發(fā)錯誤能力 I越大 糾錯能力越強 4 卷積編碼用 n k N 表示 n為碼長 k為碼組中信息碼元的個數(shù) 每輸入k比特 輸出n比特 編碼效率為R k n N移位寄存器的段數(shù) 也稱約束長度 數(shù)字衛(wèi)星電視采用 2 1 7 卷積碼 稱為內(nèi)碼編碼 28 數(shù)字電視基礎 為了簡單說明交織的原理 只取交織深度 5為例來說明 29 數(shù)字電視基礎 設傳送的碼流序列為 X A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12 A13 A14 A15 A16 A17 A18 A19 A20 A21 A22 A23 A24 A25 若用矩陣表示交織器的輸入 它是按行寫入每行5碼元 即 A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10X1 A11A12A13A14A15A16A17A18A19A20A21A22A23A24A25 30 數(shù)字電視基礎 發(fā)端交織器是碼元分組交織器 25個信息碼元分為5行5列 按行輸入 當A1輸入交織器直通至輸出到第1行第1列位置 當A2輸入交織器5x1 5位延遲后輸出 至第2行第2列位置 當A3輸入交織器5x2 10位延遲后輸出 至第3行第3列位置 當A4輸入交織器5x3 15位延遲后輸出 至第4行第4列位置 當A5輸入交織器5x4 20位延遲后輸出 至第5行第5列位置 經(jīng)過并行的5個存儲器后 有A1A22A18A14A10A6A2A23A19A15X2 A11A7A3A24A20A16A12A8A4A25A21A17A13A9A5 31 數(shù)字電視基礎 按行讀出送入信道的碼元序列為 X3 A1 A22 A18 A14 A10 A6 A2 A23 A19 A15 A11 A7 A3 A24 A20 A16 A12 A8 A4 A25 A21 A17 A13 A9 A5 這個碼元序列在信道中受到兩個突發(fā)干擾 到達接收端的碼元序列為 X4 A1 A22 A18 A14 A10 A6 A2 A23 A19 A15 A11 A7 A3 A24 A20 A16 A12 A8 A4 A25 A21 A17 A13 A9 A5 序列中紅色碼元表示受到突發(fā)干擾的碼元 在接收端送入去交織器 去交織器結構與發(fā)端交織器結構互補 并且同步運行 即并行寄存器自上而下延遲5x4 20 5x3 15 5x2 10 5x1 5 0 直通 X4分5行5列 按行輸入 用矩陣表示為 32 數(shù)字電視基礎 A1A22A18A14A10A6A2A23A19A15X5 A11A7A3A24A20A16A12A8A4A25A21A17A13A9A5去交織器輸出為A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10X6 A11A12A13A14A15A16A17A18A19A20A21A22A23A24A25按行讀出并送入信道譯碼器的碼流序列為X7 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12 A13 A14 A15 A16 A17 A18 A19 A20 A21 A22 A23 A24 A25 突發(fā)干擾導致的集中差錯 經(jīng)過交織 去交織處理后 轉換為隨機獨立差錯 33 數(shù)字電視基礎 1 5 調制傳輸由于傳輸失真會導致信號難以恢復 基帶信號不適合長距離傳輸?shù)?為了進行長途傳輸 必須將數(shù)字信號調制到載波上才能進行信道傳輸 正交振幅調制 QAM 調制效率高 要求傳送途徑的信噪比高 適合有線電視電纜傳輸 鍵控移相調制 QPSK 調制效率高 要求傳送途徑的信噪比低 適合衛(wèi)星廣播 編碼正交頻分調制 COFDM 抗多徑傳播效應和同頻干擾好 適合地面廣播和同頻網(wǎng)廣播 殘留邊帶調制 VSB 抗多徑傳播效應好 適合地面廣播 34 數(shù)字電視基礎 幅移鍵控 ASK 不同幅度代表 1 和 0 頻率 相位不變 35 數(shù)字電視基礎 頻移鍵控 FSK 不同頻率代表 1 和 0 振幅 相位不變 36 數(shù)字電視基礎 1 6DVB設備接口標準1 ASI 異步串行接口 采用270Mbps的固定連接速率 適用于電纜和光纜傳輸 在用于電纜傳輸時 采用BNC連接器 2 SPI 同步并行口 用于較短距離的信號連接 接口連接器采用25針型 3 SSI 同步串行口 傳輸介質可以是電纜或光纜 采用BNC連接器 使用的速率是傳輸碼流的速率 37 第二部分數(shù)字電視前端系統(tǒng) TS切換矩陣 39 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 1MPEG 2編碼器 2 1 1TS碼流的形成 PS復用 PES ES 數(shù)據(jù)編碼器 TS復用 40 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 1MPEG 2編碼器 PS碼流 包的長度可變抗誤碼能力低適用于相對誤碼低的環(huán)境 如存儲 制作DVD等TS碼流包的長度固定 188字節(jié)抗誤碼能力較高可用于相對較差的信道環(huán)境 如傳輸?shù)?41 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 1MPEG 2編碼器 2 1 1TS碼流的結構 42 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 1MPEG 2編碼器 同步字節(jié) 0X47傳輸錯誤指示符 1 表示相關傳輸流分組中至少有一個不可糾正的錯誤 置 1 后除非錯誤被糾正 否則不會恢復為 0 凈荷單元起始指示符 用來指示傳送流分組帶有PES分組或PSI數(shù)據(jù)時的情況 當傳送流分組的有效負載帶有PES分組數(shù)據(jù)的時候 該位具有以下特性 1 表明傳送流的凈荷將以PES分組的第一個字節(jié)開始 0 表明在傳送流的開始不是PES分組 43 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 1MPEG 2編碼器 傳送優(yōu)先級 transport priority 1比特指示器 當被置為 1 時表明相關的分組比其他具有相同PID但此位沒有置 1 的分組有更高的優(yōu)先級 包識別符 PID 13比特字段 指示在傳送包凈荷內(nèi)攜帶的數(shù)據(jù)類型 屬于同一基本碼流或打包的基本碼流的傳送包具有相同的PID PID值不是隨意提供的 它由用戶指定 PID值0 x0000為節(jié)目關聯(lián)表保留 0 x0001為條件訪問表保留 0 x0002 0 x000F保留 0 x1FFF屬于空包 44 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 1MPEG 2編碼器 傳送加擾控制 2比特字段 用來指示傳送包的凈荷是否已經(jīng)加擾 傳送流的包頭和調整字段不應該被加擾 當這兩個比特為00時 表示沒有加擾 調整字段控制 2比特字段 用于指示傳送包的包頭后是否跟有調整字段或者凈荷 00 保留 01 表示沒有調整字段 僅含有凈荷 10 表示僅含有調整字段 沒有凈荷 11 表示調整字段后面是凈荷 連續(xù)記數(shù)器 4比特字段 它隨著每一個具有相同PID的傳送包而增加 當達到0 xf后又回復到0 當傳送包的調整控制字段為00或者10 連續(xù)記數(shù)器就不應該增加 根據(jù)記數(shù)器的值 我們可以確定接收端是否有傳送包丟失或者重復發(fā)送 45 2 1 2編碼速率MPEG 2編碼器可由用戶選擇 把一個頻道的電視信號壓縮成2 15Mbps等的數(shù)字信號 壓縮為6MB S和8MB S的圖象與沒有壓縮的圖象基本沒有區(qū)別 但在壓縮為4MB S以下的快速體育運動圖象上 則能看到圖象的缺陷 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 1MPEG 2編碼器 46 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 1MPEG 2編碼器 2 1 3常用接口MPEG 2編碼器除了用于數(shù)字電視前端之外 還要與HFC網(wǎng)絡 SDH網(wǎng)絡或微波系統(tǒng)進行互聯(lián) 因此MPEG 2編碼器還應該具備與其相適應的接口 對于音視頻輸入接口要不僅能夠輸入模擬的音視頻信號 還要能夠輸入數(shù)字信號 此外還應具備數(shù)據(jù)接口以適應系統(tǒng)添加一些輔助的數(shù)據(jù)信息 為了適應在各種網(wǎng)絡中的應用 編碼器留有各種不同的輸出接口 以便用于和不同標準的系統(tǒng)連接 TS流的輸出接口一般有兩類形式 一種是符合DVB標準的接口 包括ASI SPI SSI三種接口 47 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 1MPEG 2編碼器 ASI接口是異步串行接口 利用電纜傳輸時用BNC接頭 SPI接口是同步并行接口 一般用于短距離的信號傳輸 接口連接器采用25針的D型連接頭 SSI接口是同步串行口 采用電纜傳輸時也是采用BNC接頭 除了以上的DVB標準的三種接口之外 有的編碼器還提供E1 E2 DS3三種接口 也是為了用于不同的網(wǎng)絡 比如編碼器同SDH網(wǎng)絡連接時 如果編碼器有DS3接口 那么可以直接連接到光機的DS3接口 如果編碼器沒有DS3接口 那么需要網(wǎng)絡適配器把ASI接口輸出轉換為DS3的接口輸出 48 2 1 4編碼器的使用使用前注意的幾點 一套節(jié)目對應一路MPEG 2編碼器 有的編碼器可能具備多個編碼通道 如果是來自SDH網(wǎng)絡的數(shù)字信號 那么SDH來的是已經(jīng)TS流 無需MPEG 2編碼器 信號送入SDH網(wǎng)絡時 由于SDH的接收光機端口是DS 3或E3接口 如果編碼器沒有DS3接口 那么需適配器進行ASI接口與DS3接口的轉換 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 1MPEG 2編碼器 49 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 1MPEG 2編碼器 調整選擇MPEG 2編碼器的輸出速率 一般MPEG 2編碼器的編碼速率是連續(xù)可調的 當然速率越高 圖象質量就越好 但是占據(jù)帶寬也就越多 因此在不影響節(jié)目觀賞的情況下 可以適當降低壓縮碼率從而降低節(jié)目占用的帶寬 增加系統(tǒng)的節(jié)目容量 對于標清的電視節(jié)目 輸出速率一般選擇6Mbps左右 視頻輸入端口的設置要根據(jù)節(jié)目源的設備來確定 輸出端口要根據(jù)復用器來選擇相應的接口 ASI接口或者SPI接口 視頻標準的編碼有PAL和NTSC兩種 一般我們選擇PAL制式 這也是一般國產(chǎn)編碼器的默認編碼模式 50 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 1MPEG 2編碼器 對于視頻參數(shù)的設定 例如視頻亮度 對比度 飽和度 色度 增益控制等參數(shù)在編碼器出廠時已經(jīng)進行了設定 并且該設定一般是最佳的 我們無需進行調整 如果輸出效果不理想 或者輸入的視頻信號不好 我們可以通過調節(jié)這些參數(shù)使得視頻顯示效果達到最好 對于音頻參數(shù)的設定 一個是音頻采樣頻率 有44 1KHz 48KHz 32KHz三種 可根據(jù)實際需要進行設定 第二個是音頻碼率 一般情況下用系統(tǒng)初時設置的值即可 第三個音頻格式有立體聲 聯(lián)合立體聲 雙聲道 單聲道四種 可根據(jù)自己需要進行選擇一種 51 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 1MPEG 2編碼器 最后還要設置TS流PID值 它是包識別符 用來識別碼流的性質 比如節(jié)目關聯(lián)表 節(jié)目映射表等復用信息表都有不同的PID值 應按照DVB的標準進行設置 以上參數(shù)設置完畢 條件許可的話應該利用碼流分析儀對輸出碼流進行分析 記錄TS碼流的一些關鍵參數(shù) 查看碼流是否符合標準 52 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 2數(shù)字衛(wèi)星接收機 2 2 1概述我國上星的數(shù)字電視節(jié)目采用的是QPSK調制方式 數(shù)字衛(wèi)星接收機都是QPSK解調 有的雖然是接收衛(wèi)星上的數(shù)字節(jié)目 但是輸出的還是模擬的音視頻信號 不是真正的數(shù)字接收機 數(shù)字衛(wèi)星接收機是直接輸出TS碼流 還有一種就是既能輸出模擬信號 又能輸出數(shù)字的TS碼流 53 2 2 2QPSK調制原理 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 2數(shù)字衛(wèi)星接收機 54 調制過程 a路比特序列的0 1以 1 1表示 I t b路比特序列0 1也以 1 1表示 Q t I t 對載波sin ct進行平衡調制 得到 sin ctQ t 對載波cos ct進行平衡調制 得到 cos ct將 sin ct與 cos ct信號相加 形成QPSK信號 55 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 2數(shù)字衛(wèi)星接收機 星座圖中星座間的距離越大 信號的抗干擾能力就越強 接收端判決再生時就越不容易出現(xiàn)誤碼 56 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 2數(shù)字衛(wèi)星接收機 QPSK在一個符號內(nèi)可傳兩比特 對相同的帶寬 數(shù)碼率提高了一倍 實際上 為避免碼間干擾 要對波形進行均衡 帶寬略有擴展 數(shù)碼率就提高不了一倍 QPSK 4QAM 星坐圖2 1振幅4相位圖 11 01 I軸同向軸 00 10 45 135 225 315 Q軸正交軸 57 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 2數(shù)字衛(wèi)星接收機 58 2 2 3節(jié)目速率舉例上星的節(jié)目采用QPSK調制解調方式 假設采用的基本碼率4 42MBPS 以及RS 204 188 3 4卷積碼 QPSK調制方式 其中4 42為符號率 也就是碼率 由于采用QPSK 所以一個符號需要用2個比特來表示 RS編碼為 204 188 表示有效數(shù)據(jù)為188個字節(jié) 有 204 188 16 個字節(jié)用于冗余糾錯 卷積碼的效率為3 4 由此可以算出節(jié)目的傳輸速率 4 42 2 3 4 188 204 6 11Mbps 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 2數(shù)字衛(wèi)星接收機 59 2 2 4SCPC MCPCSCPC是單路單載波傳輸方式 每個載波只傳輸1套廣播電視信號 這樣一個轉發(fā)器內(nèi)同時存在多個載波 其特點是各套節(jié)目可在不同地點上星 MCPC是多路單載波傳輸方式 每個載波可同時傳輸多套廣播電視信號 特點是1個轉發(fā)器只有1個載波 頻帶和功率的利用率較高 多套節(jié)目要經(jīng)復接后在同一地點上星 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 2數(shù)字衛(wèi)星接收機 60 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 2數(shù)字衛(wèi)星接收機 2 2 5 設備選型輸入接口 數(shù)字衛(wèi)星高頻頭輸入輸出接口 DVB標準ASI接口網(wǎng)管接口 RS 232 以太網(wǎng)接口支持單節(jié)目碼流 SPTS 或多節(jié)目碼流 MPTS 對MPTS碼流具有節(jié)目選擇和過濾功能 61 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 2數(shù)字衛(wèi)星接收機 以帶寬 29 65MHz為例調制方式CNR門限傳輸速率QPSK14 54516QAM228964QAM28140256QAM34180 62 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 3復用器 2 3 1復用器的作用復用器在復用的過程中 插入PSI信息和SI信息 重新組合 并且重新分配PID值 用于接收端的解復用和電子節(jié)目指南 EPG 具體功能如下 對每個輸入碼流進行檢測 包括TS流同步是否丟失 同伴字節(jié)是否錯誤 TS流是否連續(xù) PAT PMT表和PID值是否正確等 從輸入的MPEG 2TS中過濾出基本流ES 提取PSI SI 將基本流復用成符合MPEG 2標準的TS流 同時生成PSI SI 如果復用器內(nèi)置加擾模塊 還要插入加擾信息 ECM EMM 63 2 3 2 復用器的原理 1 MPEG 2中的PSI信息節(jié)目特定信息ProgramSpecificInformation PSI 使用了四個表來定義碼流的結構 節(jié)目關聯(lián)表 PAT 描述多路節(jié)目的復用信息 節(jié)目映射表 PMT 描述單路節(jié)目的復用信息 網(wǎng)絡信息表 NIT 描述網(wǎng)絡傳輸?shù)奈锢硇畔?條件訪問表 CAT 描述條件接收系統(tǒng)的信息 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 3復用器 64 2 3 2 復用器的原理節(jié)目關聯(lián)表包含了與多路節(jié)目復用有關的控制信息 用于指出TS流中包括哪些節(jié)目 每個節(jié)目的編號及相應的PMT的位置 PID 同時還提供網(wǎng)絡信息表 NIT 的位置 PAT丟失 將導致接收端無法解碼TS流中的任何節(jié)目 PAT所在的TS包的PID 0 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 3復用器 PAT PID 0 NIT PID 16 65 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 3復用器 2 3 2 復用器的原理節(jié)目映射表包含了與單路節(jié)目復用有關的控制信息 指出某一套節(jié)目由哪些節(jié)目流構成 以及這些流的類型 視頻 音頻 數(shù)據(jù) 及位置 即對應的TS包的PID值 同時給出該節(jié)目的節(jié)目時鐘參考 PCR 字段的位置PMT所在的TS包都有自己獨特的PID 節(jié)目1PMT 66 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 3復用器 2 3 2 復用器的原理條件接收表 CAT 給出有關條件接收系統(tǒng)的信息 指定授權管理信息 EMM 所在的TS包的PID值及其它相關參數(shù) CAT所在的TS包的PID 1 網(wǎng)絡信息表 NIT 提供與多組傳送流 物理網(wǎng)絡及網(wǎng)絡傳輸相關的信息 如調諧頻率 編碼方式 調制方式等參數(shù) PID由PAT指定 68 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 3復用器 2 3 3 PSI信息的重構每路TS流都有一個PAT和多個PMT 最后合成的TS流只有一個PAT和與之相對應的多個PMT 在不同的TS流中可能定義了相同的PID 因此 在對各路TS流進行復用時 首先必須提取出各個節(jié)目中TS包的PID 稱為TS包過濾 然后重新標識PID 再對所有TS流中的PAT和PMT進行分析 整理 生成總的PAT和PMT 作為合成TS流的PSI信息 最后將TS包交織后輸出 69 2 3 4PCR時鐘的修正PCR是編碼端系統(tǒng)時鐘的采樣值 一路節(jié)目只有一個PCR時間基點與之關聯(lián) 在PSI的PMT中 指出了每路節(jié)目中帶有PCR字段的TS包的PID值 PCR PID PCR的正確傳輸與否直接關系到解碼端系統(tǒng)時鐘的恢復 進而影響到音視頻的同步回放 由于每路TS流都有各自的時鐘 因此對每路時鐘都要進行修正 以消除抖動 由于存在處理延遲 應在原有PCR值基礎上加上該字段在復用器中的等待延遲 70 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 3復用器 2 3 4 解復用 71 2 3 5 業(yè)務接口及信號進入復用器的信號可以是衛(wèi)星接收機 MPEG 2編碼器輸出的TS流 也可以是來自SDH網(wǎng)絡中的信號 SDH網(wǎng)絡的數(shù)字電視信號已經(jīng)是TS流 對應的輸出接口為DS 3 或E3 接口 其傳輸速率為45Mbps左右 可以容納6套節(jié)目左右 如果復用器帶有DS 3接口 則直接接入即可 如果沒有 則需要網(wǎng)絡適配器把DS3接口轉換為ASI接口 復用器應該具有PID過慮功能 能夠對輸入的多路節(jié)目信號進行節(jié)目選擇合過慮 此外還應該有帶寬保護功能 如果輸入信號的速率超過復用器能夠容納的速率 復用器能夠舍棄一些數(shù)據(jù)包或者丟掉某套節(jié)目 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 3復用器 72 復用器除了復用數(shù)字電視信號之外 還可以復用器其他的一些數(shù)據(jù)業(yè)務 只要這些數(shù)據(jù)業(yè)務符合DVB標準即可 像因特網(wǎng)業(yè)務 多媒體等 需要一個IP網(wǎng)關轉換為DVB標準的TS流 此外 視頻點播的節(jié)目也可以進入復用器 它是由視頻服務器經(jīng)硬盤播出設備輸出的TS流 它進入復用器時也需要進行接口的轉換 例如如果是輸出接口為DS3 45Mbps ATM接口 155Mbps 高速以太網(wǎng)接口等 都需要網(wǎng)絡適配器將接口轉換為ASI接口再進入復用器 73 2 3 6安裝調試安裝調試之前 首先確定復用幾套節(jié)目 以保證輸入的TS流總速率不會超出復用器的輸入速率 輸出速率不會超出QAM調制器的輸入速率限制 先確定衛(wèi)星接收機和編碼器的輸出速率 再根據(jù)QAM調制器的調制方式和符號率來確定QAM調制器能夠傳輸?shù)目偹俾?最后根據(jù)復用器的輸入輸出速率技術指標確定復用幾套節(jié)目 把衛(wèi)星接收機或者MPEG 2編碼器的輸出接口 ASI或者SPI 連接到復用器 并用數(shù)字碼流分析儀測量衛(wèi)星接收機或者MPEG 2編碼器輸出TS流的速率 并記錄TS流關鍵參數(shù) 包同步字節(jié) PSI表格等 74 把SDH設備TS流的輸出接口連接到網(wǎng)絡適配器 可選 然后把網(wǎng)絡適配器的ASI接口連接到復用器 并用數(shù)字碼流分析儀測量SDH輸出TS流的速率 并記錄TS流關鍵參數(shù) 包同步字節(jié) PSI表格等 如果系統(tǒng)沒有獨立加擾器 即復用器自帶加擾模塊 則把復用器的輸出接口連接到QAM調制器 如果系統(tǒng)設有獨立加擾器 即復用器沒有自帶加擾模塊 則把復用器的輸出接口連接到獨立加擾器后再連接到QAM調制器 設置復用器的TS流輸入總碼率 輸入方式 ASI接口 SPI接口 DS3等 傳輸包的長度 188或204 75 查看輸入TS流的結構并選擇輸出碼流的內(nèi)容 通過復用器的微處理器可以查看輸入TS流的信息 各路輸入TS流的碼率 PID值 節(jié)目編號等 輸入的TS流是音視頻的節(jié)目碼流時 復用器會顯示某路輸入碼流中所包含的節(jié)目號 碼率以及其他PSI信息 可以確定傳輸輸入碼流的哪一套節(jié)目 不傳輸?shù)墓?jié)目可以關閉 為了防止PID的沖突 還可以手工修改TS流的PID值 如果輸入的TS流是數(shù)據(jù)碼流 EPG 數(shù)據(jù)廣播 等時 復用器不會對該碼流進行分析 只是列出該碼流中的PID值 我們手動選擇需要復用的碼流的PID值 76 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 3復用器 表格重復間隔 77 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 3復用器 2 3 6 TS碼流的檢測分析根據(jù)ETR101290標準 可將數(shù)字電視基帶錯誤劃分為三個等級 第一優(yōu)先級錯誤 會引起解碼器無法進行解碼 第二優(yōu)先級錯誤 會損傷已解碼的圖像 或者造成斷續(xù)解碼 第三優(yōu)先級錯誤 指示出編碼器 復用器的問題 但不影響解碼 對圖像質量影響較小 78 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 3復用器 1 第一優(yōu)先級錯誤同步錯誤連續(xù)2個或2個以上的同步字節(jié) 0 x47 錯誤 此時應指示同步丟失 正常同步后方可進行其它參數(shù)的檢測 傳輸流失去同步 表明傳輸過程中有一部分數(shù)據(jù)丟失 將直接影響解碼后畫面的質量 嚴重的同步丟失現(xiàn)象則表明傳輸中斷 同步字節(jié)出現(xiàn)錯誤 79 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 3復用器 同步字節(jié)錯誤同步字節(jié)錯誤和同步錯誤的區(qū)別在于傳輸數(shù)據(jù)包長仍為188字節(jié)或204字節(jié) 但同步字頭的標準值0 47被其他數(shù)字代替 當出現(xiàn)同步字節(jié)錯誤時 同步字頭的值為其他數(shù)值 表明在傳輸過程中部分數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯誤 可能導致接收時出現(xiàn)馬賽克 嚴重時可能導致解碼器解不出信號 80 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 3復用器 包識別符PID丟失檢測數(shù)據(jù)流中各套電視節(jié)目的圖像 聲音數(shù)據(jù)是否正確 包識別符PID如果丟失 將導致該套節(jié)目無法正確解碼 視頻碼流或音頻碼流PID的出現(xiàn)頻率不超過5s 原則上 每一個PID可以定義不同的出現(xiàn)頻率 81 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 3復用器 節(jié)目關聯(lián)表PAT錯誤PAT在DVB標準中用于指示當前節(jié)目及其在數(shù)據(jù)流中的位置 如果PAT丟失 將導致解碼器無法搜索到相應的節(jié)目包 使得接收端收不到圖像 如果PAT超時 則解碼器工作時間延長 對于PID為0 x0000的TS包 有以下情況之一即為PAT錯誤 包發(fā)送間隔超出0 5s 包中不含表標識符0 x00 包中的加擾控制段不是00 82 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 3復用器 節(jié)目映射表PMT錯誤PMT在DVB標準中用于指示該套節(jié)目視 音頻數(shù)據(jù)在傳輸流中的位置 如果某一套節(jié)目的PMT丟失 將導致解碼器找不到該套節(jié)目視 音頻數(shù)據(jù) 使得接收端收不到圖像或聲音 如果PMT傳輸超時 將影響解碼器切換節(jié)目時間 83 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 3復用器 連續(xù)計數(shù)錯誤對于每一套節(jié)目的視 音頻數(shù)據(jù)包而言 連續(xù)計數(shù)錯誤是一個很重要的指標 傳輸流包頭連續(xù)計數(shù)不正確 表明當前傳輸流有丟包 錯包 包重疊等現(xiàn)象 將導致解碼器不能正確解碼 圖像出現(xiàn)馬賽克等現(xiàn)象 TS包順序正確 TS包無丟失 同一TS包不出現(xiàn)兩次以上 即無錯誤 84 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 3復用器 第二優(yōu)先級錯誤TS流傳輸錯誤 出現(xiàn)傳送錯誤時 TS包頭中的傳送誤碼指示符 設置 為 1 PCR錯誤 相鄰PCR之間的時間間隔大于40ms即為PCR重復錯誤 顯示時間標志PTS錯誤 PTS重復周期超出700ms即為PTS錯誤 CRC錯誤 關于CAT PAT PMT NIT EIT BAT SDT 和TOT表的CRC檢測顯示對應于這些表的內(nèi)容是否出錯 85 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 4QAM調制器 2 4 1調制方式的選擇DVB S中 采用的是QPSK調制解調方式 DVB C中 采用的是QAM調制解調方式 DVB T中 采用的是OFDM多載波調制 每個載波再采用QPSK或者QAM調制 86 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 4QAM調制器 QAM調制正交幅度調制QAM 也稱為正交幅移鍵控 由兩路數(shù)字基帶信號對正交的兩個載波調制合成而得到 一般用m QAM表示m電平正交調幅 用MQAM表示M狀態(tài)正交調幅 通常有2電平正交幅移鍵控 2 QAM或4QAM 4電平正交幅移鍵控 4 QAM或16QAM 8電平正交幅移鍵控 8 QAM或64QAM 等 電平數(shù)m和信號狀態(tài)M之間的關系是 M m m 87 2 4 2調制速率16QAM調制中 一個符號用4個比特來表示 64QAM調制中 一個符號用6個比特來表示 256QAM調制中 一個符號用8個比特來表示 64QAM的符號率在8MHz最高可以達到6 89MBps 那么最高數(shù)據(jù)傳輸速率為6 89 6 41 34Mbps其中有RS編碼 去掉冗余 有效傳輸數(shù)據(jù)速率為41 34 188 204 38 1MBps 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 4QAM調制器 88 調制方式CNR門限傳輸速率64QAM25 538 4128QAM29 543256QAM33 549 8MHz帶寬可傳輸?shù)拇a率和節(jié)目數(shù)量 視頻壓縮標準MPEG 2壓縮碼率 Mb s 865464QAM最多節(jié)目數(shù)4678128QAM最多節(jié)目數(shù)57810256QAM最多節(jié)目數(shù)68912 89 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 4QAM調制器 2 4 2安裝調試首先把復用器 獨立加擾器的輸出接口連接到QAM調制器的輸入接口 或者把來自網(wǎng)絡適配器的ASI輸出接口連接到QAM調制器的輸入接口 對輸入的TS碼流進行檢測 QAM調制器如果有輸入碼流檢測功能 則需記錄輸入TS碼流的數(shù)據(jù)速率 如果超出了當前調制的最大碼率 則需設置更大的符號率或高階的調制方式 或者降低輸入碼率的速率 QAM調制器如果沒有檢測功能 則需用碼流分析儀進行檢測 90 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 4QAM調制器 通過QAM調制器的主菜單設置接口 輸入接口同復用器或獨立加擾器相對應 把ASI或者SPI等接口設置為開啟狀態(tài) 設置QAM調制器的頻率數(shù)字電視信號在在采用QAM調制時即調幅又調相 并且抑制載波 另外伴音和圖象信號被復用到一起 因此在數(shù)字電視頻道中沒有圖象載波和伴音載波 因此在設置QAM調制器的頻率時應把頻率設定在該頻道的中心頻率處 91 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 4QAM調制器 設置QAM調制器的符號率 通過QAM調制器的主菜單進入符號率設置的子菜單 按照系統(tǒng)的要求或者DVB C的標準設置成需要的符號率 典型設置為6 875Mbps 設置QAM調制器的調制方式QAM調制器的一般有16QAM 64QAM 256QAM等幾種調制方式 根據(jù)網(wǎng)絡質量的要求和系統(tǒng)的需要設置合適的調制方式 調制方式階次越高 對網(wǎng)絡質量的要求越高 如果網(wǎng)絡質量達不到要求 即載噪比偏低 只能使用低階的調制方式 否則會造成誤碼率升高 一般的有線電視網(wǎng)絡里面 都設置到64QAM 92 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 4QAM調制器 設置QAM調制器輸出傳送包的長度 188或204 設置QAM調制器的輸出射頻電平 一般情況下比模擬的低10個dB左右 用QAM分析儀測試輸出口信號的MER值 典型值應該大于32dB 64QAM 用QAM分析儀測試輸出口信號的C N值 應大于40dB 93 2 4 3QAM調制原理正交調幅 QAM 是幅度調制和相位調制的結合 既調幅又調相 QAM是將調制符號調制到一對正交載波上 是二維調制技術 輸入的串行數(shù)據(jù)流經(jīng)過串 并變換器分成兩路 雙比特流b1b2和b3b4 把四種數(shù)據(jù)組合 00 01 11 10 變換成四種模擬信號電平 3 1 1 3 上 下支路的模擬輸出分別調制載波信號sin ctc和cos ct 然后通過加法器使兩個已調波相加 得到合成的調相波信號16QAM輸出 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 4QAM調制器 94 2 4 3QAM調制器結構框圖 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 4QAM調制器 95 2 4 3QAM星座圖 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 4QAM調制器 96 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 4QAM調制器 97 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 4QAM調制器 不同調制方式的性能比較比較標準為了比較不同的調制方案 可用如下兩個基本的標準來描述 頻譜利用率 指每單位調制帶寬所能傳送的比特數(shù) b s Hz 每比特能量 是指在規(guī)定傳送準確度下的每比特能量 對有線電視來講 頻譜利用率說明在有限帶寬內(nèi)可容納多少數(shù)字電視信號 每比特能量則表明系統(tǒng)需要多高的信噪比 此外 還要考慮諸如成本和復雜性等其他重要特性 98 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 4QAM調制器 頻譜利用率 指每秒每赫茲傳送比特數(shù) 頻譜利用率由比特率 每個符號比特數(shù)乘以每秒符號數(shù) 除以調制帶寬 是調制器和檢波器中濾波器的函數(shù) 來確定 二進制BPSK的頻譜利用率為1 b s Hz 采用正交調制 不需要增加帶寬 可使QPSK的頻譜效率增加為BPSK的二倍 MPSK和MQAM 其每字符的大小q 即比特數(shù) 為 q Log2M bit 其頻譜利用率為qbps Hz例如QPSK 相當于4PSK 其q 2 頻譜利用率為2 b s Hz 64QAM q 6 頻譜效率為6 b s Hz 99 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 4QAM調制器 每比特能量 數(shù)字傳送準確度通常用誤碼率 BER 來衡量 它表明一個錯誤出現(xiàn)的概率 以10的負冪表示 如BER 1 10 9是指產(chǎn)生一個碼位錯誤的概率為1 109 每比特能量越大 數(shù)字信號的信噪比越大 當噪聲恒定時 則BER越小 如果噪聲恒定 每比特能量越高越能改善誤碼率 因為 此時各星座點間的距離越遠 所以 在給定信號功率和噪聲功率的情況下 星座點間的距離越遠的調制方式BER性能就越好 若要達到QPSK的各狀態(tài)的分離程度 16QAM就需要更大的信號幅度 16QAM的高頻譜利用率是以提高信號功率為代價得到的 從星座圖可以看到這種關系 如圖所示的QPSK星座圖 這是示波器上顯示的對應于相位的信號幅度的點的積累 理論上應是四個清晰的點 實際看到的是四個模糊的點的軌跡 這表明信道中有噪聲存在 比較圖 a 和 b 可見點的位置出現(xiàn)隨機偏差 可理解為判決電路產(chǎn)生的誤判 因噪聲脈沖使一個狀態(tài)與另一個狀態(tài)很接近 減小誤判的方法是增加信號強度 不能同時增加噪聲功率 101 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 4QAM調制器 2 4 4利用星座圖分析故障 1 理想星座圖符號點均在決策邊框內(nèi)的中心點 說明有良好的相位噪聲 熱噪聲等 因此MER值好 102 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 4QAM調制器 2 熱噪聲引起的損傷現(xiàn)象 符號點隨機的向外擴展 相對于中心點 103 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 4QAM調制器 3 相位噪聲引起的損傷 上下變頻器 現(xiàn)象 四個邊角的符號向內(nèi)旋轉 使方形的星座圖變?yōu)閳A 104 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 4QAM調制器 4 相干干擾 如CTB CSO等互調失真 侵入噪聲產(chǎn)物 現(xiàn)象 符號云的中心被掏空 形成圓串 105 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 4QAM調制器 5 I Q不平衡 前端I Q調制器 基帶放大器 濾波器造成 現(xiàn)象 星座圖不成方形 I Q軸即寬 高不等 106 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 5加擾器 2 5 1功能加擾是為了保證傳輸安全而對業(yè)務碼流進行的特殊處理 通常在廣播前端的條件接收系統(tǒng)控制下改變或控制被傳送業(yè)務碼流的某些特性 使得未經(jīng)授權的接收者不能得到正確的業(yè)務碼流 加擾器可以置于復用器中 也可以獨立于復用器之外 一般稱之為獨立加擾器 獨立數(shù)字加擾器是DVB廣播系統(tǒng)中一種重要的設備 一般采用DVB的公用加擾算法 與CA條件接收系統(tǒng)相配合使用 同時對多個頻道的所有節(jié)目或者部分節(jié)目進行加密 實現(xiàn)有條件訪問 實現(xiàn)了數(shù)字電視節(jié)目的有償廣播和收視管理 它的一般功能包括 107 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 5加擾器 對指定的節(jié)目或基本傳輸流進行DVB加擾處理與CA有關的PSI信息和SI信息在TS流中插入EMM 授權管理信息 和ECM 授權控制信息 的數(shù)據(jù)流生成加擾控制字 108 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 5加擾器 2 5 2設備選型輸入接口 109 數(shù)字電視前端硬件平臺 2 5加擾器 輸出接口 110 有線數(shù)字電視傳輸網(wǎng)絡 111 112 有線數(shù)字電視傳輸網(wǎng)絡 1 四級傳輸網(wǎng)國家干線網(wǎng) 北京到各省會城市環(huán)網(wǎng) 網(wǎng)狀網(wǎng) 支線網(wǎng)SDH DWDM 2 5Gb s 4 8 16 32波分復用 省干線網(wǎng) 省會到地市 縣 環(huán)網(wǎng) 支線網(wǎng)SDH2 5Gb s地市 縣干線網(wǎng)SDH2 5Gb s622Mb s或光纖射頻副載調制接入網(wǎng) HFC網(wǎng) 750 860MHz 113 有線數(shù)字電視傳輸網(wǎng)絡 114 有線數(shù)字電視傳輸網(wǎng)絡 2 SDH與HFC網(wǎng)絡的接口1 數(shù)字電視信號如何進入SDH網(wǎng)絡傳輸 數(shù)字電視信號的MPEG 2幀格式通過映射 封裝到SDH的物理幀 通過SDH的DS3接口進入SDH網(wǎng)傳輸 一個DS3信道可容納6 7套SDTV節(jié)目 2 SDH網(wǎng)絡傳輸?shù)臄?shù)字電視信號如何進入HFC網(wǎng)絡傳輸 SDH信號傳輸?shù)綌?shù)字電視前端 由數(shù)字電視前端的DS3網(wǎng)絡適配器將SDH物理幀中的數(shù)字電視MPEG 2數(shù)據(jù)幀提取出來 形成ASI碼流從DS3網(wǎng)絡適配器的ASI端口輸出 輸出的ASI碼流進入數(shù)字電視前端 經(jīng)過信號處理和QAM調制后 由光發(fā)射機發(fā)射進入HFC網(wǎng)絡傳輸 115 有線數(shù)字電視傳輸網(wǎng)絡 3 地市 縣有線數(shù)字電視傳輸方式1 通過SDH網(wǎng)傳輸2 有線數(shù)字電視載波傳輸方式3 二者比較傳輸方式SDH系統(tǒng)64QAM 載波傳輸系統(tǒng)占用信道45Mb s DS3 8MHz帶寬 6套SDTV 縣前端DS3適配器 碼流復用器不需增加設備需要設備64QAM調制器傳輸距離無限制200Km價格高低 116 有線數(shù)字電視傳輸網(wǎng)絡 網(wǎng)絡結構 a 主前端 主中心 一級光網(wǎng) 同軸分配網(wǎng) 雙絞線網(wǎng) CM STB 網(wǎng)卡b 主前端 主中心 一級光網(wǎng) 分前端 分中心 二級光網(wǎng) 同軸分配網(wǎng) 雙絞線網(wǎng) CM STB 網(wǎng)卡c 主前端 主中心 一級光網(wǎng) 分前端 分中心 二級光網(wǎng) 三級光網(wǎng) 同軸分配網(wǎng) 雙絞線網(wǎng) CM STB 網(wǎng)卡 117 有線數(shù)字電視傳輸網(wǎng)絡 如果考慮到光網(wǎng)的傳輸光波長有1310 1550nm兩個波段 實際網(wǎng)絡的結構將演變成6種 a 主前端 主中心 1310nm一級光網(wǎng) 同軸分配網(wǎng) 雙絞線網(wǎng) CM STB 網(wǎng)卡b 主前端 主中心 1550nm一級光網(wǎng) 同軸分配網(wǎng) 雙絞線網(wǎng) CM STB 網(wǎng)卡c 主前端 主中心 1310nm一級光網(wǎng) 分前端 分中心 1310nm二級光網(wǎng) 同軸分配網(wǎng) 雙絞線網(wǎng) CM STB 網(wǎng)卡d 主前端 主中心 1550nm一級光網(wǎng) 分前端 分中心 1550nm二級光網(wǎng) 同軸分配網(wǎng) 雙絞線網(wǎng) CM STB 網(wǎng)卡e 主前端 主中心 1550nm一級光網(wǎng) 分前端 分中心 1550nm二級光網(wǎng) 1310nm三級光網(wǎng) 同軸分配網(wǎng) 雙絞線網(wǎng) CM STB 網(wǎng)卡f 主前端 主中心 1550nm一級光網(wǎng) 分前端 分中心 1550nm二級光網(wǎng) 1550nm三級光網(wǎng) 同軸分配網(wǎng) 雙絞線網(wǎng) CM STB 網(wǎng)卡 118 數(shù)字基帶傳輸 SDH 采用SDH系統(tǒng) 一個DS3信道可傳7套SDTV MPEG2編碼器 衛(wèi)星接收機 SDH網(wǎng)絡適配器 復