數字電視信號的播出與傳輸
電視信號的傳播質量,一直是人們最關心的事情,因為它直接影響電視接收機的收視效果。在傳統的模擬電視號的傳播過程中,總有一定的信噪比存在,干擾電視信號的傳播與接收。
本文引用地址:http://www.j9360.com/article/165522.htm電視信號中的噪聲干擾主要來源于:
(1)接收信號源內的原有噪聲(指二極能上差轉信號源)。
(2)外界的自發噪聲干擾。
(3)其他發射臺的電波干擾。
(4)由于多徑傳輸所引起的重影干擾。
(5)差轉機內部的熱噪聲以及寬頻帶放大器非線性畸變所引起的干擾。
(6)交流干擾及組合頻率干擾。
較理想的電視轉播,應努力使電視接收機視頻輸出的信噪比在45dB以上。但它遠不能滿足數字化高清晰度電視的要求。近幾年來,由于衛星信道質量好(相對地面廣播),覆蓋面大,無需中繼,特別適合節目分配和廣播,因此得到了廣泛的應用。但絕大多數利用衛星傳送的電視節目為模擬制。模擬制方式傳送電視節目占用頻帶寬,一個36MHz的衛星轉發器只能傳送一路模擬電視信號,因此信道利用率不高。
隨著數字視頻碼率壓縮技術的迅速發展和超大規模集成電路的研制成功,使數字化播控系統和利用衛星傳送數字廣播電視節目變成了現實,使圖像質量得到極大提高,用以滿足高清晰度電視的廣播級要求。同時,由于采用現代的數字視頻壓縮技術和信道調制技術,可實現在一路模擬電視信號占用帶寬內傳送4-6路數字壓縮電視節目,從而大大提高了信道利用率,降低了每路電視節目的傳輸費用,同時也減去了噪聲干擾。
因此,在數字電視中,即使產生了數字電視信號,要提高數字電視機的接收質量,還有演播中心和電視傳輸的兩個方面的細節問題。
1.演播中心的播控系統
在早期的電視臺播控技術中,主要依靠人工手動控制數臺錄像機來完成視、音切換控制。隨著頻道節目增加,播出時間延長,播控人員在整個播出過程中時刻處于高度緊張狀態,極大地增大了勞動強度及心理壓力,從而不免發生播放事故,特別在切換過程中極易出現瞬間的抖動噪聲,嚴重影響了播出質量。
隨著微電子技術的發展、計算機的普及,電視播控方式與隨之發生變化,由人工手動切換轉向半自動及全自動播控。數字化無磁帶播出即將取代傳統的磁帶化播出方式。計算機海量存儲技術、數字壓縮編碼技術、光纖通信技術、多媒體通信技術、磁盤技術的發展以及數字化設備成本的不斷降低。將使播控系統發生質的飛躍,使網絡的電視播控完全數字化,從而極大地提高電視信號的播出質量。
但是,使用磁盤代替磁帶并非數字化的全部含義。數字化的播控系統,應是先進的自動化技術,以多臺服務器、工作站、PC構成主體,一方面繼承過去的磁帶式播出方式,使用錄在磁帶或光盤等媒介載體上的節目源,使模擬量或分量的錄像機等可以與新式數字化設備并存;另一方面可以通過功能的網絡獲取播出信息及節目內容。
自動播控系統的設計和實現是一個十分嚴肅的工程技術問題。首先它必須是能夠通過提高硬件質量、有效備份和加強監測手段來減少故障因素,同時提供多種應急手段;在提高播出質量的基礎上,盡可能地提高播出部門的自動化程度,使系統更具體整體性。
先進的計算機控制自動播控系統將是電視臺播出裝備升級換代、提高播出質量的重要手段,它可以根據人工操作習慣和軟件的智能化管理,實時地對各錄像機進行自動調度、自動播放、自動切換,以達到定時播出、順序播出、觸發播出和節目插播功能,從而極大地提高節目錄像帶的規范化程序。
自動播控系統是由許多環節構成的,因此,它必須有分級監視和交互監視的方法,對播出信號實時地進行主觀評價;能夠利用示波器和綜合測試儀對重要進行定量的技術監測。使視音頻技術質量等級要求達到行業標準。
隨著人們生活水平的不斷提高,要求電視臺的發展是頻道增多,播出時間增長,節目量增大,直播節目增多,節目輸出點增多。并且還要同時保證播出的高可靠性、信號的高質量、操作的簡易性以及系統的良好擴容能力。這就要求演播中心的播控系統的發展將是應用機器人技術的完全自動化,否則將難以適應未來數字化視音頻信號傳輸技術的網絡化。
2.數字電視的傳輸方式
由于數字視頻碼率壓縮技術的迅速發展,數字壓縮電視節目不斷增多,電視人口覆蓋率要求不斷提高,一個完美的視、音傳輸方式,能否將電視節目分配和廣播到戶,已愈來愈引起人們的關注。
目前,民辦一些發達國家已普遍采用衛星、微波和有線相結合的傳輸網絡。我國也開始利用衛星傳送多路數字壓縮電視節目,以及微波中繼系統和CATV系統形成的網絡到戶。
1995年11月,我國中央電視臺用中星5號G頻段成功地向全國播出了體育、電影等五套數字壓縮的電視節目。1996年8月又采用美國SA公司的符合MPEG-2/DVB標準的設備向全世界播出了中央3臺和中央4臺的數字壓縮電視節目。
1997年初,我國MPEG-2/DVB標準,用亞洲2號衛星的3B轉發器以SCPC方式傳送了河南、內蒙古、青海、廣西、湖南等五省區的數字壓縮電視節目;用亞洲2號衛星的6B轉發器傳送了福建、廣東、湖北、江西、遼寧等五省的數字壓縮電視節目,(也采用SCPC方式)。數字壓縮技術的上星廣播,給我國的數字電視發展注入了新的生機。
在我國將多套數字壓縮電視節目送上衛星的方式,通常有兩種:一種是將每套節目各自調制一個載波后發至衛星,另一種是將幾套節目的數據流合成一個數據,然后調制一個載波,將其發至衛星。前者被稱為SCPC(單路單載波)方式,后者被稱為MCPC(多路單載波)方式。我國各省臺采用的SCPC方式,共用一個轉發器,中央臺因傳送的是多套節目,因而采用了MCPC方式。
在接收端根據不同用途可有兩種接收方式:一種是通過有線電視臺配備的IRD業務,將收到的衛星數字電視信號轉換成模擬信號,以常規方式送入有線電視網;另一種是直接到戶,但這時家庭要配備一個家用IRD,衛星數字電視信號就可以直接送到電視機,使用戶十分方便地收看到電視節目。
目前,我國各地城鎮已建起了CATV系統,并且也正在向更高級階段發展,使得大型工礦企業能與城鎮,或幾個城市之間實現CATV的系統聯網,從而使傳輸距離由幾公里擴大到幾十分里至幾百分里的范圍。由于業務內容的不斷增多,對傳輸距離的擴大,除了要求各種設備的高性能外,還必須解決遠距離傳送手段。目前普遍使用的優質同軸電纜,即使設計了合理的放大器,對于甚高頻最遠可傳14km,而全頻道系統只能傳送2.75km.因此解決遠距離傳送,除利用可以傳送幾十公里的光纖技術外,主要一種方法是利用微波技術,即用微波作為CATV系統的延紳。微波即頻率為30MHz-300GHz范圍內的電磁波,其波長為1m-1mm。由于微波具有頻帶寬、穩定性好、直線傳播、定向收發等特點,目前各國的電視傳輸網中的遠距離傳輸幾乎都采用了微波中繼系統。我國也是如此,在大型CATV系統中已經進入使用
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