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ATSC和DVB數字電視系統的比較

作者: 時間:2012-11-10 來源:網絡 收藏
  高級電視系統委員會(Advanced Television Systems Committee, )是為制定一系列標準的協會,標準包括高清晰、標準數字電視、數據廣播、多聲道環繞音頻以及衛星數字廣播標準。目前采用的國家有美國、加拿大和韓國。

  2009年美國將全面停止模擬電視的播放,ATSC制數字電視的銷量將會大幅度增長,因此,國內許多廠家紛紛瞄準了ATSC標準的數字電視產品的研發。由于我國大部分數字電視工程師都具有一定的產品的開發經驗,而和ATSC的標準雖然在原理上相似,但實際的標準還是存在著很大的差異。

  本文的主要目的是幫助開發人員了解ATSC標準。本文并不涉及兩種標準在物理層面(如調制解調)的差別,而主要討論上層協議的區別,主要集中在如下四個方面:
  • 音頻壓縮
  • 服務信息系統
  • 條件接收系統
  • 數據廣播

1 音頻壓縮

  ATSC數字電視接收器必須具備Digital Audio Compression (AC-3)音頻壓縮算法的解碼能力,算法的具體細節可以參考文獻[2]。

  AC-3算法與ISO/IEC 13818-3(參考文獻[3])相比,在多通道編碼方面的表現比較出色。AC-3一共包含有5.1個聲道:左前(L)、中央(C)、右前(R)、左環繞(Ls)、右環繞(Rs)和一個超重低音(LFE)。超重低音頻寬是其它幾個聲道的1/10,因此稱為5.1聲道。通道的結合方式有1/0、1+1/0、2+1/0、3+1/0、2/1、3/1、2/2、3/2這8種,其中斜杠前表示前聲道的個數,斜杠后表示后環繞聲的個數,在8種組合中都可選擇加設超低音通道。

  對比DVB

  DVB的音頻壓縮算法必須遵從ISO/IEC 13818-3[3]標準,因此ISO/IEC 13818-3模塊對DVB的接收系統來說是必不可少的;相比之下,ATSC采用的是AC-3標準,因此,ISO/IEC 13818-3對于ATSC接收器來說是可選模塊,而AC-3音頻解碼模塊是不可缺少的。

  雖然在DVB和ATSC系統中都可以把AC-3的音頻流映射到MPEG的Multiplex上傳輸,但是在實現方式上還存在著一些差異。
  表1列出了AC-3音頻流在ATSC和DVB系統中的傳輸比較。其中registration descriptor僅僅存在于ATSC系統,因為在DVB系統中,AC-3 descriptor是公開的描述符,無需用registration descriptor來注冊。

  2 服務信息表

  電子節目指南(EPG)是數字電視中非常重要的部分,它相當于傳統報紙上的節目表。而電子節目指南則是基于TS流中的Service Information(SI)而構造的。

  DVB和ATSC標準分別定義了各自不同的SI結構,采用不同的機制來產生EPG。本章后續部分將介紹ATSC的SI1系統,并將其與DVB進行對比。

  ● 層次結構

  ATSC包含了層次化的表格來描述系統信息和節目指南數據(參考文獻[4])。其中,一個公用的基礎PID(Base PID)是所有表格的入口,它被顯示定義為0x1FFB,根據Base PID可以在地面廣播系統和有線電視系統中定位如下表格。

  • System Time Table (STT)——包含同步所需的時間信息
  • Master Guide Table (MGT)——包含其它相關表格的大小,PID以及版本號
  • Rating Region Table (RRT)——包含不同地區和國家的節目等級信息
  • Virtual Channel Table (VCT)——包含節目導航和轉換的虛擬頻道表格
  • The optional Directed Channel Change Table (DCCT)——在特定時間特定環境下要求接受者轉換到特定的虛擬頻道上去
  • The optional Directed Channel Change Selection Code Table (DCCSCT)——基本種類列表和位置代碼表的擴展

事件信息表(Event Information Table, EIT)也是SI系統的一部分,它們的PID定義在MGT之中。每一個EIT都按照VCT里面所定義的虛擬頻道列出電視節目(事件)清單,并按照時間先后從EIT-0到EIT-127排序。ATSC標準規定,每一個EIT必須有3個小時的時間長度,而且所有EIT的開始時間都被限制在0:00(午夜),3:00,nbs p; 6:00, 9:00,12:00(中午),15:00,18:00和21:00(所有的時間都是UTC制)。這樣,EIT-0代表的就是當前3個小時內的所有電視節目,EIT-1代表的是接下來3個小時的信息,而每隔三個小時,原先的EIT-0就被廢棄,之前的EIT-1將取代EIT-0的位置,依此類推。另外,ATSC還定義了可選的擴展文字表(Extended Text Table,ETT),ETT包含了有關EIT的相對比較長的文字描述,它們的PID也同樣包含在MGT中。

  圖1描述了上述表格的層次結構。在一個數字電視TS流中,SI表格必須包含對當前TS流中所有的數字電視頻道的描述,同時為了方便起見,還可能包括了相關的模擬頻道信息以及其它TS流中的數字頻道信息。對于地面廣播系統,STT, TVCT(VCT的地面版本),MGT和前4個EIT都是強制要求的;對于有線電視系統,STT,CVCT(VCT的有線版本)或者TVCT,以及MGT都是必需的。


  ● 與DVB-SI的比較

  圖 2說明了DVB SI表格的層次結構??偟膩碚f,DVB-SI和ATSC-SI的目的都是為了構造EPG,他們在功能上是相似的。例如:ATSC的STT就時間同步功能來說等價于DVB中的TDT,ATSC的VCT就虛擬頻道(服務)描述來說和DVB中的SDT等價,ATSC和DVB中的EIT同樣提供TV節目清單。

  即便如此,ATSC-SI和DVB-SI仍然存在如下一些差異:

  1. 節目標識:在DVB系統中,節目總是以original network id/ transport stream id/ service id的方式標識的。其中original network id是由授權中心頒發給經認證的運營商或者廣播商的。采用這種聯合方式來標識能夠方便收費和訂閱信息的管理。而在ATSC系統中,不存在original network id的標識,用戶能看到的是一個類似于2-1主次號結合的標識符,這里主號2是廣播商的NTSC牌照,該廣播商的所有服務都采用該主號來標識;次號1是用來在該主號群組中標識特定的服務,次號0預留給該廣播商的模擬頻道服務,1-999可以用來標識數字電視服務(圖3顯示的是采用主次頻道結合標識的一個例子)。這種機制使得transport stream id和service id對電視終端用戶不可見。


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關鍵詞: ATSC DVB 數字電視

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