数字电视技术概述(108张)课件

1、数字电视技术概述1一、数字电视系统概述1.1 数字电视基本概念数字电视是数字电视系统的简称，是指音频、视频和数据信号从信源编码、调制到接收和处理均采用数字技术的电视系统。国际上的精确定义：将活动图像、声音和数据，通过数字技术进行压缩、编码、传输、存储，实时发送、广播，供观众接收、播放的视听系统。从广义上说，数字电视是数字传输系统，是原有电视系统的数字化。2一、数字电视系统概述1.2 数字电视广播系统基本构成数字电视广播电视系统由信源编码、多路复用、信道编码、调制、信道和接收机组成。31.2 数字电视广播系统基本构成（续） 信源编码是对视频、音频、数据进行压缩编码的过程。辅助数据可以是独立的数据

2、业务，也可以是和视频、音频有关的数据，如字幕等。 多路复用是将视频、音频和数据等各种媒体流按照一定的方法复用成一个节目的数据流，将多个节目的数据流再复用成单一的数据流的过程。 信道编码是指纠错编码。为了能在接收端和纠正传输中出现的错误，信道编码在发送的信号中增加了一部分冗余码，即通过牺牲信息传输的效率来换取可靠性的提高。41.2 数字电视广播系统基本构成（续） 调制是指为了提高频谱利用率，把宽带的基带数字信号变换成窄带的高频载波信号的过程。 信道有卫星广播信道、有线电视信道和地面广播信道等。接收机的功能包括调谐、解调、信道编码、解复用、视音频解压缩、显示格式转换等。561.3 数字电视技术分类

3、按信号传输方式可分为：地面无线数字电视卫星数字电视有线数字电视71.3 数字电视技术分类（续）按图像清晰度可分为三大类：1）标准清晰度电视SDTV：质量相当于目前模拟彩色电视系统的数字电视系统，也称为常规电视系统。即符合ITU-R601标准的数字分量编码4:2:2的视频，经数据压缩处理后所能达到的图像质量。其清晰度约为500电视线，视频数码率约为5Mb/s。81.3 数字电视技术分类（续）2）高清晰度电视HDTV：需至少720线逐行或1080线隔行扫描，宽高比为16:9，采用数字压缩音响。视频数码率约为20Mb/s或以上。3）数字低清晰度电视LDTV：图像清晰度约为300电视线，视频数码率约为

4、12Mb/s，图像质量与VCD相当。 另外还有一种增强清晰度电视EDTV，图像质量介于SDTV与HDTV之间。91.4 数字电视主要优势1）数字信号处理、传输使信号质量大大提高数字信号在记录/重放、信号传输和处理等过程中不会引起信号劣化， 通过整形和纠错编码等技术可将数字信号有效还原，收端图像质量与发端基本一致。以视频编码比特率为45Mbs的数字信号，传输到用户清晰度提到480线，主观评价约4.3分。而模拟信号只有3分左右。（模拟电视经电视中心、微波、卫星、发射机和接收机各环节后为五级质量制评定为3.25级）。101.4 数字电视主要优势（续）2）频谱资源利用率高 有线电视数字化，节目容量大大

5、提高。如1个8MHz模拟频道可以传610套数字电视节目。500 MHz带宽内可以传380630套节目。HFC网络改造(1G)会使容量进一步提高。 3）多信息、多功能 数字技术有利于电视节目与数据的融合。大大扩展服务内容。如电子节目指南、财经信息、视频点播、歌唱点播、新闻选取、远程教育、电视购物、交互游戏等新颖的增值服务。111.4 数字电视主要优势（续）4）数字化带来有效的用户管理系统 数字化使得信号非常容易实现加扰、解扰和加密、解密，便于开展各类收费业务。条件接收（ CA ）系统的应用，可以实现对用户的有效管理，确保运营商的资金回报。12二、数字电视标准 目前，数字电视广播有三个相对成熟的标

6、准制式：欧洲的DVB（数字视频广播）标准美国的ATSC（先进电视制式委员会）标准日本的ISDB（综合业务数字广播）标准132.1 DVB标准概述（续）传输标准：DVB-S ：用于11/12GHz频段的数字卫星系统，适用于多种转发器带宽与功率，传输层最大码率为38.1Mbps。DVB-C ：用于8MHz的数字有线电视系统，与DVB-S系统兼容，传输层最大码率38.1Mbps。DVB-T ： 用于6、7、8MHz的地面数字电视广播系统，传输层最大码率24Mbps。DVB还有多种网络接口标准。142.1 DVB标准概述DVB是一个由全世界25个国家超过200个组织参加的项目组织，起源于欧洲。其主要目

7、标是找到一种对所有传输媒体都适用的数字电视标准协议（信道编码协议）。 152.2 DVB标准的核心 1）基带处理： 采用MPEG压缩的音频、视频及数据格式作为信源压缩与编码（ES流）。采用公共MPEG-2传输流（TS流）复用方式。采用公共的业务信息用（SI）。系统的第一级信道编码采用 R-S前向纠错编码保护。162.2 DVB标准的核心（续） 2）信道编码调制方式：DVB-S采用QPSK四相相移键控调制方式；DVB-C采用QAM正交幅度调制方式；DVB-T采用COFDM多载波频分复用技术。 3）条件接收：使用通用的加扰方式以及条件接收系统（CA）。 4）其他：（数字广播、交互操作)；网络传输接

8、口(Interfacing)；因特网协议(IP)；测量(Measurement)；家庭多媒体平台(MHP)等。172.3 DVB视频特点 演播室数字视频标准是SDI。而DVB系统的视频采用标准的MPEG-2压缩编码，它分成4种信源格式或称“级”（LEVEL），从录像带的低图像清晰度，到高清晰度电视。DVB视频标准还定义了5个“类”（PROFILE）的概念，每一个不同的“类”（PROFILE）能够提供构成编码系统的压缩工具和压缩算法。在“类”中存在两种图像取样方式，即：4：2：2和 4：2：0格式。 182.3 DVB视频特点（续）目前在世界上最常用的MPEG-2标准是MPML。即（主类主级），

9、它是第一代数宇有线电视和数字卫星电视的基础。图象宽高比可以是4：3或16：9。至于码率，它是由节目提供者根据节目质量来选定的，图像质量越高，所需码流率越高，反之则越低。19三、信源编码3.1 视频信号的数字化 模拟信号通过以下三个步骤编码为二进制数字信号的过程成为模/数变换（A/D变换）或PCM（脉冲编码调制），所得到的信号也称为PCM信号。抽样：每隔一定时间取一次信号值量化：将每一个抽样的幅度赋值编码：按规律将量化后的值转换为二值或多值的数字信号流。203.1 视频信号的数字化（续） 奈奎斯特取样定理：取样频率大于或等于模拟信号中最高频率的两倍，就可不失真地恢复原信号。最高频率的两倍也叫折叠

10、频率。一般取样频率为最高频率的35倍。213.1 视频信号的数字化（续） 模拟电视有PAL、NTSC等制式，数字化后会形成不同制式的数字视频信号，不便于国际数字视频信号的互通。因此，国际电联出台了BT.601分量数字系统建议。我国对应的国家标准为GB/T14857-93演播室数字电视编码参数规范。223.1 视频信号的数字化（续）BT.601建议采用对亮度信号和两个色差信号分别编码的分量编码方式，对不同制式的信号均采用相同的取样频率，对亮度信号Y采用的取样频率为13.5MHz。由于色度信号带宽远比亮度信号的带宽窄，因此对色度信号U和V的取样频率为6.75MHz。色度信号的取样率是亮度信号取样率

11、的一半，常称为4:2:2格式，可以理解为每一行里Y、U、V的样点数之比为4:2:2。233.2 图像压缩编码的主要技术与标准主要标准包括CCITT的H系列、JPEG和MPEG：H系列：针对电视电话会议，传输码率为64kbps1.92Mbps。编码方法包括DCT变换、可控步长线性量化、变长编码及预测编码等。JPEG：针对静止图像压缩编码。是一种不含帧间压缩的帧内压缩编码方法，有利于编辑，其主要编码过程与H.261的帧内编码过程大致相同。243.2 图像压缩编码的主要技术与标准（续）MPEG：针对运动图像的压缩编码。包括有MPEG-1和MPEG-2标准： 1） MPEG-1主要针对运动图像和声音在

12、数字存储时的压缩编码，典型应用如VCD等家用数字音像产品，其编码最高码率为1.5Mbps。 2） MPEG-2则针对数字电视的视/音频压缩编码，其编码率可为3100Mbps。 MPEG的基本编码过程与H系列类似，即通过DCT进行帧间压缩，不同是MPEG在预测编码中加进了一个双向预测帧 B帧。25四、有线数字电视码流结构基本概念：数字信号的复接与分接模拟电视系统中，多路模拟信号是用频分复用FDM方式复合在一起的。FDM的缺点是各信号间易相互干扰，而且频谱利用率比较低。而在数字电视系统中，多路ES流的复合和多路节目传送流的复合均是采用时分复用TDM方式： 图像、声音、数据的ES流构成一路TS流进行

13、传输，从时间上看TS流中各路ES流是分时轮流传输的。多路节目的TS流也以同样方式复合构成更高速率的传输流。在多路数字信号间实现TDM的过程称为数字复接，逆过程称为数字分接 。264.1 TS码流基本结构： MPEG-2的结构分为压缩层和系统层。 1）一路节目的视、音频及其它辅助数据经数字化后，通过压缩层完成信源压缩编码，分别形成基本码流ES（1.5-15Mbps码流可调）。 2）系统层将不同的基本流ES分别加包头打包（分组）为PES包。PES又称为分组基本码流。这一步骤在打包器内实现，PES的长度 可在一定范围内变化。274.1 TS码流基本结构（续）： 3）将视频，音频的PES流以及辅助数据

14、按不同的格式再打包，然后进行复接，即分别生成了TS流和PS流。 TS包固定为188B，由包头（4B）和需要传送的有用信息即负载（184B）组成，有时在有用信息前插入一个调整字段，用于补充长度不完整的TS包，或放置节目参考时钟（PCR），PCR以固定频率插入包头，表示编码端的时钟，解码端根据PCR调整时钟，保证正确解码。 4）单个节目的TS流叫SPTS，多节目TS流称为MPTS。284.1 TS码流基本结构（续）： 包头4个字节前缀是链接字头，包括同步字节0 x47 和数据包识别号PID（13位=8192），从PID可以判断其后面净荷的数据类型，是视频、音频流、PSI还是其它数据包。294.1

15、TS码流基本结构（续）： 节目流PS与传送流TS的区别：节目流PS与传送流TS是ISO/IEC针对不同的应用环境（信道和存储介质）规定的两种系统编码方法：304.1 TS码流基本结构（续）： 节目流PS与传送流TS的区别：传送流TS是将视频和音频的PES包作为固定长度的TS包的净荷，然后对TS包进行复接形成的。包结构是固定长度的(188字节)， 节目流PS是对完整的视频和音频PES包进行复接形成的，包结构是可变长度的。PS是针对那些不容易发生错误的环境（如光盘存储系统上的多媒体应用）而设计的系统编码方法，特别适合于软件环境的处理。TS流是针对那些很容易发生错误（表现为位值错误或丢失）的环境（如

16、长距离网络或无线广播系统上的应用）而设计的编码方法。314.1 TS码流基本结构（续）： TS码流优点： 采用固定长度包格式的TS码流在将多路数据进行复接时提供了许多灵活性和一些显著的优点： 1）动态带宽分配规定的信道总频带内视频、音频和数据包可以进行实时的，灵活的分配，不需要预先进行规定。利用这一特性，可以实时插入服务数据，如：可在广播付费节目前实时地将解密钥匙插入到TS码流中送给广大用户。 324.1 TS码流基本结构（续）： TS码流优点： 2）可分级性TS包的格式允许一个复接好的传送码流与另外一些视频、音频的基本码流进行二次系统复接，生成占用频带更宽的更高一级的传送码流。这一特性在电视

17、节目的网络传输中具有重要作用，使得在网络的每一节点处都可以灵活地复合或分离多路节目。 334.1 TS码流基本结构（续）： TS码流优点： 3）可扩展性对于新业务的基本码流，只需在发送端赋予其新的包标识标志PID，就可将其加入传送码流中，而无须做硬件上的改动。4）抗干扰性由于TS包具有固定的长度，所以传输系统中的误码纠正和检测处理就可以与TS包同步，以TS包为单位进行。这样当传输过程中出现误码时，解码器就可以从第一个好的TS包开始恢复数据。 344.1 TS码流基本结构（续）： TS码流优点： 5）接收机成本低廉固定长度的TS包结构使得系统分接非常简单，分接器只需识别出每个TS包中的PID即可

18、，无须了解更多的信源比特率方面的信息。一旦TS包一级的同步及比特一级的同步建立，系统就可正常工作。 35五、有线数字电视的PSI、SI和EPG5.1节目特定信息PSI 在MPEG-2中，专门定义了PSI节目信息（由5个表组成）。其作用是自动设置和引导接收机，在TS流中找到需要的码流进行解码。PSI信息通过复用器 插入到TS流中，并用特定的PID（包标识符）进行标识。365.1节目特定信息PSI （续） PSI主要有以下几种： 1）节目关联表PAT：给出每一个节目对应的PMT的PID，还给出NIT的PID，本身的PID为0 x0000。它在传送过程中不加密。 2）条件接收表CAT：给出条件接收系

19、统的有关信息，PID为0 x0001。 3）节目映射表PMT：给出一个节目内各种媒体流的PID及该节目的解码时钟PCR。带有PMT的TS包不加密。375.1节目特定信息PSI （续） 4）网络信息表NIT：给出物理传输网络的有关信息。有Actual和Other之分，表示当前值和其它值。 5）传送流描述表TSDT：PID为0 x0002。 385.1节目特定信息PSI （续） PSI和TS流的关系： 395.1节目特定信息PSI （续）如何利用PSI 找到特定的节目码流（举例）： 如要找节目1码流：接收机首先从TS码流中找到PID=0的包，即节目关联表（PAT），通过PAT表得到节目1的“节目映

20、射表PMT”的PID值=22，根据此PID值找到节目1的映射表PMT。从PMT表中可获得构成节目1的基本码流的所有PID值，如节目1视频包的PID为41。根据这个PID值滤出相应的视频、音频的包送到视频解码器，解码后复原为原始信号。(见图) 405.2 业务信息SI通常一个频点（我国8MHz）对应一个TS码流，一个频点的TS流由多个节目及业务组成。而PSI只提供了单个TS流的信息，使接收机能对单个TS中的不同节目流进行解码。由于系统通常存在多个码流，PSI数据不能提供多个TS流的 有关业务和节目的类型、什么节目、什么时间开始等信息。DVB对MPEG-2的PSI进行了扩充，定义了许多辅助信息，在

21、PSI四个表的基础上再增加了九个表，形成业务信息 SI 。业务信息（SI）是对整个系统所有码流的描述。415.2 业务信息SI（续）SI的九个表分别为：1）业务关联表（BAT）；2）业务描述表（SDT）；3）事件信息表（EIT） ；4）运行状态表（RST）；5）时间和日期表（TDT）；6）时间偏移表（TOT）；7）填充表（ST）；8）选择信息表（SIT）；9）间断信息表（DIT）。 上述表中2、3、5表是必需传送的。系统每隔一定周期（25ms）重复传送SI信息，方便新开机的用户马上建立EPG。425.2 业务信息SI（续）业务描述表（SDT）：它包含了描述系统中业务的信息。例如业务名称，起始时

22、间、持续时间等。（业务描述表SDT的每一个子表都对一个特定TS流中的业务进行描述。这些业务可能是实际TS流的一部分，也可能是其它TS流的一部分，可以通过不同的表标识符来区分。SDT提供业务所属的业务群、业务使用的加密系统、与其它业务的链接信息、该业务的准用国家、业务名称和业务提供者、业务是否允许NVOD，以及多画面的控制、实现交互式回传信道的电话号码和多语种业务名称等信息。 为了更容易获得有关业务，一般SDT的传送是强制性的。435.2 业务信息SI（续）事件信息表（EIT）：它包含与事件或节目相关的数据，例如事件名称，起始时间，持续时间等。EIT是生成EPG的主要表，相当于节目表。（事件信息

23、表EIT按时间顺序提供每个业务中包含的事件的信息，包括：事件的标识号、起始时间、节目长度；播放状态、是否加密；事件的详细介绍；两段同样事件的时间偏移；事件多语种的简短介绍；节目限定年龄的级别等。其类型通过表识别符进行区别。任何构成EIT段均在PID为00012的传送包中进行传送。）445.2 业务信息SI（续）时间和日期表（TDT）：它给出了与当前的时间（UTD协调世界时）和日期相关的信息。时间偏移表（TOT）：它给出了与当前时间（UTC）、日期和本地时间差455.2 业务信息SI（续）业务信息SI如何插入播出前端：SI一般在复用器合成TS时插入。按照SI标准形成各表的数据段后，数据可以三种方

24、式送入复用器： 1）将各表数据通过复用器生产厂家提供的应用软件接口(API异步并行接口)，由复用器插入节目码流。其优点是结构简单、系统稳定；缺点是需要复用器厂家提供接口资料和硬件支持，对不同厂家复用器需要编写不同的软件。 46业务信息SI如何插入播出前端（续）： 2）将各表数据段按MPEG-2标准打包，通过码流播出卡输出只包含SI信息的MPEG-2码流，再将之送入复用器异步串行接口(ASI)与节目码流复用。其优点是不需要复用器厂家支持，有一定的通用性；缺点是系统复杂，稳定性、可靠性不如方法1），系统资源有一些浪费。 3）一些条件接收厂商在复用器后端的加扰器提供接口，因此可以通过局域网将各数据表

25、送入加扰器，由加扰器向码流中插入SI信息。其优缺点与方式 1）类似。475.3 电子节目指南EPG在实用中，我们将SI所提供的数据 通过有序地组织起来，生成类似节目报的形式，它能在电视机上即时浏览，这样将大大方便用户的使用，这就是电子节目指南EPG。在SI中，最重要的是NIT（网络信息表）、EIT(事件信息表)和SDT（业务描述表），利用这3个表中的数据就可以构成功能不同的EPG。485.3 电子节目指南EPG（续）根据数字电视广播业务信息规范对EPG的要求，EPG应提供节目单和当前节目播放等基本功能，还可提供节目附加信息、节目分类、节目预订和家长分级控制等高级功能。 在交互电视中，EPG更复

26、杂，应能提供诸如节目内容背景资料、视角切换、天气预报、游戏等功能。 495.3 电子节目指南EPG（续）EPG系统包含两个部分：一是播出前端的EPG编辑器；二是用户端数字电视接收机（机顶盒）中相应的接收/显示/控制软件，两部分一一对应。如果一个厂家的接收机产品要进入一个业已采用某种EPG前端产品的传输网络，则必须按照前端定义的数据结构来改造其接收机的相关部分，从而接收显示前端送出的业务信息。而在EPG前端编辑器中，根据所需的功能，将采用适当的描述符来提供有关的信息。50六、码流多路复用多路复用分为节目复用和系统复用两种：节目复用：将一路数字电视节目的视频、音频和数据等各种媒体流按照一定的方法时

27、分复用成一个单一的数据流。系统复用：将各路数字电视节目的数据流进行再复用，实现节目间的动态带宽分配，并提供各种增值业务。516.1 多路复用1）节目码流、数据信息复用：MPTS或SPTS节目码流可选择的复用到一起，形成一个新的TS流。另外还有数据信息复用。2）复用器将EPG、PSI和SI信息插入到TS流中：复用器还可以处理并生成节目信息和业务信息，将EPG、PSI和SI信息插入到TS流中。当把一套节目从输入的传输流中去掉，输入TS流中的SI也必须改变。这种对SI的处理应该是自动的。 526.1 多路复用（续）3）SI(业务信息)一致性的问题：所有的TS流都包含SI服务信息。但是这个TS流的SI

28、服务信息不仅与本传输流自 身所含的服务有关，而且与其他流有关。TSl的SI要参考TS2和TS3等等。假若在一个传输流要增加或删除一个节目。甚至于更新一个EPG，那么其他传输流也应该得到这些更新信息。系统复用又称传送复用。在对多路节目进行复用时，其最主要的工作是进行PSI信息的重构和PCR修正。53546.2 数据增值业务 根据复用的过程，如需在数字电视中开展增值业务，有两种加入的方法： 1）一种方法是从节目复用中加入，即在一路正常的电视信号中，在节目复用时加入一些数据，与音视频PES一起形成TS流。接收端再把附加的数据从电视数据中分离出来。 这种方法优点是方便简单，不需专门信道。缺点是数据量不

29、能太大，否则会影响节目传输。适合数据量相对较少，实时性要求也不高的场合。如信息广告、股市行情等。556.2 数据增值业务（续） 2）另一种方法就是从系统复用中加入。当数据量比较大时，如进行远程教学、图文数据广播等时，可以开辟一个专门的TS流，它与其它数字电视节目TS流无关。 56 7.1 信道编码 信道编码是指纠错编码，即在发送的信号中增加了一部分冗余码的方式来提高数字信号传输的可靠性。通过牺牲信息传输的效率来换取可靠性的提高。七、信道编码与调制技术577.1 信道编码（续）7.1.1 信道与噪声信道中的噪声分为加性噪声和乘性噪声。加性噪声叠加在有用信号上，它与信号的有无及大小无关，信号为零也

30、仍存在。乘性噪声是对有用信号调幅，信号为零则不存在。根据噪声引发差错的统计规律，信道可分为随机差错信道和突发差错信道，实际信道中往往两种都包括。587.1 信道编码（续）7.1.2 差错控制信道编码常用的差错控制方式有前向纠错FEC、检错重发ARQ、反馈校验IRQ和混合纠错HEC。数字电视中的差错控制方式采用前向纠错FEC方式。接收端能根据接收到的码元自动检出错误和纠正错误。前向纠错包括四个部分 ：能量扩散、RS编码、交织和卷积编码。 597.1.2 差错控制（续） 1）能量扩散：也称随机化、加扰或扰码。数字电视广播中会码流终端或码流格式不符合标准的情况；另外，信源码流中可能长串的“0”或“1

31、”。为避免这两种情况，需要将基带信号进行能量扩散。实现能量扩散功能的是随机化电路，也称为伪随机码发生器或M序列发生器。发送端在进行能量扩散后，再进行RS编码。607.1.2 差错控制（续） 2）RS编码：是一类纠错能力很强的多进制BCH码，特别适合于纠正突发错误，如果与交织技术结合，纠错能力会更强。它广泛应用于既存在随机错误又存在突发错误的信道上。 3）交织：作用是为了增强RS码的纠错能力，减小信道中错误的相关性，把长突发错误离散成短突发错误或随机错误。交织深度越大，则离散程度越高。617.1.2 差错控制（续） 4）卷积编码分组码在处理时会产生较长的延时，而卷积码时延小，适合于以串行形式传输

32、信息的场合，可以使噪声分摊到码字序列而不是一个码字上，达到噪声均匀化的目的。卷积码编码器由移位寄存器和加法器组成。627. 2 调制技术数字信号的高频载波调制可分为幅移键控ASK、频移键控FSK、相移键控PSK。这三种调制方式对应于模拟调制中的调幅、调频和调相。为了提高载波的调制效率，常采用多进制信号进行高频调制，这样可使已调波带宽内包含更高的数码率。637. 2 调制技术（续） 7.2.1正交幅度调制QAMQAM也叫正交幅移键控。由两路数字基带信号对正交的两个载波调制合成而得到。通常有2电平正交幅移键控（4QAM）、 4电平正交幅移键控（16QAM）、 8电平正交幅移键控（64QAM）等 。

33、在DVB-C中采用QAM调制方式。647. 2 调制技术（续） 7.2.1正交幅度调制QAM 图中，上支路称为同相信道；下支路称为正交信道。 657. 2 调制技术（续） 7.2.2 四相相移键控QPSK 在QPSK中，数字序列相继两个码元的4种组合对应4个不同相位的正弦载波。667.2.2 四相相移键控QPSK（续）矢量图中I代表同相信号，代表正交信号。星座图中不画矢量箭头只画矢量的端点。星座图中星座间的距离越大，信号的抗干扰能力就越强，接收端判决再生时就越不容易出现误码。在DVB-S中采用QPSK调制。两个幅度相差一倍的QPSK信号可以组合成16QAM信号。677. 2 调制技术（续） 7

34、.2.3 正交频分调制COFDM在地面广播电视系统中，受复杂环境影响，发端信号经过反射、散射等传播路径后，到达接收端的信号往往是多个幅度和相位各不相同的信号的叠加，形成多径干扰。这会导致信号畸变，误码率增高。解决的办法是扩大符号周期，使其大大超过多径发射的延时时间，码间干扰会变得微不足道。687.2.3 正交频分复用COFDM（续）因此要将数码率降低几千倍，利用串/并变换器将串行数据流变成几千路并行比特流，每路比特流码率是原来的几千分之一，符号周期相应扩大几千倍。然后将这些符号对频带内的几千个子载波分别进行PSK或QAM调制，再混合起来形成一路综合已调波。这种方式就是多载波调制。正交频分复用C

35、OFDM利用数据并行传输和频谱重叠的频分复用技术来抗脉冲干扰和多径衰减，同时实现了频带的充分利用。697. 2 调制技术（续） 7.2.4 其它调制技术 1）网格编码调制TCM 传统的数字传输系统中，纠错编码与调制是分别设计并实现的。TCM是将两者作为一个整体来考虑，编码器和调制器综合后产生的编码信号序列具有最大的欧氏自有距离。在不增加系统带宽的前提下，这种方案可获得36dB的性能增益。707.2.4 其它调制技术（续） 2）残留边带调制VSB VSB就是用调幅信号抑制载波，并且两个边带信号中一个边带几乎完全通过而另一个边带只有少量残留部分通过。基带信号经平衡调幅器产生双边带平衡调幅波形，再通

36、过一个合适的残留边带滤波器得到残留边带信号。717.2.5 MER指标调制误差率MER是针对符号的偏差而进行定量描述的物理量，也是针对星座图中符号而计算的结果。MER是数字调制器特有的指标，也是最为关键的指标。全面衡量了数字调制器的输出信号质量，决定着HFC网络的覆盖效果及边缘接收效果。MER越高，则信号质量越好。国际要求的MER下限为32dB。727.3 DVB设备接口标准 DVB定义了三种专用接口：ASI、SPI和SSI。ASI异步串行接口：ASI采用270Mbps的固定连接速率，适用于电缆传输和光缆传输。在用于电缆传输时采用BNC连接器。SPI同步并行口：用于较短距离的信号连接。接口连接

37、器采用25针D型超小型连接器。SSI同步串行口：可以看作是做了并/串行转换的SPI的扩展，它使用的速率就是传输码流的速率，传输介质可以是光缆或电缆。采用电缆传输时采用BNC连接器。73八、数字电视条件接收系统 条件接收系统（CA）：运营者给传输信号和数据 加密，只有得到授权用户才能接收服务。付费的订户将智能卡(SmartCard)卡插入机顶盒(STB)中，才能正常收看到节目。有线数字电视管理付费系统叫做条件接收系统CA。748. 1 CA安全技术 CA系统的关键是安全性。在全数字CA系统中，一般采用三级密钥体制。 1）密钥K：又称为控制字CW或种子。在信号的发送端由控制字发生器产生。其典型字长

38、60b，每隔210s改变一次。 2）业务密钥SK：用于对CW进行加密，实际上是用户的授权信息。758. 1 CA安全技术（续） 3）个人分配密钥SK：为了保护SK，用每个解扰器或智能卡的地址码（ID）作为密钥对SK进行加密，这个就是SK，又称为管理密钥MK。 CW、SK和PDK构成了CA系统的三级密钥体制。对广播数据、和SK的保护采用的都是软件技术，对PDK的保护不仅需要软件技术，还需要硬件技术。768. 2 CA的工作原理 CA系统由加扰器、解扰器、加密器、控制字产生器、用户授权系统、用户管理系统和接收机中的条件接收子系统等部分组成。具体见下图： 778. 2 CA工作原理（续）加扰、加密：

39、在DVB前端中，通过控制字CW用加扰算法对信号进行加扰。“加密”是条件接收系统提供的。该系统通过用户授权系统提供的业务密钥SK（由数据库产生）对控制字CW加密，生成授权控制信息ECM。SK同时还被提供给业务密钥加密器，业务密钥加密器根据用户授权系统提供的PDK，对SK加密，产生授权管理信息EMM。788. 2 CA工作原理（续）解密、解扰：ECM和EMM通过TS流传送给用户机顶盒，用户智能卡上的用户个人分配密钥PDK对EMM解密取出SK，用SK对ECM解密，取出控制字CW，CW通过解扰器对信号进行解扰，还原出正常的TS码流。为了能提供不同级别、不同类型的各种服务，一套CA系统往往为每个用户分配

40、了几个PDK。我国目前采用的加密授权方式主要为智能卡授权方式。798. 3 同密和多密同密：是指通过同一种加扰算法和加扰控制信息，使多个CA共同工作的技术活方式。其核心是不同厂家采用同一种加扰方式，用同一种加扰算法来加扰节目，但对各自的密钥数据采用各自的加密算法。 它描述了有线前端不同加密系统与复用器的接口，目的是为了使两家以上的CA系统同时对同一套数字电视节目进行加扰。808. 3 同密和多密（续）“多密”：是指机顶盒加密系统的接口，即同一厂家机顶盒可以用于多种不同的加密系统。 DVB在综合解码接收机IRD和CA之间定义了一个公共接口CI。通过CI，各CA生厂商能将公共解扰器和专利解密器集成

41、在一块可拆卸的模块上，并可装入DVB接收机上的插槽中。CI的物理格式采用了笔记本电脑的PCMCIA标准。81九 用户管理系统9.1 SMS工作原理： SMS的原理是通过对用户订购信息的记录与处理，形成用户数据库，并经由与CAS的接口，向CAS发送用户授权管理信息（EMM）的基本数据，由此实现对用户进行精确的授权控制与授权管理。829.1 SMS工作原理（续）： SMS的核心功能模块主要包括： 产品管理模块、设备管理模块、策略管理模块、系统配置模块、计费管理模块、业务受理模块、订户管理模块、授权处理模块、接口处理模块等。839.2 SMS分布式应用：目前SMS多采用面向服务的架构（SOA），包括

42、数据层、处理层和展示层。SMS系统一般基于分布式对象设计，可根据实际逐步增加功能，并且系统建立在基于网络的大型数据库系统之上。SMS系统架构主要分为客户机/服务器网络结构（C/S）和浏览器/服务器网络结构（B/S）结构。849.2 SMS分布式应用（续）：分布式用户管理系统主要体现为以下三种方式： 1）直辖方式： 下属地区设立营业厅，营业厅之间属平级关系。数据直接从中心数据库存取，应用于地市中心广电控制下级广电，县级广电只是中心的一个代理。859.2 SMS分布式应用（续）： 2）SMS分前端方式： 下属地区有自己的节目，有自己的CA系统，与中心使用同一套SMS，使用相同的数据库。应用于地市中

43、心控制县级广电，县级广电能自办节目，所有数据对中心广电透明。 3）独立方式： 下属地区有完整的前端和SMS系统，数据需要定期上传。应用于地市中心与县级广电属平等关系，中心广电只提供节目，县级SMS数据对中心部分透明。869.3 SMS系统安全机理： 1）网络安全：SMS应用服务器可采用双网卡，一个连接数据库服务器组成机房内部局域网，另一个网卡与客户端连接组成广电内部局域网，保证客户端与数据库处于不同网段。服务器上须安装防病毒软件，WEB服务器还需要添加防火墙。879.3 SMS系统安全机理（续）： 2）应用层安全：系统之间的连接全部通过TCP/IP、HTTP/HTTPS等不同层次的协议进行通信

44、，这些协议包含安全机制。可以设定SMS登陆系统的安全权限（包括操作模块权限、功能操作权限等），并对权限进行认证。889.3 SMS系统安全机理（续）： 3）数据安全：SMS所有客户端与应用服务器交互的数据都经过加密处理。SMS系统需要采用冷/热双重备份方式对数据库进行备份。冷备份需要人工进行手工备份；热备份通过程序自动执行。899.3 BOSS：BOSS是指商业运营支撑系统。 SMS下一个发展方向就是BOSS，也是有线电视多业务运营的必然需求。对运营商来说， BOSS 提供了统一的运营平台；对客户来说， BOSS 提供了统一的客户服务平台；对集成系统上来说， BOSS 提供统一的集成平台。90

45、9.3 BOSS：BOSS系统设计原则：统一模型、集中管理、综合营运、多个通道。BOSS 系统的搭建一般采用大型分布式关系数据库、应用服务器、组件和插件、并行处理、IPC技术、SAN存储等关键技术。91十 IPTV和互动电视9.1 IPTV9.1.1 IPTV定义： IPTV即交互式网络电视，是一种利用宽带网络（如电信网、有线网），集互联网、多媒体、通讯等多种技术于一体；向家庭用户提供包括数字电视在内的多种交互式服务的技术体系。929.1 IPTV（续）9.1.2 IPTV技术体系： IPTV系统结构主要包括流媒体服务、节目采编、存储及认证计费等子系统，主要存储及传送的内容是以MP-4或H.2

46、64标准为编码核心的流媒体文件，采用IP over DWDM技术，基于DVD IP光纤网传输。通常要在边缘设置内容分配服务节点，配置流媒体服务及存储设备。用户终端可以是IP机顶盒电视机，也可以是PC。 939.1.1 IPTV技术体系结构949.1 IPTV（续）9.1.3 IPTV特点： IPTV有很灵活的交互特性，由于基于IP网的对称交互优势，其节目在网内可采用广播、组播、单播多种发布方式。可以非常灵活地实现电子菜单、节目预约、实时快进、快退、终端帐号及计费管理、节目编排等多种功能。另外基于Inter网的其它内容业务也可以展开，如网络游戏、电子邮件、电子理财等。959.1 IPTV（续）9

47、.1.4 IPTV对承载网络要求： 1）带宽：采用MPEG-4或H.264压缩编码时要求每个IPTV用户接入带宽达到1.5M-2M。 2）频道切换时延：模拟电视的频道切换非常快，IPTV也应尽量减少切换时延。 3）网络QoS：IP宽带传输网络应尽可能减少丢包、抖动，以保证IPTV接收质量，可采用MPLS、P2P技术。969.1 IPTV（续）9.1.4 IPTV对承载网络要求： 4）IPTV要采用组播/广播方式提供IPTV节目流媒体数据广播类业务。 5）为了提高业务的响应和传输实时性，要求IP宽带传输网络能够有效地将IPTV节目流媒体数据推送到内容分发网(CDN/VDN)，缓解冲击性和波动性的

48、点播/交互业务请求对前端的压力。979.2 互动电视9.2.1 互动电视概念 互动电视是利用宽带网络，以家用电视机(需配置机顶盒)作为主要收视终端，通过互联网络协议来提供包括电视节目在内的多种交互式数字媒体服务。除视频类业务外，在交互电视上能够集成多种交互类视频和数据有机结合的应用(如电视邮箱、教育类、游戏类、个人信息等)。989.2 互动电视（续）广电的DVB和交互电视代表了两种不同的视频业务提供方式，DVB的优点在于能够提供低成本高质量的广播式视频服务，不足在于交互性较差；而交互电视的优势在与交互性强，可提供的业务种类丰富，其不足之处在于实现大规模的广播业务成本较高。DVB和交互电视业务具

49、有较强的互补性。可以通过在终端（STB）对两者提供支持。999.2 互动电视（续）9.2.2 互动电视系统核心功能组件： 1）后台管理系统BO（业务管理BMS、内容管理CMS、认证鉴权计费AAA、互动电视节目导航iEPG及应用下载管理组件）； 2）媒体服务平台MSP（媒体接入平台MAP）； 3）内容分发网络CDN； 4）视频服务器VS； 5）IPQAM； 6）网络管理系统NMS。100互动电视解决方案101双向互动平台分层架构图 1029.2 互动电视（续）9.2.3 互动电视业务介绍： 1）基本业务标清和高清的视频点播业务；频道回放：是指向用户提供对播放完毕的频道节目进行点播收看的业务。时移业务（也称即时时移）：是指向用户提供对当前播放的频道节目进行暂停、播放快退和快进等个性化观看服务的业务。电视信息服务业务：如电视杂志、阳光政务、天气预报1039.2 互动电视（续）9.2.3 互动电视业务介绍： 1）基本业务标清和高清的视频点播业务；频道回放：是指向用户提供对播放完毕的频道节目进行点播收看的业务。时移业务（