DTV 学习(四)--数字电视产业标准比较。
目前全世界有三大数字电视标准,分别为美规、欧规与日规。这三个标准使用的技术不同,也有不同的特征,例如:在抗鬼影的程度上,欧规与日规都表现比美规佳,且日规与欧规还可以作移动接收与单频网等,但在接收机的成本方面美规比较便宜。相关的技术与特色分析比较请见图表:
![](http://blogimg.chinaunix.net/blog/upfile2/091111161913.jpg)
属于欧规的DVB(Digital Video Broadcasting)标准,目前包括卫星(DVB-S)、有线电视(DVB-C)、地面广播(DVB-T)、微波视讯传输系统的MMDS(Multichannel Multipoint Distribution Systems)、MVDS(Multipoint Video Distribution Systems)、以及卫星电视共同天线系统(Satellite master Antenna TV: SMATV)等数字视讯传输规范。
由上表可知,对于视讯、音讯来源的处理与编解碼方面,三大主流的标准之间并没有太大的差异,最大的分别应该在调变方式上,美国采用8VSB 技术,而欧规DVB-T 是以COFDM 为主,至于日本的ISDB-T 则采频带分段传输(BST)正交频分多任务OFDM技术。
以现在来看,虽然美国ATSC系统市占率较高,但由于全球其它区域倾向采用DVB标准的系统,因此预估未来全球数字化电视,包括台湾在内,有80%以上的用户都会采用DVB系统。以下将详述各各标准。以下图表为各地区广播的标准,以及各地区开始数字电视的时程,跟终结模拟讯号的时程。
![](http://blogimg.chinaunix.net/blog/upfile2/091111162149.jpg)
美国地面电视广播迄今仍占其电视业务的一半以上,因此,美国在发展高清晰度电视时首先考虑的是如何通过地面广播网进行传播,并提出了以数字高清晰度电视为基础的标准-ATSC(Advanced Television System Committee先进电视制式委员会)。美国HDTV地面广播频道的带宽为6MHZ,调制采用8VSB。预计美国的卫星广播电视会采用QPSK调制,有线电视会采用QAM或VSB调制。
ATSC数字电视标准由四个分离的层级组成,层级之间有清晰的接口。最高为图像层,确定图像的形式,包括象素数组、幅型比和帧频。接着是图像压缩层,采用MPEG-2压缩标准。再下来是系统复用层,特定的数据被纳入不同的压缩包中,采用MPEG-2压缩标准。最后是传输层,确定数据传输的调制和信道编码方案。对于地面广播系统,采用Zenith公司开发的8-VSB传输模式,在6MHz地面广播频道上可实现19.3Mb/s的传输速率。该标准也包含适合有线电视系统高数据率的16-VSB传输模式,可在6MHz有线电视通道中实现38.6Mb/s的传输速率。
下面两层共同承担普通数据的传输。上面两层确定在普通数据传输基础上运行的特定配置,如HDTV或SDTV;还确定ATSC标准支持的具体图像格式,共有18种(HDTV 6种、SDTV 12种),其中14种采用逐行扫描方式。
在6种HDTV格式中,因为1920×1080格式不适合在6MHz通道内以60帧/秒进行逐行扫描,故以隔行扫描取代之。SDTV的640×480图像格式与计算机的VGA格式相同,保证了与计算机的适用性。在12种SDTV格式中,有9种采用逐行扫描,保留3种为隔行扫描方式以适应现有的视频系统。
另外,ATSC还开发并通过了可为采用50Hz帧频的国家使用的另行标准。HDTV格式的象素数组相同,但帧频为25Hz和50Hz;SDTV格式的垂直分辨率为576行,水平分辨率则不同;也包含352×288格式,适应必要的窗口设置。
2.4.2 欧洲数字电视标准DVB
欧洲数字电视标准为DVB,即Digital Video Broadcasting,数字视频广播。从1995年起,欧洲陆续发布了数字电视地面广播(DVB-T)、数字电视卫星广播(DVB-S)、数字电视有线广播(DVB-C)的标准。欧洲数字电视首先考虑的是卫星信道,采用QPSK调制。欧洲地面广播数字电视采用COFDM调制,8M带宽。欧洲有线数字电视采用QAM调制。
· DVB-T(ETS 300 744) 为数字地面电视广播系统标准。这是最复杂的DVB传输系统。地面数字电视发射的传输容量,理论上与有线电视系统相当,本地区覆盖好。采用编码正交频分复用(COFDM)调制方式,在8MHz带宽内能传送4套电视节目,传输质量高;但其接收费用高。
· DVB-S(ETS 300 421) 为数字卫星广播系统标准。卫星传输具有覆盖面广、节目容量大等特点。数据流的调制采用四相相移键控调制(QPSK)方式,工作频率为11/12GHz。在使用MPEG-2MP@ML格式时,客户端若达到CCIR 601演播室质量,码率为9Mb/s;达到PAL质量,码率为5Mb/s。一个54MHz转发器传送速率可达68Mb/s,可用于多套节目的复用。DVB-S标准几乎为所有的卫星广播数字电视系统所采用。我国也选用了DVB-S标准。
· DVB-C(ETS 300 429) 为数字有线电视广播系统标准。它具有16、32、64QAM(正交调幅)三种调制方式,工作频率在10GHz以下。采用64QAM时,一个PAL通道的传送码率为41.34Mb/s,可用于多套节目的复用。系统前端可从卫星和地面发射获得信号,在终端需要电缆机顶盒。
2.4.3 日本数字电视的标准ISDB
日本数字电视首先考虑的是卫星信道,采用QPSK调制。并在1999年发布了数字电视的标准--ISDB。ISDB是日本的DIBEG(Digital Broadcasting Experts Group 数字广播专家组)制订的数字广播系统标准,它利用一种已经标准化的复用方案在一个普通的传输通道上发送各种不同种类的信号,同时已经复用的信号也可以通过各种不同的传输通道发送出去。ISDB具有柔软性、扩展性、共通性等特点,可以灵活地集成和发送多节目的电视和其它数据业务。
2.4.4 我国数字电视采用的标准
目前我国业者采用了欧洲的DVB传输标准,做为地面数字电视讯号的参考基础。其具有的功能与特色,简介如下:
1. 可以适用于行动接收,即使车辆在正常行进时,也可以顺利接收到清楚的电视讯号。
2. 可以建立单频网(single frequency network, SFN ),这种广播网络系统,能有效的利用转播站的频谱分配,以我们台湾地区为例,目前的模拟电视节目,在北、中、南各区播送时,会位在不同的频道上播出,此种架构称为多频网(multiple frequency network, MFN ),在MFN系统中,因频道会变动,因此行动接收时,要换频道,很不方便。而数字化之后,理想的SFN骨干网络将可达成全区同频播出,可以让行动接收更为方便好用。
3. 室内接收能力较佳。以前电波碰到墙壁会反射,且会产生许多干扰波,对主要讯号造成干扰,以致无法收看。在欧规系统,干扰波可当主讯号使用,甚至有加分效果,将来在室内只要加装室内天线即可接收。台湾有线电视蓬勃发展的原因在于一般观众只会接收老三台,而不知如何接收公视、民视;公寓天线老旧没有更新,加上大楼阻挡,及原有小区天线的被破坏,因此无线数字电视推出的理念着重在容易接收。
4. 抗多重路径( Multipath )干扰能力强,也就是来自四面八方的讯号,透过侦测,只要在可允许范围内,干扰源皆可当做接收的讯号。
5. 与卫星、有线等系统兼容性佳,由于电视播放系统的原始影音讯号均已数字化,因此很容易转换到卫星、有线甚至宽带网络系统上进行播放。
6. 发射与接收端各种相关配套系统完备,产品多样化,技术稳定而且成熟。
7. 除美国、加拿大、韩国外,采用欧规的国家占绝大多数。
而在有线电视方面,各区域系统也各有各的标准,目前在台湾地区主要有欧规DVB与美规OPENCABLE的数字有线电视系统,现阶段正在不断的测试与推广当中,由于有线系统的线路提供了很大的频宽与双向通讯的能力,因此很适合作为HDTV与双向互动的电视平台,然而有线系统有施工布线,系统维护等诸多问题,营运上的成本与用户支出费用等也会相对的高一些。我们可以比较数字无线电视和数字有线电视的异同,如下图表所示。
|
数字无线电视 |
数位有线电视 |
画面清晰度 |
佳(SDTV标准画质电视) |
佳(SDTV标准画质电视) |
室内接收画面稳定度 |
在电波有效涵盖范围内画面质量很稳定 |
画面质量很稳定 |
行动接收画面稳定度 |
在电波有效涵盖范围内画面质量很稳定 |
无法行动接收 |
抗噪声能力 |
抗噪声能力佳,画面始终稳定清晰如一 |
抗噪声能力佳 |
抗多重路径能力 |
抗多重路径能力佳,画面不会出现重影(鬼影)现象 |
有线系统无此困扰 |
布线施工 |
无须布线施工,一般简易天线即可接收 |
需要完善的施工与骨干建设等配合才可以顺利接收 |
线路安全 |
无线系统接收端无线路安全问题 |
有线系统接收端线路,若施工布建不当,比较容易受损而影响收视 |
月租费 |
无 |
有,依各县市分区系统不同,而有不同的费率 |
频道数 |
1个6MHz频宽以数字方式广播可提供3个SDTV标准画质电视节目(5家无线电视台共可提供15个SDTV标准画质电视节目)或1个HDTV*1高画质电视节目 |
依系统能力与建置而有不同,目前一般系统设备均有能力可提供数百个SDTV或HDTV数字电视节目 |
分辨率(像素) |
720x480p/720x480I (SDTV标准画质电视) |
720x480p/720x480I (SDTV标准画质电视) |
声音质量 |
CD品质 |
CD品质 |
多媒体互动加值服务 |
可透过电话系统与数字电视系统相互沟通,达成如购物、选片等双向互动功能,也可连接因特网 |
可透过电话系统或缆线调制解调器(cable modem)与数字电视系统相互沟通,达成如购物、选片等双向互动功能,也可连接因特网 |
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