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我国有线电视系统发展历程概述
来源:网络 | 作者: 聂胤和 | 发布时间: 2023-03-10 | 1297 次浏览 | 分享到:
电视数字化带来并创建了电视广播业务的新概念,它已经不再是传统的电视形式。虽然有线数字电视广播系统的主要功能是使我们能高质量地传送更多频道的节目,但有线数字化还会带来更新、更复杂的业务。

从有线电视的发展历程和现状中不难发现,电视数字化带来并创建了电视广播业务的新概念,它已经不再是传统的电视形式。虽然有线数字电视广播系统的主要功能是使我们能高质量地传送更多频道的节目,但有线数字化还会带来更新、更复杂的业务。基于有线数字信号处理能力的不断增强以及全球数字化(如互联网)所提供巨大基础设施的日益完善,这些复杂的业务和应用有望迅速拓展和相互交叉。可以预计,随着包括有线电视节目在内的多种信息传输形式的相互融合,有线数字电视的发展前景将是非常光明的。
有线数字电视的发展历程不断证明着标准对于数字电视行业/产业核心竞争力的重要性。标准是国家利益的集中体现,是为保护与促进本国产业发展所提供的一种合法手段。每个国家都希望通过标准制订来实现本国利益最大化。通常,发达国家会先期投入巨资,开发出标准体系,然后在全球范围内推广其标准,使其技术优势通过标准应用固化下来,进而扩大市场并获得高额利润;技术落后的国家受限于资金、市场和技术等因素,不得不接受这些标准以降低风险和增加出口机会。这样的结果使世界两极分化更为严重,技术先进者愈来愈先进。数字时代的特点是:高技术成果转化周期缩短,知识产权可控能力加强,关税壁垒已不起主要作用。这就使得广大技术落后国家沦为消费市场和加工基地,后续自我发展能力严重不足。为增强本国技术实力,保护和扩大本国企业的市场份额,标准历来是国家必须高度重视的关键问题。
中国是世界上头号的电视机生产和消费大国:年产电视机8千万台(出口和国内销售约各占50%)、电视机保有量超过4.7亿台。一直以来,我们在电视领域的自主研发能力薄弱,没有核心技术,电视机生产企业一直遭受高额专利费和倾销诉讼的双重挤压。中国政府和相关产业充分认识到了掌握和拥有关键技术、自主研制数字电视系统标准的重要性。在政府的大力支持下,1994年11月成立了“高清晰度电视开发小组”,开展对数字高清晰度电视系统技术的研发工作。首先,通过借鉴国际上已有方案的设计要求及应用需求,明确了下述有线数字电视地面广播的系统技术指标和需求:
(1)有线数字电视接收至少应与现有模拟电视接收效果相当。
电视观众使用接收模拟电视信号的设施可非常容易地接收到稳定的无线数字电视信号,包括在近距离室内采用简单、小型和低增益天线实现稳定接收。在数字电视服务区边缘地带及其他一些信号微弱地区,可以通过使用带方向性、高增益的室外天线接收到数字电视信号。也就是说,在存在较强静态和动态多径的环境中,包括存在瑞利(Rayleigh)衰落的条件下,数字电视地面广播系统能够稳定工作。
(2)系统的数据传输容量应得到保证。
在规定的8MHz广播频道带宽内,要求数字电视广播系统能够提供高清晰度电视,多路标准清晰度电视,多路音频数据以及包括系统业务、控制信息和节目指南等辅助数据业务。系统应具备足够高的有效数码率(payload)以支持这些业务。这一要求充分考虑到了数字电视日后发展的广阔空间、业务应用的多样性和对传输容量日益增长的需求。数据传输容量的大小是衡量一个数字电视广播系统设计好坏的重要指标,对于传输总容量相对较小的地面广播就尤为关键和重要,在试图提高系统其他性能指标时,不能以过多损失数据传输容量为代价。
(3)有线电视系统必须支持便携接收应用。
便携接收应是无线广播最基本的接收形式之一,可满足人们随时、随地、无缝接收的理念。这要求在现有条件下,数字电视的接收应能够和移动通信手机、PDA、数码相机、笔记本电脑等便携终端兼容,这对系统的低功耗接收和复杂度提出了明确的要求。
(4)系统应考虑支持移动接收应用。
移动接收能力是有线数字电视地面广播与卫星及有线电缆广播相比独具特色之处。若系统能够以较大的传输码率实现移动接收(在车辆行驶速度范围内),地面广播的应用范围和形式会大大增加。当然,移动接收时的性能通常会劣于固定接收时的性能。
(5)系统应方便频谱分配并支持同频广播。
有线数字电视系统应具备良好的抗同频和邻频干扰性能,允许使用模拟电视“禁用”的频道,允许使用多频广播和同频广播组网等形式扩大覆盖和填补“阴影”区域。
(6)系统应具有前瞻性技术扩展能力,包括双向、交互、多业务拓展功能与个性化服务;支持多种成本价格的接收机,特别是低成本的实现。
总结上述需求,数字电视地面广播系统的主要设计目标是频谱的高效利用、稳定的固定接收和移动接收能力。为了得到上述良好的性能,需要采用先进的信道编码和调制技术,以便降低系统C/N门限,以此降低发射功率来减少对现有模拟电视节目的干扰,抵抗各种干扰/失真;采用高度灵活的工作模式,通过选择不同的调制方案,易于和其他媒介或服务器接口,支持多节目/业务;高度灵活的频率规划和大范围覆盖区域,能够支持单频组网和同频道覆盖扩展及缝隙填充。
我国数字电视地面广播标准(以下简称“国标”)的研发凝聚着我国数字电视领域研发人员的心血,也离不开方方面面的大力支持。从1999年正式启动,在经历了各个研发单位独立进行技术研究和系统开发的“竞争”阶段后,2004年开始进入从各个技术方案分散研发走向集中“融合”的阶段。最终在2006年8月18日,经过国家标准化管理委员会批准,正式颁布了中国地面数字电视广播国家强制性技术标准GB 20600-2006《数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制》。国标能够同时支持高清晰度电视、标准清晰度电视和多媒体数据广播等多种业务,满足大范围固定覆盖和移动接收需要。负责标准起草工作的数字电视特别工作组建议其英文名称为Digital Television Terrestrial Multimedia Broadcasting,缩写为DTMB。
国标融合了各个研究方技术方案的特点:采用了国家知识产权局评估为基础性发明的帧结构和时域同步正交频分复用(TDS-OFDM)体制,以及特殊设计系统信息定义方式和具有较强纠错能力的LDPC作为前向纠错码;同时利用软件配置方法实现了多载波、单载波两种工作模式兼容。该方案在统一的系统帧结构、扰码纠错、系统时钟、时域交织、调制方式、信号带宽等处理模块下,实现单、多载波工作模式共存,因而可以在时、频域结合的信号处理基础上,利用统一的硬件对单、多载波信号进行处理而不明显地增加接收的复杂度。
国标的颁布将有力地改变我国电视行业长期以来所处的不利竞争地位,进而实现我国从电视大国到电视强国的转变,为国家经济带来巨大发展空间和机遇。国标研发起步较晚,其后发优势使得国标的整体性能超过了目前ITU已接纳的3个数字电视国际标准。这一结论不仅在国标颁布前国内工程院组织的若干次测试中得到了证明,也在南美多个国家进行的现场对比测试中得到证实。国标完全具备和其他3个国际标准同台竞技的实力。
国家相关管理部门已经拟定了庞大的数字电视部署计划:2008年完成包括奥运7城市在内的37个省会、直辖市和计划单列市的国标播出;2009年在360个地级市推广国标;2010年在2077个县级市全面推广国标有线电视系统;计划2015年停止模拟电视广播。