数位电视简介.doc

數位電視簡介工研院電通所/王安平，龐德俊一、數位電視(digital television, DTV)數位電視是將電視訊號由目前所使用的類比訊號轉換成數位訊號的電視系統。數位電視系統將畫面和聲音的原始訊號，經過數位化的轉換與壓縮等理之後，變成一連串數據資料，這些資料再經過數位調變與發射站的傳輸，廣播到所有用戶家中的電視機上。數位化節目製播過程如圖一所示。傳統的一般家庭用電視機，它的畫面信號是連續性變化的類比電子訊號，我們稱它為類比電視 (Analog TV)，在台灣地區目前採用的是 NTSC 系統。簡單的說，數位廣播技術是從電視台的發射端到家庭的整個傳輸與處理，採用了與傳統類比時代不同的方式。目前新一代的廣播設備，包括了 攝影機、錄影機、傳輸設備線路 都已經全面的數位化了，甚至包括空中的無線廣播通道與有線電纜等等也都已經採用數位化訊號了。圖二即為一般數位電視訊號可用的傳輸方式。數位電視的成功，主要原因是視訊壓縮技術的大幅進步。目前在數位電視產業界，國際上統一的壓縮標準稱為 MPEG-2，在傳統無線電視台採用的 6M HZ 頻寬的電視頻道中，類比系統只能傳送1個標準解析度(standard definition TV, SDTV)的傳統類比電視節目，而在改用數位化壓縮之後，在同樣的6M HZ 頻寬中，將可以傳送34個SDTV的數位化節目，如此節目可以增加，同時畫質與收訊還能更好。 此外，依據這種標準，未來甚至可以傳送高畫質電視 (High-Definition TV,HDTV)訊號，它可以提供更高的解析度，更細膩、逼真的畫面與色彩，同時也可能提供到身歷聲的高級音響效果。以下就特別來談談數位電視系統的特色。二、數位電視與類比電視的差異數位電視由於採用數位訊號傳送及處理電視訊號，可以在過程中去除外界的雜訊，因此可獲得比原來的類比電視更好的影像及聲音品質；同時，因為採用數位化的方式處理訊號，因此可以在訊號中加入其他資訊，強化電視節目的內容或提供原來的類比電視所無法做到的全新服務，例如提供多種語言字幕、不同視野角度的螢幕、演員的簡介資訊、比賽的統計資料等等。廣播系統業者也可以傳送新聞、電腦軟體、股市資訊、互動教學教材等可以數位化的資訊給消費者；另外，因為數位訊號經過壓縮處理後，原來的類比電視所使用的頻道可以傳送更大量的訊號，因此廣播系統業者可以傳送所謂高畫質節目給消費者，或者廣播系統業者也可以傳送三、四個節目給消費者，或者可以釋放部分頻道作為其他公務或商業用途，進而提高頻道的使用效率。表一乃就數位電視和類比電視之差異進行比較及說明。表一、數位電視和類比電視的比較數位電視類比電視畫面清晰度佳(SDTV標準畫質電視)極佳(HDTV*1高畫質電視)接近或略遜於SDTV標準畫質室內接收畫面穩定度在電波有效涵蓋範圍內畫面品質很穩定隨著距離增加而減弱行動接收畫面穩定度在電波有效涵蓋範圍內畫面品質很穩定畫面難以接收,畫面閃爍不清抗雜訊能力抗雜訊能力佳，畫面始終穩定清晰如一抗雜訊能力差，畫面易受干擾而出現雪花現象抗多重路徑能力抗多重路徑能力佳，畫面不會出現重影（鬼影）現象抗多重路徑能力差，畫面易出現重影（鬼影）現象頻道數1個6MHz頻寬以數位方式廣播可提供3個SDTV標準畫質電視節目（5家無線電視台共可提供15個SDTV標準畫質電視節目）或1個HDTV*1高畫質電視節目 1個6MHz頻寬以類比方式廣播僅可提供1個類比電視節目（5家無線電視台只能提供5個類比電視節目）解析度(像素)720x480p/720x480i (SDTV標準畫質電視) 1920x1080i/1280x720p (HDTV高畫質電視)483 active-lines/frame,(525 total-lines/frame) 29.97 frames/sec, 59.94firlds/sec (NTSC)聲音品質CD品質FM品質多媒體互動加值服務可透過電話與數位電視相互溝通，達成如購物、選片等雙向互動功能，也可連接網際網路無1：目前各數位無線電視台HDTV廣播籌畫中。三、我國數位電視採用的標準目前全球數位電視相關標準之發展，主要有三大標準，分別為歐洲廣播聯盟(European Broadcast Union；EBU)所制定的DVB(Digital Video Broadcasting)、美國的ATSC(Advanced Television Systems Committee)、以及日本的ISDB(Integrated Services Digital Broadcasting)，此外擁有廣大市場的中國大陸在地面廣播方面亦不排除推出自有標準；目前我國業者採用了歐洲的DVB傳輸標準，做為地面數位電視訊號的參考基礎。歐規（ DVB-T ）傳輸系統，他所具有的功能與特色，簡介如下：1. 可以適用於行動接收，即使車輛在正常行進時，也可以順利接收到清楚的電視訊號。無線數位電視行動多媒體接收系統的示意圖可參考圖三。 2. 可以建立單頻網（single frequency network, SFN ），這種廣播網路系統，能有效的利用轉播站的頻譜分配，以我們台灣地區為例，目前的類比電視節目，在北、中、南各區播送時，會位在不同的頻道上播出，此種架構稱為多頻網（multiple frequency network, MFN ），在MFN系統中，因頻道會變動，因此行動接收時，要換頻道，很不方便。而數位化之後，理想的SFN骨幹網路將可達成全區同頻播出，可以讓行動接收更為方便好用。3. 室內接收能力較佳。以前電波碰到牆壁會反射，且會產生許多干擾波，對主要訊號造成干擾，以致無法收看。在歐規系統，干擾波可當主訊號使用，甚至有加分效果，將來在室內只要加裝室內天線即可接收。台灣有線電視蓬勃發展的原因在於一般觀眾只會接收老三台，而不知如何接收公視、民視；公寓天線老舊沒有更新，加上大樓阻擋，及原有社區天線的被破壞，因此無線數位電視推出的理念著重在容易接收。 4. 抗多重路徑（ Multipath ）干擾能力強，也就是來自四面八方的訊號，透過偵測，只要在可允許範圍內，干擾源皆可當做接收的訊號。 5. 與衛星、有線等系統相容性佳，由於電視播放系統的原始影音訊號均已數位化，因此很容易轉換到衛星、有線甚至寬頻網路系統上進行播放。 6. 發射與接收端各種相關配套系統完備，產品多樣化，技術穩定而且成熟。 7. 除美國、加拿大、韓國外，採用歐規的國家佔絕大多數。而在有線電視方面，各區域系統也各有各的標準，目前在台灣地區主要有歐規DVB與美規OPENCABLE的數位有線電視系統，現階段正在不斷的測試與推廣當中，由於有線系統的線路提供了很大的頻寬與雙向通訊的能力，因此很適合作為HDTV與雙向互動的電視平台，然而有線系統有施工佈線，系統維護等諸多問題，營運上的成本與用戶支出費用等也會相對的高一些。我們可以比較數位無線電視和數位有線電視的異同，如下表所示。表二、數位無線電視和數位有線電視的比較數位無線電視數位有線電視畫面清晰度佳(SDTV標準畫質電視)極佳(HDTV*1高畫質電視)佳(SDTV標準畫質電視)極佳(HDTV*1高畫質電視)室內接收畫面穩定度在電波有效涵蓋範圍內畫面品質很穩定畫面品質很穩定行動接收畫面穩定度在電波有效涵蓋範圍內畫面品質很穩定無法行動接收抗雜訊能力抗雜訊能力佳，畫面始終穩定清晰如一抗雜訊能力佳抗多重路徑能力抗多重路徑能力佳，畫面不會出現重影（鬼影）現象有線系統無此困擾佈線施工無須佈線施工，一般簡易天線即可接收需要完善的施工與骨幹建設等配合才可以順利接收線路安全無線系統接收端無線路安全問題有線系統接收端線路，若施工佈建不當，比較容易受損而影響收視月租費無有，依各縣市分區系統不同，而有不同的費率頻道數1個6MHz頻寬以數位方式廣播可提供3個SDTV標準畫質電視節目（5家無線電視台共可提供15個SDTV標準畫質電視節目）或1個HDTV*1高畫質電視節目 依系統能力與建置而有不同，目前一般系統設備均有能力可提供數百個SDTV或HDTV數位電視節目解析度(像素)720x480p/720x480I (SDTV標準畫質電視)1920x1080i/1280x720p (HDTV高畫質電視)720x480p/720x480I (SDTV標準畫質電視) 1920x1080i/1280x720p (HDTV高畫質電視)聲音品質CD品質CD品質多媒體互動加值服務可透過電話系統與數位電視系統相互溝通，達成如購物、選片等雙向互動功能，也可連接網際網路可透過電話系統或纜線數據機（cable modem）與數位電視系統相互溝通，達成如購物、選片等雙向互動功能，也可連接網際網路1：目前各數位電視台HDTV廣播籌畫中。四、台灣地區數位電視播送的現況目前，台灣地區的五家無線電視台，已經正式的開始播送數位電視節目，整體的頻道與分佈情況如下表所示。五、電視數位化的展望在電視數位化後，對於全國民眾收視權力及相關產業，有下列幾項效益：1. 更多節目頻道在地面數位電視廣播中，現有一個 6 兆赫 (MHz) 的電視頻道中，可播出 3個標準畫質 (SDTV) 節目，或播 1 個高畫質 (HDTV) 節目。在有線電視全面數位化後，更可播放最多到600個數位電視節目，民眾能有更多更好的選擇，業者可有更大的商機。 2. 提升影音品質及多媒體加值服務數位化改善了訊號的可靠性，提升了影像及聲音的品質。在整合通信與電腦技術後，將可以開闢更為多元化的服務與商機。觀眾可透過電話與數位電視系統相互溝通，達成如購物、選片等雙向互動功能，也可連接網際網路或其他的數位裝置，可以產生更豐富的多媒體新服務。