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数字电视发展与展望数字电视的现状及展望传统的模拟电视简称为ATV，现有主要用于地面波电视广播的NTSC、PAL、SECAM 和用于卫星电视广播的MAC等四种制式，已有半个世纪以上的历史。四种制式的主要区别只是彩色信号的处理方式不同。从扫描格式上分，只有525行60场隔行扫描和625行50场隔行扫描两种扫描方式，各种制式的视频带宽基本相同。 人们常说：“电视不如电影好看”，主要是指电视画面的清晰度远比电影画面差。的确，现在世界上通行的625和525行电视扫描方式，其画面清晰度远远比不上16毫米电影胶片，更不要说写35毫米胶片相比了。影响电视清晰度的主要原因是视频通带窄、亮度和色度分离（YC分离）不彻底和场扫描频率低，尤其是后者会引起大面积闪烁。当初之所以采用625525行的扫描方式，是根据当时的技术水平决定的，是质量与造介的一种折衷。只有把扫描线数提高到二千行左右，电视的画质才可以媲美35毫米电影胶片的画面。要彻底改善清晰度，唯有走数字化的道路。 数字电视广播简称，既可以用于标准清晰度电视广播（SDTV，亦可用于高清晰度电视广播（HDTV）。1996年底，美国联邦通信委员（FCC）制定了相关的法规，规定所有在美国的HDTV电视机必须采用数字技术，但这并不意味着所有数字电视机都必须是高清晰度的，同时还有其它的可能性。 数字电视广播制式总其有五种。其中，标准清晰度电机广播有480i和480P两种，高清晰度电视广播有720I、720p和 1080i三种。其中数目字表示有效扫描线数，i和P表示扫描方式，i为隔行扫描（Interlace Scan，p为逐行扫描（Progressive Scan）。通过以上不同参数的组合来决定广播的方式，如480p即有对扫描线数为480 线的逐行扫描，480i就是480线的隔行扫描。如果扫描线的数目相同，则逐行扫描的垂直清晰度约等于隔行扫描的15倍左右，480i与当前的模拟电机广播相同，属于相当低的水平。以前由于电视机的画面不大，隔行扫描的画面还可以容忍。随着大屏幕电视的普及，图像的闪烁问题变得更加明显，扫描线显得非常碍眼，必须采用逐行扫描方式加以改善。画面宽高比则有4：3和16：9两种，其中只有480i和480P同时有4：3和16：9两种方式，其余均只有16：9。480i和480p属于SDTV，只有16：9 宽屏和高清晰度的系统才是真正的HDTV。 目前还没有国际统一的HDTV通用标准。美国、加拿大、韩国、台湾、阿根廷等同意使用一种由ATSC工业集团建议的制式。欧洲国家和澳大利亚则使用另一种称为DVBT的系统。两者的信号传输方式和编码方式均不相同，相互之间是不兼容的。而日本又另起炉灶，他们自1989 年以来已开始播放了一种完全不同的模拟HDTV，但在1997 年又决定实行数字化，日本的HDTV系统到2003年将会改为导DVBT相似但却不完全一样的制式。 日本是最早开发HDTV电视的国家，早在1964年就开始研究HDTV，1985年已建立了1125线、60帧的MUSE模拟制式，1988年率先在汉城奥运会进行试播。1989年，NHK开始进行HDTV的广播演示，到1991还底，每天定时播放8小时。索尼也于1990年底发行了第一卷HDTV录影带。遗憾的是，日本把所有的精力放在力求提高已经过时的模拟电视的清晰度上，走了一段很长的弯路。他们梦想建立一个全球性的高清晰度电视标准，却忽视了数字技术 发展的大趋势，从而使日本的数字电视技术比欧美落后四、五年。1993年，日本才开始研究全新概念的电视广播ISDH（综合业务数字广播），1994年11月，在国际电联无线电通信部门会议上，日本决定采用 MPEG2作为数字电视广播的技术基础，正式开始迈向数字电视。 1998年11月1日，数字电视在美国和英国同时开播，开始了从模拟电视广播传入数字时代的进程。 为了能更顺利地从模拟电视过渡到数字化高清晰电视，各国还采取了一些折衷性的数字电视广播方案，其主要特色是采用数字压缩编码技术降低信号带宽，使清晰度介于模拟电视与HDTV电视之间，如美国DirecTV系统、日本的Perfect TV系统和欧洲的DVBS系统等。使 用模拟电视机的用户如果暂时不想更换成数字电视机，可以购买一个机顶盒，将数字信号变成模拟信号。 数字电视已成为当今世界电视发展的趋势。一些国家已规划出从模拟电视向数字电视的发展蓝图。美国的ATSC高清晰度数字电视广播在2000 年已覆盖30的家庭，至2002 年要在全国范围内播送，2006年将终止播放模拟电视。日本在去年12月正式开始ISDB制式卫星数字电视广播。中国HDTV的研究和攻关已走完了起步和准备的第一阶段历程：1998年9 月实现了功能样机系统在中央电视塔的试播，1999年50 周年国庆期间，又进一步实现了HDTV的小范围用户试播。同时，在这期间对美国ATSC、欧洲DVB HDTV制式和标准，以及中国的几个制式进行了研究比较和考察论证，完成了中国发展HDTV产业第一阶段即准备阶段的工作。20012005 年期间，中国DTV的发展将进入自主HDTV标准的制定阶段，预料香港要等大陆地区完成此项制定之后才能起步。估计中国会先实现分辨率在700线左右的SDTV 卫星广播，首批DTV电视机当可与传统的模拟电视相兼容。2005年左右会开始过渡到19201080清晰度的HDTV，最迟在2010年这前开始对模拟电视的更新换代。在现有模拟彩电还没有消失之间，将会出现与SDTV相对应的高清晰度数字信号机顶盒、卫星接收机顶盒、互联网机顶盒等，以便在模拟彩电上实现高清晰度显示。 1、中国数字电视发展现状研究 中国数字电视主要由有线数字电视、地面数字电视、卫星数字电视、IPTV网络电视四类通道构成，由于国内目前是有线数字电视为主体的发展方向，所以在有线数字电视正处于高速发展之中，中国数字电视的高速发展主要依靠有线数字通道拉动。 2006年，中国数字电视用户市场规模达到1355.6万户，2007年，中国数字电视用户市场规模达到2963万户，2008年，中国数字电视用户市场规模达到5317万户，2009年，中国数字电视用户市场规模达到8326万户，预计到2015年，中国数字电视用户市场规模达到3.66亿户左右。 未来中国数字电视终端市场增长将依然以有线通道作为发展主体，在有线数字电视市场的带动下，地面数字通道、卫星数字通道也已经开始启动，不断扩大市场规模，中国数字电视用户市场将在有线、地面、卫星、IP等多通道发展中得到快速的发展。 2、中国数字电视发展特征研究 中国数字电视市场主要由有线数字电视、地面数字电视、卫星数字电视、IPTV网络电视等各类通道构成，下面我们就针对2009年底，各类通道市场规模比例作一下对比，说明不同平台对于中国数字电视的市场贡献情况。 在中国带动数字电视市场增长的主要力量来自于有线数字电视市场，有线数字电视市场规模占据整体数字电视市场规模的74.47%，其次是卫星数字电视市场，占据整体数字电视市场的14.79%，地面数字电视市场规模已经开始启动，占据整体数字电视市场规模的5.58%，IPTV虽然市场启动较早，但受困于产业政策的影响，IPTV市场规模只占据整体数字电视市场规模的5.16%。 未来几年，中国数字电视市场以有线数字电视为主，因为国家数字化战略的规定，有线数字电视将长期保持主要地位，但地面、卫星数字电视市场也将大规模启动，IPTV短时间还作为辅助发展力量。 3、中国数字电视中的有线通道发展热点趋势 2009年中国有线电视数字化工作在国家既定产业政策的指导下,各地区广电网络运营商通过借鉴各方先进经验,吸收各方有利资源，并加强自身服务意识,逐步推广和普及有线数字电视，并在结合各地不同的情况,探索适合本地发展的相关增值服务。截止到2009年12月底，中国各省份及直辖市有线数字电视用户达到6200万户，中国有线电视数字化程度达到36%，2009年，中国有线数字电视用户市场增量规模为1400万户。(以上数字化程度部分根据总局和相关政府统计国内有线电视用户总量为1.74亿作为基数推算)。 目前，各地有线数字电视平台上运营的业务基本相似，可分为如下几个种类： 1）基本业务： 即为广大有线电视用户提供的基本节目服务。有线网络运营商承担着宣传的职能，向所有有线电视用户提供政府、公共、教育和综合性娱乐电视等公益性节目服务。数字化之后，原有的模拟频道以数字方式进行播出，应仍属于基本业务。 2）基于单向网络的增值业务： 除基本业务外，目前基于单向网络的增值业务主要分为两类，一类是指利用有线网开展的付费频道业务；二是指利用有线数字电视综合信息业务平台，提供各种生活资讯、政务信息、电子商务等信息服务既数据广播业务。 3）基于双向网络的增值业务： 目前基于双向网络的增值业务主要是互动电视，即我们所说的双向互动电视系统，是近年来新出现的一种新的信息服务形式，它为普通的电视机增加了交互能力，使人们可以按照自己的需求获取各种服务，包括视频服务、数字图书馆服务、多媒体信息服务、网络宽带接入等，有线数字电视软件产品如中间件等业务支撑系统也将在此阶段逐步启动。 2009年，在全国有线电视业务构成中，为运营商ARPU值贡献最高的业务为有线宽带网络接入服务，开通用户中为运营商每月/每户贡献ARPU值为49元，其次为有线数字电视双向增值业务收费（除宽带上网）的服务，开通用户为运营商每月/每户贡献ARPU值为40元，排在第三位的业务为有线数字电视付费频道，开通用户为运营商每月/每户贡献ARPU值为31元，最后就是有线数字电视基本收费，开通用户为运营商每月/每户带来收入为24元，有线模拟电视基本收费，在网用户为运营商每月/每户带来收入为16元。 4)有线网络双向网络改造及互动数字电视平台搭建市场容量 中国有线网络运营商开展有线双向互动数字电视，必须进行HFC网络的双向改造，在具有双向网络的基础上，还要牵扯后期视频服务器平台、媒体管理系统，对DWDM传输网络和系统周边硬件继承的基础设施进行改造，并增加相应的DWDM发射接收等相关设备，交互电视指令中心，交互电视的服务和计费系统，其他周边硬件继承及辅助系统的建设。 2010年，中国有线网络双向改造市场容量为286亿元，有线双向互动数字电视系统平台市场容量达到38亿元；2011年，中国有线网络向改造市场容量为390亿元，中国有线双向互动数字电视系统平台市场容量达到52亿元；2012年，中国有线网络向改造市场容量为450亿元，中国有线双向互动数字电视系统平台市场容量达到65亿元；预计2015年，中国有线网络向改造市场容量为692亿元，中国有线双向互动数字电视系统平台市场容量将达到126亿以上。 广电和电信在高速公路这个概念上，有各自不同的发展路线和独有的个性特点，广电是基于以广播电视为主的多业务传输网络；电信从电话网络到ADSL、LAN等业务，是一个以传输IP数据为主的传输网络平台；在某些方面双方有互相的借鉴性，也有各自不可替代的主导性。对广电的高速概念，我们既要满足互动电视的基础需要，也要有足够的IP发展空间；在网络改造上要既能满足互动电视需要也要满足IP数据需求，这需要在技术上很好的把这两种需求有机结合起来。在光节点、光工作站等处的网关设备要利用现有电分配网络平滑实现多业务的融合，提供多业务的高速通道。在高速通道上采用不同的技术方式来运载不同的业务内容，是合理的技术保障。在高速路的架构上我们很容易理解如下的概念：需要运载的内容较多时我们采用大封装的运载设备，运载内容较小时采用适合该内容的载体进行快捷运载，高速路是我们的公用物理信道，针对不同的业务需要采用不同的技术手段才能有效满足未来业务的应用。如在互动业务上，该业务类型决定了必须采用高效快捷的方式进行传输；而对PC机上网的IP数据，我们就需要容量较大的载体技术来运输，因为它的运载能力比时效性更重要；也就是说我们对不同的业务采取不同的处理方式会更好的解决高速路上各种瓶颈问题，而且这种技术是可共存的，可平滑实施的。就好比体积大的物品需要采用箱式大货车运输，如果一个晚餐订购也使用大货车，就不如利用电动自行车等其他工具来的快捷和高效，这既是客户的需要也是经济的需要。 在这里我们提下有线数字电视“准双向”网络是指在双向网络改造的过程中，部分有线电视运营商已完成了前端和传输网络的双向改造，但向终端用户提供的数字机顶盒仅内置了网口芯片和预留了网口接口，而没有内置或外置可实现双向功能的调制解调器，其功能仅为一般单向数字机顶盒，导致终端用户在开通视频点播、时移电视等双向互动业务时需要在原机顶盒的基础上配置EOC终端进行二次升级改造，且受限于芯片的支撑能力，升级后“准双向”机顶盒的运行效率一般都难以满足互动业务开展的要求。 经过实践验证，“准双向”数字电视平移至少具有以下弊端： （1）终端投入较高：“准双向”数字电视平移由于终端机顶盒内需要增加网口芯片的原因，其机顶盒每台需要增加几十元的成本（该网口机顶盒成本与内置调制解调器的真正双向机顶盒成本接近），终端设备投入成本要高于单向数字电视平移成本。 （2）需进行二次技术升级、技术落后：对于“准双向”数字电视平移，由于网口机顶盒实质上仍然是单向机顶盒，真正开通双向业务时仍需要最终用户另付费购买连接于网口机顶盒的调制解调器，并需要安排人员到用户家中进行与二次设备安装升级服务（其升级安装实现方式还有可能穿墙布线等），因此“准双向”数字电视平移的二次技术升级工作量和复杂程度均要高于一次性机顶盒发放。 “准双向”数字平移技术要求终端机顶盒必须预留网口方能进行后期的双向数字电视升级。而现阶段已有的技术可以通过串口技术对无网口的单向机顶盒（目前已发放的普通单向机顶盒即可）进行升级，不要求机顶盒一定备有预留网口，并且设备升级成本也远低于网口机顶盒升级成本。所以说“准双向”数字电视平移是一项投入成本高、技术落后的方案。 （3）业务支持能力不足，限制双向互动电视的普及与推广：“准双向”数字电视平移，如需开通双向数字电视业务时，一方面，除了收视费外用户还需额外支付二、三百元左右购买外接的网口调制解调器进行双向升级，对于没有体验过双向应用的终端用户，并不清楚双向数字电视的好处，也懒于自己掏腰包进行双向数字电视的开通；另一方面，工作人员要到用户家中进行二次设备升级安装，这过程中有可能涉及到布线施工等活动，最终用户端双向数字电视业务的开通需要至少两个以上独立设备来实现（设备数量的增加会使总体故障率提高），这些都会对用户的使用习惯与家装美观等造成影响，给用户带来极大的困扰，进而产生排斥情绪，因此用户有充分的理由不进行机顶盒的双向升级，从而使双向业务缺乏网络基础，最终结果是双向数字电视的普及遭到严重的阻碍，极大地限制了双向业务推广与增值运营业务的开展。（4）稳定性和应用情况有待验证：由于该方案的双向用户实际开通数量极少，因此系统的稳定性和业务应用情况还有待进一步验证。 鉴于上述几种弊端，近年来实施了“准双向”数字电视平移的地区如某省共已实施了330万用户，运营商投入了巨大的成本，但最终用户却并不买账，相反却因收视费的提高换来是一片怨声，实际上真正开通双向互动数字电视的电视用户数量微乎其微，当地双向数字电视的发展遇到瓶颈，基于双向数字电视的新增值运营更是无路可寻，最终形成了从政府的角度是民怨工程、从运营商的角度回报率低的尴尬局面。 数字电视的发展与展望我国现有有线电视用户1亿户、模拟电视机4亿多台，大中城市的有线广播电视网已基本实现了采集、制作、播出的数字化，卫星和光缆干线也基本实现了数字传输方式。 2004年是广电总局确定的“数字发展年”和“产业发展年”，广电总局明确提出整体平移的战略发展思想，并在全国范围内推行“青岛模式”、“佛山模式”，解决机顶盒给数字电视产业发展带来的障碍，得到了国家和各地政府部门的大力支持。但是，数字节目资源的匮乏，成为影响数字电视发展的一大瓶颈。2004年，中国成立了五大付费数字电视节目运营平台，2004年8月中央电视台付费数字电视节目上星传输，9月正式开始收费运营，付费数字电视节目内容不断丰富，这给数字电视的发展提供了更广阔的空间。 2005年是广电总局确定的“数字电视关键年”，机顶盒用户的发展目标是3000万。在这一年，按照数字电视发展规划时间表，四分之一的电视台发射和传输数字电视信号，开播50-80套付费影视频道，出台数字电视地面传输标准，用于数字电视信号传输的卫星也将发射升空。这些政策、措施的推出，将极大地推动我国数字电视产业的发展。2005年5月，中央电视台将开始向全国数字电视用户传送高清频道，2006年下半年中国将启动直播星业务，电信企业介入数字电视市场极大地推动了IPTV业务的发展，这些新业务的出现也必将给我国数字电视产业的发展带来前所未有的机遇。据预测，我国卫星电视用户有2000万户以上，地面传输用户有5000万户以上，有线用户3000万户以上，这是一个1000亿元的大市场。 有关中国数字电视市场规模到底又多大的争议很大，但可以肯定的是，中国数字电视市场的“规模和潜在利益” 庞大。中国数字电视的市场正逐步展现出规模效益，产业链中的节目提供商、频道集成运营商和各地网络运营商正在不断地探索适合中国数字电视市场发展的运营模式。 数字电视技术、互联网技术和多媒体技术的快速发展给IPTV、网络电视、手机电视、高清晰数字电视、卫星移动电视、直播星电视等新业务和增值业务的开展提供了越来越广阔的技术平台，节目提供商和节目运营商可以选择不同技术平台的传输方式将付费数字电视节目和增值业务传送到千家万户，技术的发展使得市场呈现出多元化的局面，同时技术的发展也推动着数字电视业务的发展。 二、数字电视标准 1、DVB标准简介 DVB是Digital Video Broadcasting的缩写，中文的意思是数字视频广播，是一个由欧洲170多个组织参加的项目。 DVB的标准包括：DVB广播传输系统、DVB基带附加信息系统、DVB交互业务系统、DVB条件接收及接口标准。其中：DVB广播传输系统包括卫星、有线和地面广播的标清电视和高清晰度电视的广播和传输；DVB基带附加信息系统需要传送的信息包括接收IRD调谐、节目指南，以及图文、字幕、图标等信息；DVB交互业务系统包括与其他相关国际标准兼容的交互业务网络独立协议，传送交互服务过程命令与控制信号的回传信道等；DVB条件接收的通用接口，使IRD（Integrated Receiver Decoder，综合解码接收机）能够解扰采用通用加扰算法的加扰信息；DVB接口标准可实现DVB数字广播系统与其他电信网络（如PDH、SDH、ATM）的互连，扩展DVB技术的应用范围，此外还可用于连接专业设备和IRD接口。 DVB系统的核心技术包括通用的MPEG-2视频和音频编码，目前用于数字卫星和有线广播的主要方式是MP ML，DVB项目的主要目标是要找到一种对所有传输媒体都适用的数字电视技术和系统。DVB标准主要包括DVB-S、DVB-C和DVB-T，分别用于卫星、有线和地面广播，并得到了ETS（European Telecommunication Standard）的批准。 DVB-T DVB-T（ETS 300 744）为数字地面电视广播系统标准，已被ITU推荐，这是最复杂的DVB传输系统。地面数字电视发射的传输容量，在理论上与有线电视系统相当，本地区覆盖好。DVB-T采用了编码正交频分复用（COFDM）的调制方式，在8MHz带宽内能传送四套电视节目，传输质量高，但是这种方式的接收费用高。 DVB-S DVB-S（ETS 300 421）为数字卫星广播系统标准，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-2MPML格式时，用户端达到CCIR 601演播室质量，码率为9Mb/s；实现PAL质量的码率需要达到5Mb/s。一个54MHz转发器的传送速率达到68Mb/s，可实现多套节目的复用，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 DVB-C（ETS 300 429）为数字有线电视广播系统标准，它具有16、32、64、128、256QAM（正交调幅）等多种调制方式，工作频率在10GHz以下。在采用64QAM方式时，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，终端需要有线机顶盒。 2、ATSC标准简介 ATSC是Advanced Television System Committee的缩写，中文意思是先进电视制式委员会，它是美国数字电视标准。ATSC的成员有30个，其中包括美国国内成员20个，以及来自阿根廷、法国、韩国等7个国家的10个成员，我国的广播科学研究院也参加了ATSC组织。 ATSC标准描述了先进电视（ATV）系统的特性，该标准和附件提供了包括视频编码器输入扫描格式在内的系统参数规范、视频编码器预处理与压缩参数规范、声频编码器输入信号格式以及预处理与压缩参数规范，以及VSB RF/传输子系统规范。ATSC系统采用了模块化的概念，附件中提供了每种模块的规范。 ATSC数字电视标准由四个分离的层级组成，各层级之间具有清晰的界面。最高的图像层确定图像的形式，包括象素阵列、幅型比和帧频；第二层是图像压缩层，采用MPEG-2压缩标准；第三层是系统复用层，特定的数据纳入不同的压缩包中，采用MPEG-2压缩标准；最底层是传输层，用于确定数据传输的调制和信道编码方案。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有线电视信道中实现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，并确定ATSC标准支持的具体图像格式，包括6种HDTV 和12种SDTV格式，其中有14种采用逐行扫描方式。在HDTV格式中，由于19201080格式不适合在6MHz信道内以60帧/秒进行逐行扫描，故以隔行扫描取代。SDTV的640480图像格式与计算机VGA格式相同，从而可保证与计算机的适用性。在12种SDTV格式中，有9种采用逐行扫描，保留3种隔行扫描方式来适应现有的视频系统。另外，ATSC还开发了可为采用50Hz帧频的国家使用的标准，HDTV格式的象素阵列相同，但帧频为25Hz、50Hz，SDTV格式的垂直分辨率为576行，水平分辨率则不同，包含352288格式，适应必要的窗口设置。 3、我国的数字电视标准 我国的数字电视标准是在国际上已有的三种数字电视技术标准（ATSC、DVB和日本的ISDB）的基础上，在广电等有关部门的艰苦努力下，根据近几年的研究和试验结果而制定的。目前，我国已经初步建立了数字电视标准体系，制定和发布了多项国家标准和行业标准，内容涉及到信源采编/制作、业务应用/播出、传输/覆盖和监测等方面，基本满足我国广播电视数字化进程的需要，目前标准仍处于逐步建设和完善的阶段。 数字电视标准是一个庞大的标准体系，仅仅传输标准就分为卫星、有线和地方三种方式。目前，我国的数字电视卫