广播电视网络培训

1、内部培训资料 提纲提纲 有线电视网络技术综述 数字电视技术基础 接入网络技术基础 IP网络技术基础 广电网络常规器材基础 1 2 3 4 5 第一章第一章 有线电视网络技术综述有线电视网络技术综述 l 有线电视网络是一种采用同轴电缆、光缆或者微波等媒介进行传输， 并在一定的用户中分配或交换声音、图像、数据及其它信号，能够为 用户提供多套电视节目及各种信息服务的电视网络。 l 利用光缆或同轴电缆来传送广播电视信号或本地播放的电视信号的网络。 有线电视（CATV）网是高效廉价的综合网络，它具有频带宽，容量大，多功 能、成本低、抗干扰能力强、支持多种业务（1.基本业务；2.扩展业务：专业 频道、视频

2、点播VOD、高速数据广播；3.增值业务：Internet宽带接入、IP电 话、电视商务、视频会议）连接千家万户的优势，它的发展为信息高速公路 的发展奠定了基础。（百度） l 数字化和网络化是广播电视的主要发展趋势。网络整合有效促进了网络规模 效益的实现，网络整合不仅突破了有线网络本地分散发展的空间限制，同时 也集中优势打造出了引领有线网络发展的骨干企业，为站在更高起点上加快 有线网络数字化、双向化发展，推进网络产业化、集约化运营提供了基础和 条件。(百度） 1.1有线电视网络概念有线电视网络概念 有线电视网线发展历程及发展趋势有线电视网线发展历程及发展趋势 l 模拟电视：共用天线系统MATV、

3、闭路电视系统CCTV、有线电视网CATV； l 数字电视； l 互动电视； l NGB：高带宽带、双向交互、互联共享、可管可控。 1.2有线电视网络的组成和特点有线电视网络的组成和特点 l 有线电视网络是由信号源、前端系统、干线传输系统和用户分配系统 四部分组成。 信号原 前端 系统 干线 系统 分配 网络 前端到分配网的传输线路 （微波、光缆、同轴电缆 及分光、放大器等设备） 接收设备、自播节目 设备、调制器、混合 器、UPS等机房设备 接收天线、卫星、微波、 有线网等传送来的节目 光收、放大器、分配分 支器、电缆、用户终端 信信 号号 源源 系系 统统 前前 端端 系系 统统 干干 线线

4、系系 统统 多 路 混 合 器 多 路 混 合 器 电视 解调器 卫星 接收机 电视 解调器 调频 接收机 频道 处理器 适配、 解码器 调频 接收机 光 接收机 放像机 电视 调制器 电视 调制器 电视 调制器 电视 调制器 电视 调制器 电视 调制器 电视 调制器 调频 调制器 光发射机光发射机光发射机 分分 配配 系系 统统 卫星 接收机 电视 调制器 多 路 混 合 器 SDH 光接收机 1.2有线电视网络的组成和特点有线电视网络的组成和特点模拟电视系统结构图模拟电视系统结构图 卫星 基带信号 接收机 跳线架 视音分 模拟调制器 混合器 放大器 光收 光分器 下级网络 EDFA掺铒掺铒

5、 光纤放大器光纤放大器 光发 1.2有线电视网络的组成和特点有线电视网络的组成和特点数字数字电视系统结构图电视系统结构图(1) 1.2有线电视网络的组成及特征有线电视网络的组成及特征互动电视系统结构图互动电视系统结构图 1.2有线电视网络的组成及特征有线电视网络的组成及特征互动电视系统结构图互动电视系统结构图(2) CMTS：电缆调制解调器终端系统 1.2有线电视网络的组成及特征有线电视网络的组成及特征NGB总体框架总体框架 DOCSIS：主 要支持在计 算机网与有 线电视网之 间，以及有 线电视前端 （或HFC的 光节点）与 用户之间实 现IP数据包 的传输。 BNG：宽带 网络网关控 制设

6、备。 1.2有线电视网络的组成及特征有线电视网络的组成及特征指标及频谱划分指标及频谱划分 l 模拟电视主要指标 系统输出电平、系统输出口频道间载波电平差、频道内幅度/频率特性 、载波互调比、CTB、交扰调制比、载波交流声比、CSO； l 数字电视主要指标 数字频道输出电平、频道间电平差、数字频道与模拟频道电平差、 MER、BER、数字射频信号与噪声功率比、CSOCTB GY/T106-1999有线电视广播系统技术规范 GY/T221-2006有线数字电视系统要求和测量方法 1.2有线电视网络的组成及特征有线电视网络的组成及特征有线电视指标有线电视指标 l 传输方式：有线电视系统中传送PAL-D

7、制电视广播信号 l 系统技术参数： 系统输出口电平：60-80dBuV 任意间电平： 10 dBuV 相邻间电平：3dBuV 载噪比：43 dBuV 相邻频道间隔：8M 特性阻抗：75欧 光接收机输入光功率：-43 光接收机输出电平：1022 干线放大器输入电平：72 dBuV左右 第二章第二章 有线电视基础有线电视基础 数字电视的基本概念 数字音视频压缩编码技术 数字电视传输流信号的形成 数字电视信号的传输 2.1 2.2 2.3 2.4 2.1数字电视的基本概念数字电视的基本概念数字电视及数字电视系统数字电视及数字电视系统 l 数字电视：用数字信号来表示图像信息； l 数字电视系统：将活动

8、的图像、音频及数据，通过数字技术进行 压缩、编码、传输、储存。实时发送/广播或者经过记录媒体的 传播，供观众接收/播放的视频系统； l 信道是传输信息的通道； l 带宽：是信道所传送信号的频率宽度。 2.1数字电视的基本概念数字电视的基本概念数字信号的形成数字信号的形成 1、传输抽样 值，即PAM （脉冲振幅调 制模拟信号） 2、传输抽样 后的量化值（ 数字信号） 3、传输抽样 量化后的编码 值，即PCM 、DPCM等（ 二进制编码的 数字信号） 2.1数字电视的基本概念数字电视的基本概念数字电视编码数字电视编码 编码 1、信源编码：是指将信源中多余的信息除去，即降低冗余度，以提高传 输的效率

9、，即有效性编码 1）去除冗余 2）提高传输速率 2、信道编码：为了对抗信道中的噪音和衰减，通过增加冗余，来提高抗 干扰能力以及纠错能力，即可靠性编码 1）添加冗余 2）降低差错率：牺牲通信的有效性（信息传输速率）来提高可靠性 调制：数字载波调制ASK、FSK、PSK、QPSK、PAM 2.1数字电视的基本概念数字电视的基本概念信源编码遵循标准信源编码遵循标准 l 视频信号信源编码遵循MPEG-2标准的第2部分（ISO/IEC13818-2 ）； l 音频信号信源编码有的采用MPEG-1标准的第3部分（ ISO/IEC11172-3）中的层2； l 编码后的音视频码流复用均执行MPEG-2标准的

10、第1部分（ ISO/IEC13818-1）。 ISO就是负责制订全球协商一致的国际标准的组织，权威极高；而IEC则是在电气 、电子工程领域担负的技术标准编制工作。 2.1数字电视的基本概念数字电视的基本概念 水平扫描频率：是 指电子枪按照从左 至右，从上至下的 顺序扫过所有像素 （Pixel）的过程。 通常可以简单认为 行频=行数*场频， 例如在800*600的 分辨率下，当刷新 率为85Hz时（通 常表述 800*60085H z），行频至少是 600*85Hz=51Khz。 垂直扫描频率：也称为也称帧频或刷新率。计算单位为Hz。 它决定了每秒扫描屏幕的次数，即所显示的图象数。其该频 率越高

11、说明垂直分辨率越高。 l 标准清晰度数字电视：我国SDTV图像分辨率为720（水平 ）*576（垂直），图像宽度比4：3； l 高清晰度数字电视：我国HDTV图像分辨率为1920（水平 ）*1080i（垂直）或者1280（水平）*720P（垂直）； 2.1数字电视的基本概念数字电视的基本概念 l VCEG（video code expert group）：是国际电信联盟（ITU-T） 下的频频编码专家组； l MPEG（motion picture expert group）：是国际标准化组织/国际 电工委员会（ISO/IEC）下的运动图像专家组； l 2000年底ISO/IEC MPEG专家

12、组开始与ITU-T VCEG专家组合作 成立联合视频工作组JVT（join video team）。 2.1数字电视的基本概念数字电视的基本概念 l MPEG-1：数字电视标准，1992年正式发布，压缩标准为VCD采 纳。 l MPEG-2：数字电视标准，压缩标准为DCD采纳。 l MPEG-3：已于1992年7月合并到高清晰度电视(High-Definition TV，HDTV)工作组。 l MPEG-4：多媒体应用标准(1999年发布)，其中MPEG-4第10部 分（MPEG-4 AVC）为ITUT的H.264。 l MPEG-5：直至1998年9月还没有见到定义。 l MPEG-6：直至

13、1998年9月还没有见到定义。 l MPEG-7：多媒体内容描述接口标准/互联网视频检索制定标准。 l MPEG-21：多媒体集成框架 2.1数字电视的基本概念数字电视的基本概念MPEG标准的关键技术标准的关键技术 l MPEG标准的关键技术： 帧间压缩编码技术 DCT技术 熵编码 视频输入 预测（消除时 间上的冗余度） DCT（消除空 间上的冗余度） DCT系 数量化 哈夫 编码 缓冲 存储 数码率可变 固定比特率 输出 数码率 控制 量化比率 控制 熵编码即编码过程中按熵原理不丢失任何信息的编码。 信息熵为信源的平均信息量（不确定性的度量）。 常见的熵编码有：LZW编码、香农(Shanno

14、n)编码、哈夫曼(Huffman)编码和算术编码(arithmetic coding)。 在视频编码中，熵编码把一系列用来表示视频序列的元素符号转变为一个用来传输或是存储的压缩码流。 输入的符号可能包括量化后的变换系数，运动向量，头信息（宏块头，图象头，序列的头等）以及附加信 息（对于正确解码来说重要的标记位信息）。 2.2数字视音频压缩技术数字视音频压缩技术H.26X系列标准系列标准 l 由ITU-T的VCEG制定，针对单一矩形视频对对象，追求更高的压缩效率。 l H.26X标准 H.261：1990年ITU-T制定的一个视频编码标准，属于视频编解码器。 H.262：ITU-T的一个数字视频

15、编码标准，属于视频编解码器。H.262在技术内容上和 ISO/IEC的MPEG-2视频标准(正式名称是ISO/IEC 13818-2)一致。 H.263：主要用在视频会议、视频电话和网络视频上。在对逐行扫描的视频源进 行压缩的方面，H.263比它之前的视频编码标准在性能上有了较大的提升。尤其是在 低码率端，它可以在保证一定质量的前提下大大的节约码率。 H.264：同时也是MPEG-4第十部分，是由ITU-T视频编码专家组（VCEG）和 ISO/IEC动态图像专家组（MPEG）联合组成的联合视频组（JVT，Joint Video Team ）提出的高度压缩数字视频编解码器标准。 2.2数字视音压

16、缩编码技术数字视音压缩编码技术H.264标准标准 l H.264标准压缩系统由视频编码（VCL）和网络提取层（NAL）两部分 组成。 控 制 数 据 视频编码(VCL) 数据划分 网络提取层(NAL) H.320MP4FFH.323/IPMPEG2 编码后的宏块 编码后的分区 2.2数字视音频压缩编码技术数字视音频压缩编码技术AVS标准标准 l AVS包包括系统、视频、音频、数字版权管理等四个主要 技术标准和符合性测试等标准。 l AVS标准的特点 先进 自主 开放 2.3数字电视传输信号的形成数字电视传输信号的形成传输流（传输流（TS）的形成）的形成 视频 音频 数据 视频编码 音频编码 数

17、据编码 ES ES 打包器 打包器 PES PES T S 复 用 T S 复 用 TS码流 PS码流 编码层系统层发送层 TS是传输数据流(transition stream)：主要用于数据传输，如HDV机器内部记录的m2t ES是基本数据流(elementary stream)：用于某些硬盘播或编辑系统，如m2v PS是程序数据流(program stream)：用于播放或编辑系统，如m2p 2.3数字电视传输信号的形成数字电视传输信号的形成PSI表结构表结构 2.CAT：条件接收表提供了在复用流中条件接收系统的有关信息。当有 EMM时，它还包括了EMM（授权管理信息）所在的PID（CA_

18、PID）； 3.PMT：PMT表存放的是节目中包含的音频、视频、其他数据的PID信 息。每一个节目的所有信息必须包含在一个PMT中，但在一个PMT中可 以包含多个节目的信息。PMT本身的PID由PAT表格提供。； 4.NIT表：主要是提供有关物理网络的信息，网络信息表传送本网络以及 与此有关的其它网络的一些信息。每个网络都有唯一的识别符 （network_id）。网络信息表主要携带：网络识别符(Network_ID)、网 络名称、传输系统参数(有线传输系统参数包括：频率、调制方式、FEC 外码、符号率、FEC内码)、节目业务类型及Service_ID等信息。机顶盒 只要调谐到携带NIT表的传送流中，即可提取其它网络的参数，一般解码 器便可根据提取出来的信息，自动搜索频道。 1.节目关联表(PAT Program Association Table) 是数字电视系统 中节目指示的根节点:其 包标识符（Packet IDentifier、简称PID）为 0。终端设备（如机顶盒） 搜索节目时最先都是从 这张表开始搜索的。从 PAT中解析出节目映射表 （PMT），再从PMT解 析出基本元素（如视频、 音频、数据等）的PID及 节目号、再根据节目从 节目业务描述表 （Service Description Table