数字电视基本知识讲义

数字电视基础知识及前端介绍主讲：苏富奎

一数字电视基础知识二数字电视前端基本概况三本地线路传输量的变化：数字电视带来最直接而且最先感受到的就是节目内容的增加。在一个8MHz带宽的模拟频道内原来只能传送一个普通的模拟电视节目，采用数字电视技术后在原来一个模拟频道内可传送DVD（数字视频光碟）质量的节目5至6个，高清晰度电视（HDTV）质量的节目1个或2个。（随着编码技术的提高，传送数量还会进一步提高）质的变化：用户不光能看电视，还能听广播，查看大量的信息资讯服务。清晰度高，音频效果更好，抗干扰能力更强方式的改变：双向数字电视具有交互功能，观众可以根据节目菜单自主点播电视节目，享受丰富多彩的增值业务一数字电视基础知识1.1什么是数字电视？

数字电视是相对于模拟电视而言的。我们知道，电视——就是实时向远处传送可视的活动图像。具体的方法，是先把光的图像变成与其对应的电信号，利用电信号可以传得远的特点，实现向远处传送的目的。

（一）什么叫模拟电视？自然界的实际景物图象千差万异，无论从亮度层次上，色彩种类上，都是极丰富的。用电信号表示它，一定是一个可以取任意值的连续变化的电量。我们把这样直接与自然界实际图象对应的，连续变化的电信号称为模拟信号，就是模拟实际，与实际一样。用这种方式传送电视就是模拟电视。

（二）什么是数字电视？先从用离散值代表模拟量谈起。举个例子，人的脚在一定尺度内，其长短分布是无限多个的，数值上是连续的。就是多长的都有，这好比模拟量。但实际在工厂生产鞋的时候，并不是这样，而是仅使用一定数量的号码，就适应了整个人群不同尺寸的脚。只要选择靠近的某些号码，就可以穿。这些尺寸不连续的号码，把连续的脚长“离散化”了，就是用离散量表示连续量，这种用离散量表示连续量的做法叫模拟量的数字化。数字电视，就是设想用离散的电量表示连续的电量，在电视信号的产生、传输、接收各个环节上，都使用离散数字来表示、处理。也就是说，数字电视是信源、信道、信宿三个环节上全面数字化的电视系统。信源指节目的产生：摄、录、编；信道指传输；信宿指接收、显示。

1.2数字电视由五个环节组成1、信源编码：就是把原始的模拟电视信号用数字编码来表示，也称为数字化、模/数转换（A/D转换）。然后，进行压缩。数字电视信号源有三项：视频数据流、音频数据流和辅助数据流。辅助数据流包括管理数据、有条件接收数据以及与节目有关的数据。

2、复用：就是把上述三项数据流合成一路。采用以“包”为单位的时分复用方式。首先把上面说的三项数据流分割成一定长度的包（也称分组），在“包”的头部加上标识，作为区分是

属于哪个流的标志，以便在接收时把它们区别开。然后把它们合流为单一的复用流。一个视频数据流、一个音频数据流、一个辅助数据流合成一套节目流。尔后，多套节目流再合成为传输流。

3、信道编码和调制：上述数据流不适于在传输通道中传输。为了使信号适配于传输信道，减少传输过程的差错，还需要对数据流进行必要的处理（再编码），这种做法叫信道适配，也称为信道编码。它的作用主要是负责误码的检错和纠错。调制的作用是把基带数据流搬移到高频载波上去，把基带信号变成频带信号。使之可以在频分复用的模拟信道中

4、传输信道：有HFC、数字干线、卫星、无线、存储介质等。

5、接收机：就是机顶盒，实现上述四项环节的逆过程，把从信道上接收的数据流还原成原始的模拟电视信号。1.3数字电视与模拟电视的技术比较模拟电视数字电视描述采用模拟信号传输电视图像、伴音、附加功能等信号采用数字信号传输电视图像、伴音、附加功能等信号信源编/解码因为信号数据量不大。所以不存在信息编码压缩问题电视信号数字化后，其信号的数据传输率很高。须具有良好的数据编码压缩技术复用无复用器，视频、音频信号分别传输将编码后的视频、音频、辅助数据信号分别打包后复合成单路串行的比特流信源编/解码调制解调调制方式一般采用调频或调幅有压缩及复用，通过纠错、均衡来提高信号抗干扰能力，采用QAM调制方式。且随着调制方法技术的改进。传输效率会进一步提高特点信号数据量少，技术成熟，价格便宜信号不易在传输中失真，清晰度高，占用频带窄。数字电视信号可方便地在数字网络中传输，与计算机有良好的接口数字电视的特点。

与模拟电视相比，数字电视有如下特点：

⑴数字信号传输噪声没有积累。

我们知道，模拟信号在传输的每个环节，都要加入噪声，如放大器，每级放大器的噪声都要加进去，放大后信号大了，C/N(载噪比)低了。数字信号是一连串的“0”和“1”脉冲序列，在传输过程中，侵入的噪声可以通过再生的方法去除。所谓再生处理，就是收到信号后，不是直接放大，而是重新在有脉冲的位置制作一个形状完全相同的脉冲，恢复信号中脉冲的原样而清除了噪声。再生是基带数字传输抗干扰的重要手段。其次，数字传输技术有非常有效的纠错方式，如我们使用的R-S纠错，可以把误码率由10E-4改善到10E-12。所以，我们收看数字有线电视时，主观感觉最为明显的是画面清洁，没有杂波、雪花。从维修的角度，数字信号对C/N的要求也比模拟信号宽容。模拟信号C/N=43dB时可以得到4分的收看质量。数字电视C/N=31dB就可以满意收看。事实上，整个网络中，数字信号的功率电平就是以比模拟电平低10dB来传输的。

⑵数字信号的传输和处理过程不存在非线性失真。

⑶有较好的收视稳定性。模拟电视的收看质量的劣化是渐变的，图像由好到坏有一个过程，令人讨厌。数字电视收看质量的劣化有“断崖效应”，只要有图像，质量就是好的，无噪点，稳定。信号劣化，就立即马塞克，没有过渡。相对于模拟信号，给收看者以稳定的感觉。

⑷模拟改数字以后，极大地释放了频率资源。

由于采用压缩率非常高的MPEG-2压缩方法，使码率降低很多，加上采用高效率的调制方式，可以在一个8Mhz的带宽里传送6套以上质量达到标准清晰度（SDTV）的节目。这给有线电视提供更多套节目，为实现NVOD、VOD提供资源。

⑸可以在现行传输体制下传输高清晰度电视（HDTV）。

⑹数字信号容易处理，易于使用大规模集成电路和微型化，生产时设备一致性好，无须调整。容易大量使用软件，实现智能化操作。

⑺对节目加扰、加密容易、可靠，保证商业运作。1.4

怎样实现模拟电视数字化1.4.1用离散数字来表示连续的模拟信号问题。

打个比方：气温是逐渐变化的，每时每刻都在变化，因而它是随时间连续变化的模拟量。但观测气温不必每分每秒都测量，隔一定时间测一点画在坐标图上，连一条线，就表示了气温的变化。如果时间间隔合适，这条线的形状与连续不间断测量的曲线形状会基本吻合，即，用离散量可以表示连续的模拟量。这种间隔测量的方式，叫做在连续变化的模拟量上的取样。这是把模拟信号数字化的第一步。取样间间隔多多大合合适？？首量化取取多少少个等等级合合适？？等等级多多了好好，但但要付付出的的代价价大。。理论论和实实际都都证明明，对对电视视图象象信号号，用用256个等级级就可可以了了。取取样、、量化化只是是在时时间和和幅度度上把把信号号的表表示做做到了了离散散化，，还不不是数数字化化。数数字化化的目目的是是用““0”和“1”两个数数字码码表示示一切切等级级、量量值。。为什什么要要用““0”和“1”，不用用0—9，就是是因为为“0”和“1”最容易易用电电量来来表示示。如如，有有电压压是““1”，无电电压是是‘0“；开关关接通通是““1”，开关关断开开是““0’,但“0”和“1”只能表表示两两个等等级，，256个等级级怎么么办？？使用用“0”““1””的排列列组成成码就就解决决了。。这有如条码码，条码只只有黑、白白两种条，，但它们不不同的组合合可以编出出无数的码码，可以分分别代表多多种商品。。例如，我我们用8位“0”和“1”编成8位码，00000000、00000001、00000010………..11111111，就有了256=28种不重复的的码，表示示256个量。把量量化后的信信号，用““0”和“1”组成的码来来表示，叫叫做编码。。用数字编编码表示量量化的信号号，模拟信信号才算是是真正数字字化了。总总的是，模模拟数字化化三个过程程：取样、、量化和编编码。1.5压缩压缩的必要要性下面的讨论论会看到，，经过取样样、量化、、编码后的的电视信号号信息量非非常大。电电视亮度信信号的最高高频率是6Mhz，每个色差差信号大最最高频率为为两个1.5Mhz。根据奈奎奎斯特定理理，亮度与与色度信号号的取样频频率分别应应该大于12Mhz和2×3Mhz=6Mhz。量化等等级取256，需要8位二进制制编码。。这样，，传送一一套电视视节目，，所需要要的码率率（每秒秒钟传送送码的位位数）为为（12+2×3）×8=144Mbit/s。传送这么高高的速率，对对我们现在一一个频道8Mhz的带宽，实在在是大得了不不得。实际上上取样频率是是13.5Mhz,量化比特数是是10,因而码码率为为270Mhz。所以以，要要想使使数字字化节节目真真正能能付之之使用用，必必须对对码率率进行行压缩缩。这这就是是数字字电视视信号号压缩缩的必必要性性。、压缩缩的可可能性性数数字字电视视信号号之所所以可可以压压缩，，是因因为电电视信信号存存在着着冗余余。首首先是是空间间冗余余。就就是一一幅画画面内内，各各象素素之间间有很很强的的相关关性。。例如如，蓝蓝天，，不必必全部部蓝天天的每每一个个象素素都传传送一一次，，只传传送一一个象象素就就行，，其余余的，，到接接收点点全部部按第第一个个复制制。这这样一一来就就节约约了大大量信信息，，去除除了冗冗余。。其次次是时时间冗冗余。。相邻邻两帧帧图像像的内内容也也大体体相似似。我我们可可以不不必每每一帧帧图像像都传传，例例如只只传送送第一一帧、、在接接收端端，第第三帧帧用第第一帧帧预测测产生生，第第二帧帧用第第一、、三两两帧取取平均均产生生，这这又可可以压压缩码码率。。再次次，是是人的的视觉觉冗余余。利利用人人眼对对图象象高频频细节节、色色度信信号灵灵敏度度低的的特点点进行行压缩缩，把把人眼眼本来来看不不到的的信号号取消消，以以节省省码率率。这这就是是信号号压缩缩的可可能性性。、压缩缩的方方法压压缩的的方法法，采采用MPEG-2标准准。。它它针针对对图图像像上上述述几几种种冗冗余余的的特特点点，，运运用用运运动动估估值值、、离离散散余余弦弦变变换换（（DCT）、自适适应量化化和熵编编码等技技术（实实际是一一些算法法），实实现对信信号码率率的压缩缩。把数数字化后后144Mbit/s的码率压压缩到6Mbit/s，仍然可可以保持持SDTV的水平。。而且压压缩比可可变，由由VCD到HDTV等级都可可以。运运动估值值是为了了消除相相邻帧间间的空间间冗余。。因为相相邻的帧帧间，图图象大量量的数据据是相同同的，不不必都全全部传输输，仅传传递相邻邻帧的变变化部分分就可以以了，这这样就可可以压缩缩了传输输的数据据量。离离散余弦弦变换DCT，是将信信号由空空间域变变换到频频域，使使信号能能量集中中到低频频率。自自适应量量化是针针对DCT而言，因因为人眼眼的视觉觉对图象象细节不不敏感，，故表示示图象细细节的高高频部分分可以压压缩。自自适应量量化就是是对DCT变换后的的高频系系数采用用粗量化化，对低低频系数数细量化化。实际际上是基基于视觉觉冗余。。熵编码码，就是是可变字字长编码码。给使使用概率率大的事事件分配配短字码码，给使使用概率率小的事事件分配配长字码码，最大大限度的的提高编编码效率率。1.6数据电视视的传输输码流模拟电视视信号经经过A/D转换、压压缩后，，变成了了由二进进制脉冲冲组成的的脉冲序序列，叫叫做码流流。每每一套节节目有视视频码流流、音频频码流，，这些与与模拟信信号一一一对应的的码流称称为基本本流ES。为便于于传输，，实现时时分复用用，基本本流ES必须“打打包”，，就是将将顺序、、连续传传输的数数据流按按一定的的时间长长度进行行分割，，分割的的小段叫叫做“包包”，因因而打包包也称为为分组。。在每个个包前加加上包头头，就构构成了打打包的基基本流PES。传传送一套套节目有有三种基基本码流流：视频频、音频频和相应应的数据据流，需需要把它它们组合合到一起起，叫做做复用。。复用的的方法是是时分复复用。上上述把同同一节目目的三种种基本流流复用到到一起叫叫节目复复用。复复用后，，根据需需要可以以形成节节目流PS和传输流流TS。它们分分别适用用于不同同的传输输环境。。PS码流：包的长度度可变，，抗误码码能力低低，适用用于相对对误码低低的环境境，如存存储、制制作DVD等TS码流包的长度度固定，，188字节，抗抗误码能能力较高高可用于于相对较较差的信信道环境境，如传传输等1.7数字电视视信号是是怎样在在有线电电视HFC网上传输输的？模拟电视视连续的的电信号号数字化化后，变变成了完完全由““0”、“1”组成的脉脉冲串（（经过MPEG-2编码形形成由由MPEG-2包组成成的传传输流流）。。直接接把数数字串串在网网络上上传送送，叫叫做基基带传传输（（未经经某种种处理理的数数字信信号称称为基基带信信号））。它它要占占用从从0开始的的无限限带宽宽。但但是我我们现现在的的HFC网络，，传输输模拟拟电视视信号号是采采用AM-VSB（残留留边带带调幅幅）频频分复复用方方式传传输的的。就就是说说，每每套电电视节节目先先调制制到一一个指指定的的高频频率载载波上上（采采用残残留边边带调调幅方方式）），每每一个个高频频率载载运一一套节节目，，占用用不同同频率率的载载频，，混合合送到到HFC网络上上传输输。节节目是是以频频率不不同而而区分分的，，这就就是频频分复复用。。每套套节目目占用用的频频带宽宽度都都是8Mhz。这就是我我们目前HFC的规矩——体制。数字化后的的基带，不不符合目前前HFC的传输体制制，没有办办法让数字字电视信号号以基带的的形式上网网与现有的的模拟电视视信号兼容容传输。数数字电视信信号要服从从原来的规规矩，这叫叫做兼容。。为了使数数字基带信信号适应HFC网络的要求求，与模拟拟的频带信信号在HFC中兼容传输输，就需要要对数字基基带信号做做适当处理理，我们称称这种做法法叫信道编编码。就是是说，信道道编码，是是使数字基基带信号适适配进HFC网络的过程程。信道编码是是在前端完完成的。包包括以下几几个部分：：码流的随随机化；R-S编码；卷积积交织；字字节到字符符的映射；；差分编码码；基带成成型滤波和和QAM调制.码流的随机机化（也叫叫扰码）处处理，有两两个目的：：一是防止止在特殊情情况下出现现调制器输输出未调制制载波，对对系统产生生干扰。二二是把MPEG-2码流中的连连“0”、连“1”信号搅乱。。因为连““0”、连“1”会破坏传输输系统的定定时功能，，而定时一一旦被破坏坏，收、发发双方会失失去同步，，时分复用用的数字传传输就完全全乱了。随随机化的方方法，是采采用伪随机机码（PRBS）对输入的的MPEG-2码流进行随随机化处理理。就是用用较长的伪伪随机序列列与MPEG-2序列送如移移位寄存器器一个比特特一个比特特地“模2加”，使原原来的信号号规律也具具有了伪随随机性质。。这样连““0”、连“1”的现象就被被消灭了。。由于伪随随机码具有有相当大的的带宽，码码流被随机机化处理以以后，功率率谱被扩散散，所以随随机化处理理也叫能量量扩散。R-S编码是为了了纠错的。。模拟方式式传输错误误一般称为为失真——与原信号不不一样。模模拟传输时时，失真的的表现是渐渐变的。收收视者对限限度以内的的失真劣化化可以容忍忍。数字电电视中的一一切劣化集集中表现为为码错误——误码。数字字信号误码码对图像质质量的影响响有断崖效效应，即码码错误率超超过一定值值，整个图图象会立即即变成不可可看，收视视者没有容容忍的余地地。所以数数字传输要要集中力量量解决误码码问题，采采用有效的的措施，纠纠正传输误误码。现在在使用的R-S编码，纠错错能力相当当强，对每每个传输包包而言，可可纠正8个字节随机机错误的任任意组合，，或者可纠纠正长度不不大于57的突发错误误。具体的的说，在输输入误码率率10E-4的情况下，，纠正错误误码，达到到10E-12。误码率劣劣于10E-4已经无法恢恢复图像，，而10E-12相当于几个个小时才出出现一个误误码。可见见其纠错能能力之强。。数字电视前前端系统介介绍二数字电电视前端数字有线电电视前端的的功能：数数字电视信信号在有线线电视HFC网内的传输输，核心是是信号对网网络的适配配问题。模模拟电视信信号数字化化、压缩即即信源编码码，解决了了用数字比比特代表连连续的模拟拟信号和速速率对网络络的适配。。那么如何何解决传输输对网络的的适配，使使用户达到到满意的接接收，这就就是前端要要解决的问问题。具体体说，前端端的主要功功能是：⑴⑴组织节节目。节节目为王。。向用户提提供多套数数，高质量量的节目是是数字电视视的生命所所在。数字字有线电视视的节目源源主要有：：来自卫星星的节目；；以SDH形式从光缆缆传来的节节目；本地地自办节目目；由视频频服务器播播出的NVOD、VOD节目；由本本台更新、、增加的电电子节目指指南（EPG）等。前端端的组织作作用，就是是要把这些些不同的节节目进行数数字化，压压缩编码等等过程，统统一为MPEG-2传输流（MPEG-2TS）和ASI接口格式。。⑵⑵监视视、调度和和切换播出出节目。在在有线电电视HFC网中，数字字电视也应应当按每8Mhz带宽一个频频道来传输输。那么，，哪个频道道传送哪几几套节目，，以及节目目之间的切切换、调度度，都要在在前端完成成。完成这这个任务的的设备是一一个多输入入口，多输输出口的数数字切换矩矩阵，也称称路由器。。它还可以以为信号源源的监视提提供选择节节目的功能能。⑶系统管理。。数数字有有线电视节节目是以一一种新的付付费方式提提供给授权权用户的。。因而可靠靠的授权管管理是数字字有线电视视必备的功功能。系系统管理包包括有条件件接收系统统CAS、用户管理理系统SMS和网络管理理系统NMS。有有条件件接收系统统CAS；对节目和和数据进行行加扰、加加密，对用用户进行授授权管理，，实现有偿偿服务。用用户（订订户）管理理系统SMS：对用户进进行管理，，包括用户户信息、用用户设备信信息、数字字产品信息息、订购信信息、授权权信息、财财务信息等等。网网络络管理系统统NMS：对前端和和网络设备备进行集中中管理，包包括规划、、参数设置置、检测报报警等。从从信号形成成、流向到到质量进行行控制，对对系统运行行状态、故故障、错误误进行报警警，保证系系统协调、、正常、安安全运行。。⑷⑷复用用。为为了了与模拟传传输体制兼兼容，从多多种渠道组组织来的数数字电视节节目，都需需要调制到到8Mhz带宽的不同同频道上。。而每个频频道不但载载运不只一一套节目，，还必须载载运引导接接收机正确确工作的节节目专用信信息PSI、业务信息息SI、电子节目目指南EPG以及授权管管理信息ECM、EMM等。这些都都需要在进进入调制之之前把它们们复用到一一起。⑸⑸进行信道道编码和调调制，实现现与有线网网络的传输输适配。CA系统NMS系统SMS系统TS流卫星接收机卫星接收机卫星接收机复用器加扰器QAM调制器IP数据视频服务器EPG系统复用器加扰器QAM调制器自办节目光缆节目模拟节目复用器加扰器QAM调制器编码器适配器编码器混合器数字字电电视视前前端端示示意意图图数字字电电视视系系统统前前端端一一般般可可分分为为四四个个主主要要部部分分：：信号号处处理理部部分分信号号输输入入部部分分系统统管管理理部部分分信号号输输出出部部分分2.1、信信号号输输入入部部分分（（信信号号源源））数字字电电视视前前端端部部分分信信号号源源主主要要有有以以下下三三部部分分组组成成：：卫星星接接收收信信号号采用用接接收收与与解解码码为为一一体体的的带带有有TS输出出的的数数字字卫卫星星接接收收机机将将卫卫星星数数字字电电视视信信号号接接收收下下来来，，直直接接进进行行QPSK解调调经经接接收收机机ASI接口口输输出出的的符符合合MPEG-2编码码的的TS流。。省广广播播电电视视SDH骨干干网网中中传传输输的的数数字字电电视视节节目目DS3数据据流流利用用适适配配器器转转换换为为MPEG-2编码码的的TS流。。本地地自自制制模模拟拟节节目目利用用编编码码器器转转换换为为MPEG-2编码码的的TS前端端，，信信号号的的统统一一格格式式是是什什么么样样的的？？是是DVB-C标准准规规定定的的MPEG-2传输输流流。。由由长长度度为为188字节节的的传传输输包包组组成成。。每每个个包包有有4个字字节节的的包包头头，，可可变变字字节节长长度度的的适适配配域域和和有有效效载载荷荷。。在在传传输输链链路路里里，，这这些些MPEG-2传输输包包一一个个包包一一个个包包的的串串行行传传输输。。实实际际上上，，为为了了提提高高系系统统的的纠纠错错能能力力，，每每个个包包增增加加了了长长度度为为16个字字节节的的R-S纠错错码码，，包包长长变变成成了了204字节节。。在在整整个个数数字字有有线线电电视视系系统统中中，，设设备备与与设设备备间间，，设设备备与与线线路路间间的的传传输输接接口口，，被被规规定定为为ASI（异异步步串串行行接接口口））。。它它的的传传输输速速率率为为270Mbit/s，可可以以轻轻松松地地承承载载8Mhz带宽宽，，64QAM调制制的的数数据据流流。。ASI物理理接接插插形形式式，，用用得得最最多多的的是是BNC卡口口。。下面面研研究究不不同同格格式式接接口口的的节节目目如如何何统统一一成成MPEG-2传输输流流格格式式和和ASI接口口。。模模拟拟视视音音频频节节目目，，经经编编码码器器完完成成数数字字化化、、压压缩缩形形成成MPEG-2格式。。编码码器输输入视视音频频信号号，输输出码码率可可在1.5-15Mbit/s之间调调整的的MPEG-2传输流流，输输出接接口是是ASI。SDH传送的的数字字电视视节目目，已已经是是MPEG-2传输流流。对对应于于电视视的输输出口口是DS-3（或E3）口，，以45Mbit/s的速率率传送送5-6套复用用的节节目。。把它它纳入入数字字有线线电视视，只只需在在SDH输出与与数字字有线线电视视的输输入之之间加加一个个适配配器完完成DS-3到ASI的转换换就可可以了了。点点播类类节目目，如如NVOD、VOD也是数数字电电视的的重要要节目目源。。它是是由视视频服服务器器经硬硬盘播播出设设备输输出MPEG-2码流的的。将将此类类节目目接入入数字字前端端，需需要作作接口口的转转换。。一般来来说，，用于于HFC网络播播出的的硬盘盘播放放器，，大都都提供供ASI接口，，甚至至已经经将码码流调调制到到高频频载波波上形形成64QAM射频信信号。。输出出为ASI接口的的可以以直接接进切切换矩矩阵，，64QAM输出的的，只只要频频率和和电平平合适适，就就直接接与现现有的的模拟拟频道道混合合，进进入HFC传输。。对于于输出出口为为DS-3（45Mbit/s）、ATM（155Mbit/s）以及及高速速以太太网口口，都都需要要经过过适配配器将将接口口转换换为ASI，才能能进数数字切切换矩矩阵。。开展展多媒媒体传传输和和因特特网接接入，，还要要通过过数据据广播播服务务器、、IP网关（（代理理服务务器））等，，组织织相关关信号号。2.2、信号号处理理部分分信号处处理部部分主主要完完成TS传输码码流复复用与与业务务信息息处理理等。。涉及的的主要要设备备---复用器器、EPG播发系系统复用器器：就是将将节目目源中中的各各路节节目流流重新新组成成一个个新的的TS传输流流，同同时附附加相相关节节目信信息字字节以以便引引导机机顶盒盒的正正常接接收和和解码码复用器器：所所谓复复用，，是使使多路路信号号共享享一条条物理理信道道。例例如，，一个个载波波频道道可以以载运运6套节目目，首首先要要在未未调制制前将将六套套节目目的传传输码码流按按时分分复用用的方方法复复用到到一起起。时时分复复用（（TDM），是是把传传输通通路分分成若若干个个时间间段（（时隙隙），，每段段时隙隙分配配给一一套节节目或或一个个特定定的码码流。。在分分配的的这段段时隙隙内，，节目目唯一一的占占有整整个频频带，，各节节目周周期的的轮流流占用用。完完成复复用功功能的的设备备叫复复用器器。复复用用器可可以把把多路路单节节目传传输流流（SPTS），按按时分分复用用成一一路多多节目目传输输流（（MPTS），这这叫做做复接接。也也可以以把输输入的的一路路MPTS，分开开成多多路SPTS，这叫叫做分分接。。复复用器器可以以输入入节目目传输输流，，也可可以输输入PSI、SI、EPG等数据流，，实现复用用。总总的的说，复用用器要有如如下功能：：接口为ASI；可以输入入单节目传传输流SPTS，也可以输输入多节目目传输流MPTS；有PSI/SI生成、替换换功能；支支持PID重新映射（（可以改变变PID）；可以插插入EPG：有数据接接口TCP/IP。复复用方方式有一般般复用和统统计复用。。一一般复复用是，多多路信号复复用后输出出信号的码码率等于各各路输入信信号码率之之和，各路路输入信号号的码率不不变。统计复用是是，根据信信号的特点点，动态地地调整每路路信号的码码率。例如如体育节目目，动作变变化大，需需要占用较较大的码率率；教育节节目静止画画面多，不不需要大的的码率。二二者使用一一个复用器器，互相调调剂码率，，充分利用用资源，又又保证每套套节目都达达到满意效效果。复复用在复用用器中进行行。复用器器的功能有有：对每个个输入码流流进行检测测，包括TS流同步是否否丢失，同同伴字节是是否错误，，TS流是否连续续，PAT、PMT表和PID值是否正确确等。从输输入的MPEG-2TS中过滤出基基本流ES，提取PSI/SI。将基本流流复用成符符合MPEG-2标准的TS流，同时生生成PSI/SI。已经加扰扰的码流不不再解扰，，直接以加加扰形式与与其它码流流复用，包包括ECM、EMM。以以上几几点提示我我们，有线线电视里的的许多数据据，如与节节目有关的的信息EPG、PSI、SI，管理信息息ECM、EMM，加扰信息息等都是从从复用器加加入的。处处理部分的的另一个重重要功能是是加扰。因因使用设备备不同，加加扰可以在在有内置加加扰模块的的复用器中中进行，也也可以外接接独立的加加扰器进行行。EPG（ElectronicProgramGuide)电子节目指指南系统：：EPG系统的作用用：输出电子节节目单以及及节目信息息SI和节目特定定信息PSI到复用器。。EPG系统的组成成：EPG编辑器和EPG播发器。EPG编辑器：用于PSI/SI信息的生成成。EPG播发器：信息采集、、编辑录入入、存储，，节目编排排，PSI/SI信息生成成，与节节目流复用用（插入）），播出控控制等。（一）节目目专用信信息PSI：1、PSI的作用：：节目专专用信息息PSI的主要作作用是自自动设置置和引导导接收机机进行解解码。因因为它提提供接收收解码所所需的各各种参数数和同步步信息，，提供节节目与包包识别符符PID的关系。。因而PSI的传输是是不能中中断的，，并且是是不能被被加扰的的。至少少每秒传传输20次。PSI的损伤也也会造成成收看的的马塞克克。2、PSI的组成：：PSI由节目关关联表PAT、节目映映射表PMT、有条件件接收表表CAT、传输流流描述表表TSDT四个表组组成。PAT是PSI的根。接接收机必必须从寻寻找PAT开始整个个接收过过程，因因为下边边的一切切表和PID都从PAT开始查找找。PMT指出某个个节目由由哪些组组件构成成，给出出各组件件的PID和节目时时钟基准准PCR的PID。CAT给出系统统CA标识，指指定授权权管理信信息的PID。TSDT提供传输输流参数数。PSI的所有表表都不被被加密。。

（二二）业务务信息SI：1、为什么么还要引引入SI？因因为PSI不足以满满足接收收端的全全部需要要，所以以采用SI对PSI进一步扩扩展。SI提供整个个网络所所有传输输流TS的频点、、全部频频道/节目的信信息，使使接收端端可以调调谐、接接收特定定的节目目，并对对节目进进行分组组；为解解码器构构成EPG及频道自自动搜索索功能；；提供网网络信息息。SI的主要目目的是：：自动利利用PAT、PMT、NIT进行频道道搜索；；选择节节目和定定位；实实现EPG：作为应应用程序序接口API的基础；；进行CA控制。2、SI的组成：：SI包括网络络信息表表NIT、业务描描述表SDT、事件信信息表EIT、时间及及日期表表TDT四个必须须传送的的基本表表与一些些可选的的表。SI中只有EIT可以被加加密。别别的表是是不可以以加密的的。2.3、系统管管理部分分：主要设备备加扰器、、条件接接受系统统CAS、用户管管理系统统SAS加扰器：：对TS流中指定的节节目进行加扰扰，使授权的的用户能够正正常收看，而而非授权的用用户无权收看看，从而实现现系统运营商商有条件收费费管理的设备备。它一般由由CA系统（（条件件接收收：ConditionalAccess）采用用软件件方式式实现现对TS流的加加扰，，并将将密钥钥信息息附加加在TS流中，，供机机顶盒盒正确确解扰扰。条件接接收系系统CAS（ConditionalAccessSystem）：是将加加扰器器加扰扰所用用的控控制字字进行行加密密后再再发给给加扰扰器，，同时时将用用户授授权信信息打打包后后也发发给加加扰器器。用户管管理系系统SMS（SubscriberManageSystem）：负责对对用户户的订订购信信息、、授权权信息息、用用户信信息处处理和和记录录形成成用户户数据据库，，并向向CAS发送用用户授授权管管理信信息。2.4、信号号输出出部分分：主要设设备—QAM调制器器调制器器：用于接接收来来自加加扰机机输出出的含含有EPG、CA等信息息的TS流，，进进行行纠纠错错编编码码和和QAM调制制，，转转换换为为适适合合在在同同轴轴电电缆缆或或HFC中传传输输的的射射频频信信号号，，将将TS流调调制制到到指指定定的的频频点点，，然然后后进进入入混混合合器器，，混混合合器器总总输输出出进进入入有有线线电电视视网网。。2.5机顶顶盒盒介介绍绍机顶顶盒盒的的简简单单分分类类：：1数字字卫卫星星机机顶顶盒盒STB-S：也可可称称为为数数字字卫卫星星电电视视接接收收机机，，接接收收数数字字卫卫星星电电视视广广播播节节目目，，同同时时支支持持数数据据广广播播、、图图文文电电视视等等应应用用.我们们看看的的很很多多卫卫视视节节目目都都是是有有线线电电视视台台使使用用该该类类机机顶顶盒盒从从卫卫星星上上接接收收下下来来，，再再通通过过有有线线电电视视网网络络传传输输出出去去的的。。2数字字地地面面电电视视机机顶顶盒盒STB-T:功能能与与数数字字卫卫星星机机顶顶盒盒类类似似，，传传输输介介质质由由卫卫星星信信道道变变成成了了地地面面广广播播信信道道。。3数字字有有线线电电视视机机顶顶盒盒STB-C:功能能与与数数字字卫卫星星机机顶顶盒盒类类似似，，传传输输介介质质为为光光纤纤/同轴轴混混合合网网络络（（HFC）。。单向向机机顶顶盒盒、、双双向向互互动动机机顶顶盒盒、、PVR(可录录象象带带硬硬盘盘)机顶顶盒盒、、高高清清/标清清机机顶顶盒盒机顶顶盒盒工工作作原原理理（（简简单单的的说说就就是是将将数数字字信信号号转转换换成成模模拟拟信信号号，，由由电电视视输输出出)主要要元元器器件件：：FLSAH、SDRAM、EEPROM、高高频频头头、、CPU三本本地地线线路路传传输输目前前的的信信号号传传输输数模模混混传传纯数字目前来说说,我们采用用了两种种传输方方式,第一种是是采用数数模混合合传送,主要针对对的是老老的小区区用户,因为整体体转换需需要一段段时间的的模拟转转数字的的调整,所以我们们采用了了这种方方式.具体如下下图:数字QAM模拟调制制器混合器混合器混合器数模混传传纯数字信信号干线干线网络传输输中要注注意的几几个概念念：1、64QAM调制频道道传输实实质上是是数字信信号的模模拟传输输，HFC网络可以以不做任任何改动动，包括括电放大大器、光光设备、、无源器器件等。。2、关于传传输电平平：与模模拟传输输相同，，都受限限于有源源器件的的非线性性动态范范围。现现在设为为比模拟拟低10dB，是由于于二者功功率分布布不同，，前者为为峰值，，后者为为平均功功率。全全网整体体平移后后，虽全全部传输输数字调调制信号号了，电电平仍然然低10dB是合理的的。3、在模拟拟传输时时忽略了了的网络络和设备备相位特特性，在在传输数数字QAM信号是成成为重要要矛盾。。利用星座座图分析析故障（1）理想星星座图符号点均均在决策策边框内内的中心心点，说说明有良良好的相相位噪声声、热噪噪声等，，因此MER值好。（2）热噪声声引起的的损伤现象：符符号点随随机的向向外扩展展（相对对于中心心点）（3）相位噪噪声引起起的损伤伤（上下下变频器器）现象：四四个边角角的符号号向内旋旋转，使使方形的的星座图图变为圆圆采用调幅幅方式的的模拟电电视信号号，由于于不是相相位调制制，相位位噪声对对传输质质量的影影响不严严重。因因而，关关于相位位噪声的的指标是是被忽略略的。QAM数字调制制，是既既调幅又又调相，，因此，，载波的的相位噪噪声对传传输质量量的影响响不能忽忽略。相相位位噪声是是指单位位赫兹的的噪声密密度与信信号总功功率之比比，也称称残余相相位调制制，表现现为载波波相位的的随机漂漂移，是是评价频频率源（（振荡器器）频谱谱纯度的的重要指指标。（4）相干干干扰（如如CTB、CSO等互调失失真、侵侵入噪声声产物））现象：符符号云的的中心被被掏空，，形成圆圆串（5）I/Q不平衡（前端端I/Q调制器、基带带放大器、滤滤波器造成））现象：星座图图不成方形，，I、Q轴即宽、高不不等数字电视接收收和维护工作作的特点：接接收数字电视视节目有许多多不同于接收收模拟电视信信号的特点，，全面掌握这这些特点，对对提高维护工工作水平有极极大的意义。。1、接收数字电电视，频道不不等于节目。。由于模拟电电视一个8Mhz带宽的频道只只能传送一套套节目，所以以长期以来，，我们的用户户已经习惯的的把频道和节节目看成是一一回事。在电电视机里改换换频道就是改改换节目。而而数字电视，，几套节目调调制在一个8Mhz带宽的载波上上，一个频道道载运几套节节目。所以传传输过程造成成的频道损伤伤，往往是几几套节目同时时出现劣化。。2、数字电视接接收由解调、、解码两个过过程完成，模模拟电视接收收只要完成解解调，节目就就恢复了。而而且，解调、、解码还必须须在前端提供供的引导信息息引导下才能能进行，机顶顶盒不能独立立完成。因此此，前端提供供的引导信息息在接收中的的作用等同于于节目信号，，丢失、损伤伤也会造成收收不到节目。。3、数字电视视信号的一一切劣化在在图像中的的表现通通通都是马塞塞克、中断断，没有模模拟电视图图像劣化那那些雪花、、网纹、雨雨刷等现象象，因而给给从图像判判断故障性性质造成困困难。4、接收数字字电视有断断崖效应。。我们都已已经有了这这样的经验验：接收模模拟电视，，信号的劣劣化在图像像上的表现现是渐变的的。比如C/N逐渐变坏，，图像的雪雪花越来越越多；交、、互调逐渐渐变大，网网纹越来越越多。但图图像仍然是是存在的。。用户可以以在一定程程度上容忍忍这样的逐逐渐劣化。。而接收数数字电视就就不是这样样了：信号号好时，图图像清晰无无瑕。一旦旦信号劣化化超过限度度，图像就就立即马塞塞克、中断断。没有渐渐变、过渡渡的过程。。维修者不不能从图像像上的具体体表现分析析故障的原原因。5、单单频频干干扰扰对对数数字字电电视视接接收收的的影影响响比比模模拟拟电电视视大大得得多多。。单单频频率率的的干干扰扰，，对对模模拟拟电电视视的的影影响响，，一一般般只只是是一一个个频频道道出出现现网网纹纹，，影影响响不不大大，，判判断断也也容容易易。。对对数数字字电电视视的的影影响响就就复复杂杂。。一一是是影影响响一一个个频频道道载载运运的的几几套套节节目目，，而而不不是是一一套套节节目目；；二二是是都都表表现现为为马马塞塞克克、、中中断断，，没没有有过过渡渡过过程程，，不不以以网网纹纹出出现现，，不不容容易易判判断断。。单单频频干干扰扰的的来来源源有有网网络络设设备备自自身身产产生生的的，，也也有有外外界界侵侵入入的的。。自身原因有设设备自激（正正、反向放大大器、光结点点都可能发生生）、较强的的互调干扰等等。外界原因因主要是无线线通信干扰，，特点是分布布于固定通信信频段、干扰扰发生时由同同一个频道载载运的几套节节目同时劣化化、有地域性性（在无线发发射台附近））。比较难于解决决的是突发性性、一过性干干扰，它也造造成一个频道道的几套节目目图像马塞克克、中断，并并且恢复时间间较长。突发发性干扰，如如电脉冲、火火花等，在接接收模拟信号号时，只不过过在一套节目目的图像上出出现零星的噪噪点、杂乱的的黑、白线，，伴音里出现现卡拉声而已已。时间上只只是一过。6、网络络反射射对传传输的的影响响不容容忽视视。接接收模模拟电电视信信号时时，反反射的的影响响仅仅仅是在在图像像上出出重影影。接接收数数字电电视，，影响响要严严重得得多。。原因因是这这样的的：网网络里里存在在的反反射波波，在在时间间上落落后于于直接接波传传到接接收点点。相相对于于接收收点而而言，，同一一时间间会有有两个个信号号到达达：一一个是是直接接波，，一个个是反反射波波，反反射波波由于于经过过的路路径比比直接接波长长，相相位将将落后后于直直接波波。两两个频频率相相同、、载运运信息息相同同，相相位不不同的的波在在接收收点按按矢量量叠加加。对对载波波来说说，会会出现现幅频频特性性的鼓鼓包、、凹下下的起起伏；；对解解调后后的基基带来来说，，直接接波载载运的的码流流和反反射波波载运运的码码流一一前一一后的的送到到解码码器。。幅频频特性性平坦坦度的的破坏坏，会会使部部分频频道电电平低低落，，非线线性失失真增增加，，CTB、CSO指标劣化。。而两个码码流序列混混到一起，，会直接影影响解码器器判决的准准确，明显显加大误码码率。这就就是所谓码码间干扰。。实践证明明，因反射射造成的误误码率增加加是十分明明显的。这这一在模拟拟传输中不不被重视的的问题，必必须引起足足够注意。。在维修中中，在排除除了网络其其它故障之之后，仍然然解决不了了问题时，，就要考虑虑反射了。。反射产生生的原因因就是不不匹配。如电缆缆的不同同轴（电电缆连接接不规范范的使用用对接头头、用电电灯线充充当同轴轴电缆、、电缆弯弯曲半径径不符合合要求、、压扁等等）、器器件有空空闲头未未做终端端匹配、、电缆内内部短路路断路绝绝缘劣化化外伤遗遗留问题题等造成成特性阻阻抗突变变、不合合格器件件（主要要是反射射指标不不合格））、不合合理分配配方式等等。发射射特性不不良的隐隐患存在在