数字广播电视的标准化

1、数字广播电视的标准化李晓桦（上海市技术监督情报研究所）一、前言随着微电子、 计算机、通信技术用数字压缩处理传输技术的迅猛发展，广播电视发生了划时代的变化，发达国家积极将模拟 电视广播体制向数字电视广播体制改革。传统的电视机将演变为交互式综合业务信息传播的终端， 实现全数字化、智能化和网络化 。全数字化电视广播体制的特点是：提高抗干扰能力和收视质量，接近“演播室”水平，实现不同等级（普通、高清晰度）接收 ；可成倍地节省频谱资源，实现多节目传送；便于存储、处理，实现多功能。目前，广播电视技术正在向其他领域拓展，如医 疗、电影、教育、监控、印刷业等。广播电视设备日益数字化，与电脑、通讯、因特网相融合

2、。二、数字电视的定义和重要作用数字电视，是将传统的模拟电视信号经过抽样、量化和编码转换成用二进制数代表的数字式信号，然后进行各种功能的处理 、传输、存储和记录，也可以用计算机进行处理、监测和控制。它从电视节目的信号采集、制作、编辑、调制接收处理到终端显示 的全过程实现数字化，具有清晰度高、无重影、易进行编辑处理、方便与计算机等现代信息工具相连接等优点。数字电视已深入到文件教育。科研管理、工矿企业、医疗卫生、公安交通、宇航和军事等各个部门。除进行传统的电视节目 广播外，数字电视还能提供许多新的业务， 归纳起来可大致分为以下三类： 信息服务通信， 包括有线电视通信、电视电话、会议 电话、多媒体通信

3、。、卫星电视直播；娱乐，包括付费电视、视频点播、交互式电视、 VCD和 DVD、家庭影院、电子电影等等。数字电视通过卫星、地面电视塔和有线电视台的有线电视网播出。包括：1高清晰度电视高清晰度电视（ HDTV）的概念是日本在 70 年代提出的，自 90 年代以来，高清晰度电视已转向采用全数字体制。根据国际电信 联盟（ITU）的定义，高清晰度电视系统指， 具有正常视觉的观众， 在距该系统显示屏高度的 3 倍距离上所看到的图像质量应与观看 景象或表演进所得到的印象相同的电视系统。数字高清晰度电视系统可在一个现有频道中，传输一路高清晰度节目，是一个集数字 视频、数字音频、数据和交互式业务于一身的数字传

4、播系统。它为电子、通信和计算机等待业的汇聚，提供了理想的技术平台，是 国家信息基础机构中的重要组成部分。2标准清晰度电视标准清晰度电视 （SDTV）主要是对应于现有电视的分辨率量级。其图像和伴音的质量都比目前模拟电视有所提高，其频道利 用率高，在目前模拟电视的一个频道内可同时播放 4 套（或更多）标准清晰度电视节目。三、国内外数字电视及其标准化发展状况1国外和国际情况近 10 年来，美国、欧洲、日本等发达国家都十分重视发展数字广播电视技术。经过几年的发展，已经形成了欧洲数字视频广 播（DVB）、美国先进的电视系统（ ATSC）、日本综合业务数字广播（ ISDB）三大标准体系共存的局面。（1）欧

5、洲欧洲数字视频广播（ DVB）成立于 1993 年，是个私营机构，目的是推动欧洲未来数字电视的发展。由研究单位、 IT 产业、广 播电台、卫星业务经营公司和电视技术规范制定机构组成。 成员不久便达到 150 个。到 1999 年 10 月为止，已有来自世界上 33 个国家的 253 个成员。它主要致力于制定卫星、电缆、地面、共用天线电视和媒体微波颁布式业务传输业务系统、 业务信息和数据广播等方面的标准。DVB的目标是建立采用以MPEG2 为基础的为基础的数字电视业务的框架。其标准是电视工业公共和私营待业机构之间达成的 协议。 DVB标准系列较为完备，市场应用发展也较领先，迄今为止已制定 50

6、多项标准和标准草案，作为欧洲通信标准（ ETS）、欧洲 通信标准建议草案（ draft ETS ）、欧洲通信标准草案（ pr ETS）和欧洲标准技术规范 （TS/EN）、欧洲标准（EN）、DVB技术规范 （ DBV TS）等出版。在技术领域，欧洲广播联盟（ EBU）处于研制新广播媒体的前沿。它领导研制并开发了许多新的广播电视设备， 通过仅次于日内瓦的 DVB协调办公室监督数字视频广播项目的进展。DVB标准主要是基于MPEG 2 编码的卫星标准（ DVBS）、地面标准（ DVB T）和电缆标准（ DVB C），具体有：（ 1）DVBS：QPSK调制已被采用，其可变的二进制流度为 18.4 至 4

7、8.4Mbits/s;（2）DVB C：已建立起 64 QAM调制，其可变的二进制流率为9.6 至38.4Mbits/s;（3）DVB T：尽管尚未确定，但已经可预见将采用 COFDM技术。新的地面标准框架可能将覆盖频谱带宽。DVBS 和 DVBC标准已经欧洲通信标准学会 （ ETSC）和国际电信联盟（ITU）通过，并在许多国家实施。现在，市场上有 2.45 亿只设备零件带有 DVB标志。由于欧洲国家大多边界相接，文化背景却各不相同，所以DVB T 标准强调系统灵活性和参数可修改，从而为今后发展留下了较大的空间，因而在欧洲得到了大量应用。从目前情况来看，欧洲将 SDTV作为发展数字电视的突破口

8、， 因此更 注重 SDTV作为发展数字电视的突破口， 因此更注重发展 SDTV，这一现状将延缓 HDTV 的引入，目前， DVB正在制定涉及以下方面的标准：（1）通过卫星和电缆的标准返回路径协议。（2）开放式平台。（3）MHEG与 HTTP、 IPV 6 及其他因特网协议的兼容性。（2）美国美国将发展数字电视的重点放在全数字 HDTV。1996 年 12 月 24 日，美国联邦通信委员会（ FCC）批准美国先进电视系统委员会 （ATSC）数字电视规范的主要内容为国家下一代广播电视的标准， 从此 ATSC标准在美国被正式采用。 目前，ATSC标准已达 10 项左右。 加拿大、韩国、中国台湾和阿根

9、廷均 ATSC的数字地面广播标准。 ATSC是一个有近 200 个成员的国际性机构，其任务是制定先进电视系 统的自愿性技术标准。 ATSC数字电视标准包括 HDTV、SDTV、数据广播、多频道环绕声音频和卫星直接接收广播等。其特点是强调覆 盖范围和数据容量，并且侧重于数字电视地面广播。在电缆标准方面，美国有线通信工程师学会（ SCTE）制定的标准框架已定。从美国数字电视发展来看，HDTV通过兼容 SDTV来保证后续发展。（3）日本日本从 70 年代开始所谓“高品质电视系统”（即HDTV）的研究，提出模拟制 HDTV方案并开始开发 1125 线的 HDTV，1988 年成功 地对汉城奥运会进行实

10、况转播。迫于全球特别是美国全数字电视HDTV发展的压力，日本政府于1997 年 3作出了采用数字传输高清晰度电视的建议，提出了综合 业务数字广播（ ISDB）项目，目标是把各种信息集中到同一个信道中广播。 这些信息包括： 活动和静止图像、声音、文字和各种数 据。 ISDB能开展不同的新服务，灵活地将不同业务的数据复接起来， 还具有与通信网和计算机系统的交互性， 此外，日本正在开发称之为超级数字电视（ UDTV）技术，与此同时， NHK等正投入科研力量开发三维立体 HDTV。日本的标准研究制定强调自主，目前正在制定 ISDB 标准，参加标准制定工作的主要有：日本电子工业协会（ EIAJ）的技术标

11、 准中心（ TSC）下设的接收机与记录 / 播放设备、音频声频设备与系统、广播电缆电视系统、无线电通信和广播系统技术标准化委员 会等等。日本采取了卫星广播先行、 地面广播谨慎跟进的做法， 几家电视电视广播网络公司计划于 2000 年 12 月开始通过卫星播送数字电视广播节目， 2003 年开始地面播送数字电视节目。日本广播公司、东芝、日立、JVC、三菱、松下等在内的大公司积极加强数字电视相关技术的研究与开发，1998 年推出了符合 ATSC标准的 HDTV以及相关产品，并推向海外市场。（4）国际情况在国际上，以国际标准化组织/ 国际电工委员会第1 联合技术委员会（ ISO/IEC JTC1）、

12、国际通信联盟（ ITU）、国际电工委员会第 100 技术委员会（ IEC/TC 100 ）和数字音频视频委员会（ DAVIC）等为首的标准化机构积极开展标准化活动，共同构筑数字广 播电视标准化的基础。纵观全球数字广播电视标准化状况，已经形成了 DVB和 ATSC为代表的两大阵营。大多数国家在发展数字广播电视起始阶段都 考虑应用 HDTV，并且兼容SDTV，从而保证后续发展。随着技术的不断进步，市场、产品及至标准之争将会更加激烈。3国内情况面对国际上以欧、 美、日为首的发达国家加快广播电视数字化进程并积极进行全球推广的形势，我国政府十分重视新一代电视的研究开发。 1994 年 11 月，国务院成

13、立了由宋健任组长、 11 个国家部委局组成的研究开发小组。 1996 年，国家科委将高清晰度电 视列为国家重大科技产业工程项目， 成立了“ HDTV总体组”，分别组织了 HDTV战略研究，于 1998 年 6 月联合试验成功我国第一台完全自主开发的高清晰度电视功能样机系统， 并于同年 9 月通过中央电视塔进行高清晰度电视节目的地面广播和演示实验。我国中央电视台的 15 个省、市已 MPEG 2/DVB标准进行卫星数字试播。 1999 年国庆 50 周年之际，中央电视进行了数字电视试播。现在，我国已进入 HDTV发展的二期工程，工作重点是标准制定、关键部件研制、接收机生产，并尽快实现 HDTV向

14、全国试播。在标准化方面， 1999 年 6 月，我国建立了“全国音频、视频及多媒体系统与设备标准化技术委员会”。根据技术委员会该年 度国家标准和待业制修订计划草案，它将在 1999 年至 2000 年间制定数字电视接收机标准 19 项，机顶盒标准 10 项；并且开展高清晰度 电视系统体制标准化研究。 1999 年 5 月还成立了由国家技术监督局牵头，国家计委、经贸委、科技部、广电部、信息产业部参加的数 字电视标准化专家委员会，负责把握体系框架、项目指南和应达到的技术指标并组织验收。而商品化组近期工作之一，也是支持我 国数字电视标准的制定。国家已确定 HDTV标准原则，即以功能样机为基础，参考国

15、外标准建成我国的标准体系。数字广播标准由广电总局起草，它将 基本上等效采用 DVBC，但在个别参数上作了修改，以适合国内网络。“网络机顶盒”已由国家计委立项，广电总局网络中心牵头 ，部分企业参加，将提出有关标准。卫星数字广播电视基本上采用 DVBS 标准已成定局。而一些地区已计划建立集模拟有线电视、数字有线电视、 Internet 网拉入、可视电话等综合双向业务的先导网，这些网的建设大都 DVBC 标准，因而国内已开始考虑有线和地 面广播业务及标准的结合问题。随着国内数字电视技术的进一步，还将提出与我国国情相符的 HDTV/DTV 地面传输标准。四、开展数字电视标准化的建议制定数字电视相关标准

16、，是我国 HDTV二期工程的工作重点之一。它对于将科研成果转化为生产力， 完善并支撑数字电视技术 ，加快我国 HDTV产业化进程具有十分重要的意义。 数字电视技术涉及音视频信号制作、 传输和接收， 是一项庞大的系统工程。我国 HDTV技术开发时间不长，各方面发展尚不均衡，总体上还较为薄弱。因此，在开发标准化时，应当注意做好以下几项工作。1开展 HDTV标准超前研究HDTV涉及众多领域，是一项正在成长和完善中的新技术，具有很大的灵活性。通过这一工作，可以把握国外最新发展动向和 趋势，为国内开展超前标准化作好准备。2建立我国 HDTV标准体系框架标准体系能够反映出标准之间配套协调、 相互储存、 相

17、互制约、相互补充的有机联系。它还可以为编制 HDTV标准制定规则和 计划提供重要依据， 并且宏观上指导标准的贯彻实施。3采用国际标准和国外先进标准当今世界上， 国际标准已成为消防贸易技术壁垒、 便利贸易的有效手段。 世界贸易组织贸易技术壁垒协定 （WTO/TBT）明确 规定：当需要制定技术法规并且已有相应国际标准或者相应部分即将制定出来时， 成员国必须使用这些国际标准或相应部分作为制 定本国技术法规的基础。”在我国、采用国际标准和国外先进标准是一项重要的技术经济政策，是技术引进的重要组成部分。在开 展数字电视标准化时， 我国应当重视这项工作， 自主制定出本国具有国际水平的国家标准，并且力争在这一高新技术中有突破的强 项上出自己的标准，使自己的标准被国际标准化组织接收。 另外，要积极参与国际标准的全过程， 把处于起草阶段的国际标准纳入 本国标准的制定计划，使我国的标准化工作与国际标准化真正接轨并同步进行。4协调