第3章有线数字电视的前端播出系统.ppt.ppt

第三章 有线数字电视的前端播出系统 本章主要内容 3.1有线电视前端播出系统概述 3.2数字电视播出系统中的码流复用 3.3码流复用器的综合功能 3.4数字电视的条件接收系统 3.5授权机制及授权“故障”的处理 3.6前端播出设备的故障对机顶盒的影响 3.1有线电视前端播出系统概述 3.1.1数/模并存时期的有线电视播出系统简介 3.1.2模拟电视节目的播出 3.1.3数字电视节目的播出 3.1.4数/模并存期间的频谱配置及节目安排 3.1.1数/模并存时期的有线电视播出系统简介 数/模并存时期的有线电视播出系统的主要特征是：传统的模拟电视信号和不断增加的数字电视信号同时播出，同时传输，其基本结构如下图所示。 3.1.2模拟电视节目的播出 模拟电视节目的播出相对比较简单，如下图顶部所示，主要包括模拟信号源和模拟调制器两大部分。 3.1.3数字电视节目的播出 在目前的数字电视播出系统中，大体上可以分为数字电视信号源、复用、加扰(图中的授权)、调制及各种管理系统等几大部分。 数字电视信号源主要是指经过数字化和压缩编码后的标准TS传输流。由于目前大部分的有线数字电视播出系统中仍然采用MPEG-2的编码方式，因此，这一部分最重要的设备是MPEG－2压缩编码器；从MPEG-2编码器输出的TS传输流没有直接进入QAM调制器，而是增加了复用和加扰(有的称为授权)两个管理环节，这正是作为一个实际运营的有线数字电视播出系统所不可缺少的部分。 模拟电视节目的频谱占用 在目前的有线电视前端播出系统中，模拟电视节目的播出通常采用邻频传输，每隔8MHz安排一套节目，其频谱占用如下图所示。现假设需要传送TV1～TV6的6套模拟电视节目，它们在RF频段中共计需要占用48MHz的频带宽度，而且每个频道必须配一个调制器。如果需要播出30套模拟电视节目，共计需要占用240MHz的频带宽度，必须配置30个调制器。 数字电视节目的频谱占用 在目前的数字电视播出系统中，最典型的应用是“六复一”，即由6个标清数字电视节目(假设为TV1～TV6)复用成一路传输流，然后送给一个64QAM的调制器，占用一个8MHz的模拟标准频道，其频谱占用如右图所示。 3.1.4数/模并存期间的频谱配置及节目安排 为了使模拟电视向数字电视的过渡能够有计划有步骤地进行，广播电视主管部门对过渡期间的频谱分配作了必要的技术规定。要求首先用频分法划定上行、下行通道的频率范围，如下图所示： 模拟向数字电视过渡期间下行通道的频段配置 模拟电视向数字电视的过渡采用分段转换的方式，即现阶段仍保留一定数量的模拟频道，如下图所示的A频段、B1频段和C1频段；最先用于传输数字电视节目的频段为D频段、B2频段和C2频段，逐步向模拟频段扩展，最后实现数字化的为A频段。当接收端的用户都配置了数字电视机顶盒后将停止模拟信号的播出。 3.2数字电视播出系统中的码流复用 3.2.1码流复用器的基本功能及基本原理 3.2.2定码率和一般复用 3.2.3变码率和动态统计复用 3.2.1码流复用器的基本功能及基本原理 复用器最基本的功能就是将多种信源设备(如MPEG-2编码器、卫星接收机、视频服务器、数据广播服务器等)输出的TS流进行优化整合，将它们合并成若干个传输码流，经加扰(加密)处理后送到调制器进行信道编码与调制，最终进入传输网络，基本功能方框结构如下图所示 。 数字前端中的码流复接与发送示意图 在实际的有线数字电视前端系统中，数据码流的复用与转发是很复杂的，尤其是在大型的有线数字电视前端系统中，将涉及数十个甚至数百个节目流、信息流、数据流的分组，汇集和输出，从而构成一个以数据码流的监视、处理与复用为中心的信号处理系统，如下图所示 。 多节目数字码流的复接 将多路数据码流通过分割和拼接最终合并成一个码流的过程称为数字码流的复接，复接的基本单位可以是比特、字节或TS传送包，也可以是音频帧或视频帧。在上一章讨论MPEG-2传输流时曾指出：TS传送包的结构设计应能满足数字电视广播中信号传输的基本需要。其中有一条最基本的要求，即应支持多级编码方案，允许不同类型(视频、音频或数据)、不同制式和不同图像清晰度的码流在同一个传输流中传输。也就是说TS传送包具有“数据集装箱”的特征，可以非常方便地实现多路码流的数据交织、同步和速率调整等。因此，数字电视传输系统在绝大多数情况下都采用TS传送包作为基本的复接单位，各套节目的TS传送包交错分布在一个传输流中，如下图所示 。 影响复用器输出端有用TS流比特率的因素 复接不能以信道的极限速率为准，而只能是以有用TS流比特率为准。可以通过下面的公式进行初步估计： Ru —复用器输出端的有用TS流比特率(包括各种音频数据、视频数据或节目专用信息数据等