數(shù)字有線電視系統(tǒng)

1、1,數(shù)字電視傳輸技術,中國傳媒大學寬帶網絡研究所金立標 博士,中 國 傳 媒 大 學,2,內容概述,數(shù)字電視基礎數(shù)字電視系統(tǒng)關鍵技術地面數(shù)字電視傳輸技術IPTV數(shù)字電視技術,3,第一部分 數(shù)字電視基礎,4,數(shù)字電視基礎,數(shù)字電視系統(tǒng)基本構成,5,數(shù)字電視基礎,1.1、基本概念信道與帶寬信道可以分為兩種：傳輸模擬信號的稱為模擬信道傳輸數(shù)字信號的稱為數(shù)字信道 。信道所能傳送信號的頻率寬度，稱為帶寬。理想帶寬實際帶寬

2、,6,數(shù)據(jù)傳輸速率比特率：單位是bit/s簡寫b/s或bps，表示每秒傳輸多少個二進制元素。波特率：也就是符號率，每秒傳輸?shù)姆杺€數(shù)。R=Blog2N（b/s），其中R是比特率，B是波特率，N是n比特的符號數(shù)。 符號率＝帶寬/1+a，a為升余弦滾降系數(shù)。,數(shù)字電視基礎,7,數(shù)字電視基礎,數(shù)字電視分類PDTV：比特率為1～2Mbps，顯示清晰度約300線；SDTV：比特率為3～8Mbps，清晰度為350～600線；HDTV：

3、比特率為18～20Mbps，顯示清晰度為800～1000線。注：以上比特率為MPEG－2壓縮后速率。,8,數(shù)字電視基礎,有線數(shù)字電視標準 DVB-C ATSC-64QAM ATSC-16VSB ISDB-C調制方式 16-64QAM 64QAM 16VSB 64QAM帶

4、 寬 8MHz 6MHz 6MHz 6MHz傳輸速率 31.64Mb/s 41.34Mb/s 43.05Mb/s 30.31Mb/s滾降系數(shù) 15% 15% 11.5%

5、 18%糾錯編碼 RS(204,188) RS(128,122) RS(207,187) RS(204,188)壓縮方式 MPEG-2,9,1.2、模擬信號的數(shù)字化抽樣：時間上連續(xù)的取值變?yōu)橛邢迋€離散取值。 量化：幅度上無限多種連續(xù)的樣值變?yōu)橛邢迋€離散值 。編碼：用n比特二進制碼來表示已經量化了的取樣值。傳輸速率：傳輸速率=取樣

6、頻率fs×量化比特數(shù)。,數(shù)字電視基礎,10,數(shù)字電視基礎,1.2、模擬信號的數(shù)字化,模擬信號,數(shù)字信號,11,數(shù)字電視基礎,數(shù)字電視信號的碼率（未壓縮）標準清晰度數(shù)字電視（SDTV）： 在ITU-R601標準中，采用10bit量化時， 亮度信號的碼率為 取樣頻率 X 量化比特數(shù) = 13.5MHz X 10bit = 135Mbps 2個色差信號的碼率為

7、2 X 6.75MHz X 10bit = 135Mbps SDTV的總碼率為 亮度信號碼率 + 2個色差信號碼率 = 135Mbps + 135Mbps = 270Mbps,12,數(shù)字電視基礎,高清晰度電視（HDTV）： 在SMPTE274M數(shù)字電視標準中，采用10

8、bit量化時， 亮度信號的碼率為 取樣頻率 X 量化比特數(shù) = 74.25MHz X 10bit = 742.5Mbps 2個色差信號的碼率為 2 X 37.125MHz X 10bit = 742.5Mbps HDTV的總碼率為 亮度信號碼率 + 2個色差信號碼率 = 742.5Mbps + 742.5Mbps

9、 = 1485Mbps,13,數(shù)字電視基礎,1.3、信源編碼,14,數(shù)字電視基礎,1.3、信源編碼,15,數(shù)字電視基礎,1.3、信源編碼數(shù)據(jù)壓縮的可能性壓縮過程：去除圖像中與信息無關或對圖像質量影響不大的部分，即冗余部分。電視信號中存在很多這樣的冗余部分，這就為壓縮提供了可能性。電視信號的冗余性表現(xiàn)在以下幾個方面：空間相關冗余 時間

10、相關冗余,16,數(shù)字電視基礎,1.3、信源編碼數(shù)據(jù)壓縮的方式MPEG-1：典型應用如VCD等家用數(shù)字音象產品。最高編碼速率1.8 Mb/S。MPEG-2MPEG-4： 主要是針對多媒體交互應用等通信領域：是低比特率下的多媒體通信。H.264：在相同的SNR下，平均碼流H.264比MPEG-4降低41%，比MPEG-2降低67%（一套SDTV/6Mbps降低為1.98Mbps),17,1.4、信道編碼糾錯：在信道編碼過程中將

11、附加數(shù)據(jù)加于數(shù)據(jù)流之中，在接收端通過校驗位來發(fā)現(xiàn)有錯誤的數(shù)據(jù)字，并給予糾正。交織：編碼時將數(shù)據(jù)碼流按已定義的規(guī)則“攪亂”，在接受端再將那些“攪亂”的數(shù)據(jù)字按相反的規(guī)則重新排列，恢復出原始次序。,數(shù)字電視基礎,18,數(shù)字電視基礎,1.5、調制傳輸基帶信號變?yōu)轭l帶信號，頻譜搬移；便于遠距離傳輸；QPSK、QAM、OFDM。,19,第二部分 數(shù)字電視系統(tǒng)關鍵技術,數(shù)字電視前端平臺,21,數(shù)字電視前端硬件平臺 －2.1MPEG-2編碼

12、器,2.1.1 TS碼流的形成,PS復用,PES,ES,數(shù)據(jù)編碼器,TS復用,22,數(shù)字電視前端硬件平臺 －2.1MPEG-2編碼器,PS碼流：包的長度可變抗誤碼能力低適用于相對誤碼低的環(huán)境，如存儲、制作DVD等TS碼流包的長度固定，188字節(jié)抗誤碼能力較高可用于相對較差的信道環(huán)境，如傳輸?shù)?23,數(shù)字電視前端硬件平臺 －2.1MPEG-2編碼器,2.1.1 TS碼流的結構,24,2.1.2編碼速率 MPEG-2

13、編碼器可由用戶選擇，把一個頻道的電視信號壓縮成2~15Mbps等的數(shù)字信號。壓縮為6MB/S和8MB/S的圖象與沒有壓縮的圖象基本沒有區(qū)別，但在壓縮為4MB/S以下的快速體育運動圖象上，則能看到圖象的缺陷。,數(shù)字電視前端硬件平臺 －2.1MPEG-2編碼器,25,數(shù)字電視前端硬件平臺 －2.1MPEG-2編碼器,2.1.3、設備選型,26,數(shù)字電視前端硬件平臺 －2.1MPEG-2編碼器,常用接口同步并行接口（SPI）異步串行接

14、口（ASI）串行數(shù)據(jù)接口（SDI）,27,2.1.4編碼器的使用 一套節(jié)目對應一路MPEG-2編碼器；輸入音視頻信號，輸出TS流；ASI接口；SDH來的是TS流，無需MPEG-2編碼器；SDH是DS-3或E3接口，需適配器轉換為ASI接口；增加MPEG-2編碼器，還是增加數(shù)字衛(wèi)星接收機？如果衛(wèi)星上的節(jié)目下來就是模擬的，那只能采用編碼器。,數(shù)字電視前端硬件平臺 －2.1MPEG-2編碼器,28,數(shù)字電視前端硬件平臺－2.2

15、數(shù)字衛(wèi)星接收機,2.2.1概述 我國上星的數(shù)字電視節(jié)目采用的是QPSK調制方式 ，數(shù)字衛(wèi)星接收機都是QPSK解調 。有的雖然是接收衛(wèi)星上的數(shù)字節(jié)目，但是輸出的還是模擬的音視頻信號，不是真正的數(shù)字接收機。數(shù)字衛(wèi)星接收機是直接輸出TS碼流；還有一種就是既能輸出模擬信號，又能輸出數(shù)字的TS碼流。,29,2.2.2 QPSK調制原理,,數(shù)字電視前端硬件平臺－2.2數(shù)字衛(wèi)星接收機,30,,數(shù)字電視前端硬件平臺－2.2數(shù)字衛(wèi)星接收機,31,

16、,數(shù)字電視前端硬件平臺－2.2數(shù)字衛(wèi)星接收機,32,2.2.3節(jié)目速率舉例上星的節(jié)目采用QPSK調制解調方式，假設采用的基本碼率4.42MBPS，以及RS (204，188)、3/4卷積碼、QPSK調制方式 。其中4.42為符號率，也就是碼率；由于采用QPSK，所以一個符號需要用2個比特來表示；RS編碼為（204，188），表示有效數(shù)據(jù)為188個字節(jié)，有（204－188＝16）個字節(jié)用于冗余糾錯。卷積碼的效率為3/4。由此可以算出

17、節(jié)目的傳輸速率：4.42×2×3/4×188/204 =6.11 Mbps,數(shù)字電視前端硬件平臺－2.2數(shù)字衛(wèi)星接收機,33,2.2.4 SCPC/MCPC SCPC是單路單載波傳輸方式，每個載波只傳輸1套廣播電視信號，這樣一個轉發(fā)器內同時存在多個載波，其特點是各套節(jié)目可在不同地點上星。 MCPC是多路單載波傳輸方式，每個載波可同時傳輸多套廣播電視信號，特點是1個轉發(fā)器只有1個載波，頻帶和功率的利用率較

18、高，多套節(jié)目要經復接后在同一地點上星。,數(shù)字電視前端硬件平臺－2.2數(shù)字衛(wèi)星接收機,34,數(shù)字電視前端硬件平臺－2.2數(shù)字衛(wèi)星接收機,2.2.5、設備選型輸入接口：數(shù)字衛(wèi)星高頻頭輸入 輸出接口：DVB標準ASI接口 網管接口：RS-232/以太網接口 支持單節(jié)目碼流(SPTS)或多節(jié)目碼流(MPTS) 對MPTS碼流具有節(jié)目選擇和過濾功能,35,數(shù)字電視前端硬件平臺－2.2數(shù)字衛(wèi)星接收機,帶寬：29.65MHz 信道編碼

19、 CNR門限 傳輸速率 QPSK 14.5 45 16QAM 22 89 64QAM 28 140 256QAM 34 180,36,數(shù)

20、字電視前端硬件平臺－－2.3復用器,2.3.1復用器的作用 對多路節(jié)目（也就是多路節(jié)目的TS流）復用，復用成一路TS流，使得多路節(jié)目能夠在一個頻道中傳輸。在復用的過程中，插入PSI信息和SI信息，重新組合，并且重新分配PID值。用于接收端的解復用和電子節(jié)目指南（EPG）。,37,2.3.2、復用器的原理（1）MPEG-2中的PSI信息 節(jié)目特定信息Program Specific Information（PSI）, 使用了四個

21、表來定義碼流的結構：節(jié)目關聯(lián)表（PAT）：描述多路節(jié)目的復用信息；節(jié)目映射表（PMT）：描述單路節(jié)目的復用信息；網絡信息表（NIT）：描述網絡傳輸?shù)奈锢硇畔?；條件訪問表（CAT）：描述條件接收系統(tǒng)的信息。,數(shù)字電視前端硬件平臺－－2.3復用器,38,2.3.2、復用器的原理節(jié)目關聯(lián)表包含了與多路節(jié)目復用有關的控制信息：用于指出TS流中包括哪些節(jié)目，每個節(jié)目的編號及相應的PMT的位置（PID）；同時還提供網絡信息表（NIT）

22、的位置。PAT丟失，將導致接收端無法解碼TS流中的任何節(jié)目。PAT所在的TS包的PID=0。,數(shù)字電視前端硬件平臺－－2.3復用器,PAT (PID=0),,NIT (PID=16),39,數(shù)字電視前端硬件平臺－－2.3復用器,2.3.2、復用器的原理節(jié)目映射表包含了與單路節(jié)目復用有關的控制信息：指出某一套節(jié)目由哪些節(jié)目流構成，以及這些流的類型（視頻、音頻、數(shù)據(jù)）及位置，即對應的TS包的PID值。同時給出該節(jié)目的節(jié)目時鐘參考

23、（PCR）字段的位置PMT所在的TS包都有自己獨特的PID。,節(jié)目1 PMT,40,數(shù)字電視前端硬件平臺－－2.3復用器,2.3.2、復用器的原理條件接收表（CAT）給出有關條件接收系統(tǒng)的信息，指定授權管理信息（EMM）所在的TS包的PID值及其它相關參數(shù)。CAT所在的TS包的PID=1。網絡信息表（NIT）提供與多組傳送流、物理網絡及網絡傳輸相關的信息，如調諧頻率、編碼方式、調制方式等參數(shù)。PID由PAT指定。,41,數(shù)

24、字電視前端硬件平臺－－2.3復用器,43,數(shù)字電視前端硬件平臺－－2.3復用器,2.3.3、PID沖突問題同一個頻道或同一個復用器不同頻道或不同的復用器,44,數(shù)字電視前端硬件平臺－－2.3復用器,2.3.4、解復用,45,2.3.5、復用器的選型,數(shù)字電視前端硬件平臺－－2.3復用器,46,數(shù)字電視前端硬件平臺－－2.3復用器,續(xù)上表（表格重復間隔）,47,數(shù)字電視前端硬件平臺－－2.3復用器,2.3.6、復用器的安裝調試確定復

25、用幾套節(jié)目：根據(jù)衛(wèi)星接收機和編碼器的輸出速率，復用器的輸入輸出速率，以及QAM調制器的調制方式和符號率來確定。 設置復用器的TS流輸出總碼率； 設置復用器的輸出方式（ASI接口、SPI接口、DS3等）； 設置復用器的輸出TS流的傳輸包的長度（188或204）；,48,數(shù)字電視前端硬件平臺－－2.3復用器,2.3.7、TS碼流的檢測分析根據(jù)ETR101 290標準，可將數(shù)字電視基帶錯誤劃分為三個等級，：第一優(yōu)先級錯誤：會引起解碼

26、器無法進行解碼 ；第二優(yōu)先級錯誤：會損傷已解碼的圖像，或者造成斷續(xù)解碼 ；第三優(yōu)先級錯誤：指示出編碼器、復用器的問題，但不影響解碼，對圖像質量影響較小 。,49,數(shù)字電視前端硬件平臺－－2.3復用器,（1）第一優(yōu)先級錯誤同步錯誤 連續(xù)2個或2個以上的同步字節(jié)（0x47)錯誤，此時應指示同步丟失 ；正常同步后方可進行其它參數(shù)的檢測。傳輸流失去同步，表明傳輸過程中有一部分數(shù)據(jù)丟失，將直接影響解碼后畫面的質量。嚴重的同步丟失現(xiàn)象則

27、表明傳輸中斷，同步字節(jié)出現(xiàn)錯誤。,50,數(shù)字電視前端硬件平臺－－2.3復用器,同步字節(jié)錯誤同步字節(jié)錯誤和同步錯誤的區(qū)別在于傳輸數(shù)據(jù)包長仍為188字節(jié)或204字節(jié)，但同步字頭的標準值0×47被其他數(shù)字代替 ；當出現(xiàn)同步字節(jié)錯誤時，同步字頭的值為其他數(shù)值，表明在傳輸過程中部分數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯誤，可能導致接收時出現(xiàn)馬賽克，嚴重時可能導致解碼器解不出信號。,51,數(shù)字電視前端硬件平臺－－2.3復用器,包識別符PID丟失檢測數(shù)據(jù)流中各套

28、電視節(jié)目的圖像/聲音數(shù)據(jù)是否正確。包識別符PID如果丟失，將導致該套節(jié)目無法正確解碼。視頻碼流或音頻碼流PID的出現(xiàn)頻率不超過5s，原則上，每一個PID可以定義不同的出現(xiàn)頻率,52,數(shù)字電視前端硬件平臺－－2.3復用器,節(jié)目關聯(lián)表PAT錯誤PAT在DVB標準中用于指示當前節(jié)目及其在數(shù)據(jù)流中的位置。如果PAT丟失，將導致解碼器無法搜索到相應的節(jié)目包，使得接收端收不到圖像。如果PAT超時，則解碼器工作時間延長。對于PID為0x0

29、000的TS包，有以下情況之一即為PAT錯誤：包發(fā)送間隔超出0.5s；包中不含表標識符0x00；包中的加擾控制段不是00。,53,數(shù)字電視前端硬件平臺－－2.3復用器,節(jié)目映射表PMT錯誤PMT在DVB標準中用于指示該套節(jié)目視/音頻數(shù)據(jù)在傳輸流中的位置。如果某一套節(jié)目的PMT丟失，將導致解碼器找不到該套節(jié)目視/音頻數(shù)據(jù)，使得接收端收不到圖像或聲音。如果PMT傳輸超時，將影響解碼器切換節(jié)目時間。,54,數(shù)字電視前端硬件平臺－－2.3

30、復用器,連續(xù)計數(shù)錯誤對于每一套節(jié)目的視/音頻數(shù)據(jù)包而言，連續(xù)計數(shù)錯誤是一個很重要的指標。傳輸流包頭連續(xù)計數(shù)不正確，表明當前傳輸流有丟包、錯包、包重疊等現(xiàn)象，將導致解碼器不能正確解碼，圖像出現(xiàn)馬賽克等現(xiàn)象。TS包順序正確，TS包無丟失，同一TS包不出現(xiàn)兩次以上，即無錯誤。,55,數(shù)字電視前端硬件平臺－－2.3復用器,第二優(yōu)先級錯誤 TS流傳輸錯誤：出現(xiàn)傳送錯誤時，TS包頭中的傳送誤碼指示符（設置）為“1”。 PCR錯誤：相鄰PC

31、R之間的時間間隔大于40ms即為PCR重復錯誤。 顯示時間標志PTS錯誤：PTS重復周期超出700ms即為PTS錯誤。 CRC錯誤：關于CAT，PAT，PMT，NIT，EIT，BAT，SDT，和TOT表的CRC檢測顯示對應于這些表的內容是否出錯。,56,數(shù)字電視前端硬件平臺－2.4QAM調制器,2.4.1調制方式的選擇 DVB-S中，采用的是QPSK調制解調方式；DVB-C中，采用的是QAM調制解調方式；DVB-T中，采用的是

32、OFDM多載波調制，每個載波再采用QPSK或者QAM調制。,57,2.4.2調制速率 16QAM調制中，一個符號用4個比特來表示；64QAM調制中，一個符號用6個比特來表示；256QAM調制中，一個符號用8個比特來表示。64QAM的符號率在8MHz最高可以達到6.89MBps，那么最高數(shù)據(jù)傳輸速率為 6.89×6＝41.34Mbps其中有RS編碼，去掉冗余，有效傳輸數(shù)據(jù)速率為41.34×（1

33、88/204）＝38.1MBps。,數(shù)字電視前端硬件平臺－2.4QAM調制器,58,信道編碼 CNR門限 傳輸速率 64QAM 25.5 38.4 128QAM 29.5 43 256QAM 33.5 4

34、9,8MHz帶寬可傳輸?shù)拇a率和節(jié)目數(shù)量,視頻壓縮標準 MPEG-2 壓縮碼率(Mb/s) 8 6 5 4 64QAM最多節(jié)目數(shù) 4 6 7 8 128QAM最多節(jié)目數(shù) 5 7

35、 8 10 256QAM最多節(jié)目數(shù) 6 8 9 12,59,2.4.2 QAM調制原理 正交調幅（QAM）是幅度調制和相位調制的結合，既調幅又調相。QAM是將調制符號調制到一對正交載波上，是二維調制技術。 數(shù)字比特序列被分成兩個序列，以16QAM為例，每4個調制比特分為兩組，每組兩個比特，分別去調制同相正交載波，然后將兩路已調信號相加發(fā)送。,數(shù)字電視前

36、端硬件平臺－2.4QAM調制器,60,2.4.2 QAM調制原理框圖,,數(shù)字電視前端硬件平臺－2.4QAM調制器,61,2.4.2 QAM星座圖,,數(shù)字電視前端硬件平臺－2.4QAM調制器,62,數(shù)字電視前端硬件平臺－2.4QAM調制器,利用星座圖分析故障（1）理想星座圖符號點均在決策邊框內的中心點，說明有良好的相位噪聲、熱噪聲等，因此MER值好。,63,數(shù)字電視前端硬件平臺－2.4QAM調制器,（2）熱噪聲引起的損傷現(xiàn)象：符號點

37、隨機的向外擴展（相對于中心點）,64,數(shù)字電視前端硬件平臺－2.4QAM調制器,（3）相位噪聲引起的損傷（上下變頻器）現(xiàn)象：四個邊角的符號向內旋轉，使方形的星座圖變?yōu)閳A,65,數(shù)字電視前端硬件平臺－2.4QAM調制器,（4）相干干擾（如CTB、CSO等互調失真、侵入噪聲產物） 現(xiàn)象：符號云的中心被掏空，形成圓串,66,數(shù)字電視前端硬件平臺－2.4QAM調制器,（5）I/Q不平衡（前端I/Q調制器、基帶放大器、濾波器造成）現(xiàn)象：星座

38、圖不成方形，I、Q軸即寬、高不等,67,數(shù)字電視前端硬件平臺－－2.5加擾器,加擾器的主要功能： 對指定節(jié)目或者TS流進行DVB加擾 。處理與CA有關的PSI、SI信息，可以是PSI、SI動態(tài)再生 。在TS流中插入EMM（授權管理信息）和ECM（授權控制信息）數(shù)據(jù)流，生成加擾控制字CW。關于其詳細的工作原理在后面的CA系統(tǒng)中給予介紹。,68,組網舉例,CCTV-1的傳送,69,數(shù)字電視的EPG（電子節(jié)目指南）,70,1、EPG

39、概述,1.1、EPG主要功能 為用戶提供節(jié)目指南，與用戶之間實現(xiàn)互動操作； 將節(jié)目單上的原始信息存入數(shù)據(jù)庫 ，從數(shù)據(jù)庫中提取原始數(shù)據(jù)，生成DVB-SI規(guī)定的表，也就是生成SI信息 ；按照一定的周期將SI信息送入復用器 ；復用器將這些表于其他節(jié)目的TS流復用在一起，然后通過QAM調制器后送出。,71,1.2、EPG工作原理 DVB-SI標準的SI信息主要是給用戶端提供設置信息，使接收機能夠自動調諧接收特定的節(jié)目并對節(jié)目進行分組。

40、SI中有傳送的節(jié)目信息，包括節(jié)目的種類，節(jié)目的時間，節(jié)目的來源等等。這些信息包含在表中：節(jié)目群信息表（BAT）、業(yè)務描述表（SDT）、事件信息表（EIT）、時間日期表（TDT）、運行狀態(tài)表（RST）等。,1、EPG概述,72,2、DVB－SI信息,節(jié)目群關聯(lián)表（BAT）：節(jié)目群指一系列相關的節(jié)目（可以不在同一傳輸流中，甚至可以不用同一廣播方式）的集合。BAT用來描述節(jié)目群的名稱、服務組成等。利用BAT可以方便地進行相關節(jié)目或某一

41、類節(jié)目的瀏覽和選擇。Table-ID：0x4A業(yè)務描述表（SDT）描述系統(tǒng)中業(yè)務的名稱、業(yè)務提供者、是否有相應的事件描述、起始時間、持續(xù)時間等；SDT可以描述當前TS流的相應信息，也可以描述其它TS流的相應信息，這由SDT的表標識符（Table-ID）來區(qū)分。SDT（actual TS）：0x42 SDT（other TS）：0x46,73,事件信息表（EIT）包含事件或節(jié)目片斷的有關數(shù)據(jù)，如名稱、開始時間、時間

42、長度、運行狀態(tài)等。EIT有四種，由表標識符來區(qū)分：描述當前TS流的正在或將要播出的節(jié)目 ：0x4E描述當前TS流的計劃播出的節(jié)目 ： 0x50～0x5F描述其它TS流的正在或將要播出的節(jié)目 ：0x4F描述其它TS流的計劃播出的節(jié)目 ： 0x60～0x6F,2、DVB－SI信息,74,2、DVB－SI信息,運行狀態(tài)表（RST）提供某一事件或多個事件的運行狀態(tài)和時間，即某一事件運行或不運行的信息，可用于按時自動切換到指定的事T

43、able-ID：0x71時間和日期表（TDT）給出當前的時間和日期Table-ID：0x70,76,3.1 EPG系統(tǒng)結構EPG系統(tǒng)基本上由三部分構成：EPG中心、EPG信息采集、EPG信息發(fā)布。 EPG采集系統(tǒng)連接各電視臺和ChinaEPG中心，負責將各電視臺的節(jié)目預告信息匯集到ChinaEPG中心 EPG中心整理采集來的EPG數(shù)據(jù)，按照統(tǒng)一格式進行加工，建立EPG數(shù)據(jù)庫，并負責數(shù)據(jù)的維護 EPG發(fā)布系統(tǒng)連接EPG中心和

44、各有線電視臺，將定制的EPG信息按統(tǒng)一格式發(fā)送到各有線電視臺,3、EPG系統(tǒng),77,數(shù)字電視的加擾技術DVB-CA系統(tǒng),78,1.1、授權管理信息EMM授權管理信息（EMM）：一種專有的條件接收信息，指定了用戶或用戶組對業(yè)務或事件的授權等級。 EMM 發(fā)生器從用戶管理系統(tǒng)取得授權信息（用戶標識號、智能卡號、用戶授權信息等）和密鑰，編碼后形成EMM 數(shù)據(jù)包，加密送到復用器中傳送。在接收端，EMM 也用于控制解擾。,一、基本概念,79

45、,1.2、授權控制信息（ECM） 授權控制信息是一種專有的條件接收信息，包含有經安全加密的控制信息和授權信息。ECM 傳送加密后的密鑰和節(jié)目標識、收視條件、加擾算法、提供商等。ECM 是在前端形成的。把控制字發(fā)生器產生的加擾控制字，按一定的數(shù)據(jù)編碼格式加密、打包，送到復用器中傳送。在接收端，ECM 用來控制解擾。,一、基本概念,80,1.5、加擾加擾：指在前端系統(tǒng)的控制字CW的控制下，連續(xù)不斷的對被傳送的全部內容（視、音頻流和數(shù)

46、據(jù)流）進行擾亂，使不用恰當?shù)慕獯a器和密鑰就不能收到正確的信號。加擾的方法是由偽隨機碼發(fā)生器產生的偽隨機序列與原始的傳輸流進行XOR運算，改變被傳輸信息的特征，使信號變?yōu)椴豢深A測的數(shù)據(jù)流。,一、基本概念,81,1.6、控制字CW控制字CW：指用于解碼器中的電子密鑰。解擾的關鍵是必須掌握偽隨機序列發(fā)生器的初始條件，初始條件受控于控制字CW，有了CW 就可以恢復加擾時使用的偽隨機序列，可以實現(xiàn)對信號的解擾。CW是CA 的關鍵，必須可靠

47、的傳輸。CW由前端加密后經網絡傳送到用戶機頂盒的智能卡上，經解密后產生密鑰。為了防止被破譯，CW要不斷改變，一般每隔5—20 秒改變一次。,一、基本概念,82,1.7、同密同密：是一種加擾方式。該方式通過同一種加擾算法和控制字使多個條件接收系統(tǒng)一同工作。這種方式便于多級運營管理，為多級運營商選擇CA 系統(tǒng)提供靈活性（不必大家都使用同一CA 系統(tǒng)）。而每臺機頂盒也只須選用一種CA 系統(tǒng)，不必裝多個CA系統(tǒng)。這樣便于不同的CA 開發(fā)商

48、在同一網絡中公平競爭。,一、基本概念,83,1.8、多密多密：也是一種加擾方式，也稱公共接口CI 方式。是針對接收端機頂盒而言的。在多密方式下，每臺機頂盒通過公共接口CI 對不同的CAS 解密。即用同一臺機頂盒接收不同CA系統(tǒng)的加密節(jié)目。當CA 更換時，僅需更換CA 模塊，不必換盒。從而實現(xiàn)機卡分離。機頂盒是通用的，卡是由不同運用商管理的。,一、基本概念,84,1.9、用戶個人分配密鑰PDK用戶個人分配密鑰PDK：是一個數(shù)列，是

49、機頂盒的唯一地址碼。由CA系統(tǒng)自動生成并嚴格控制，存放在用戶智能卡中。在用戶端，智能卡通過PDK 對EMM和ECM 解密，取出CW，實現(xiàn)對加擾傳輸流的解擾。,一、基本概念,85,二、DVB-CA原理,86,二、DVB-CA原理,2.1、發(fā)送端首先由控制字發(fā)生器產生加擾控制字（CW），提供給加擾器和加密器A。 加擾器根據(jù)提供的控制字（CW），對來自復用器的TS流進行加擾運算。加擾器的輸出結果就是經過加擾打亂了的TS流，控制字就是加

50、擾所用的密鑰。 加密器A接收到控制字（CW）之后，根據(jù)用戶授權系統(tǒng)提供的業(yè)務密鑰對控制字進行加密運算。加密器A的輸出結果就是加了密的控制字，稱為授權控制信息（ECM）。,87,二、DVB-CA原理,業(yè)務密鑰在送給加密器A的同時，也送給了加密器B。它能夠自己產生密鑰，并且能夠對授權系統(tǒng)提供的業(yè)務密鑰進行加密。加密器B的輸出結果就是加了密的業(yè)務密鑰，稱為授權管理信息（EMM）。上面所產生的ECM和EMM信息都送往MPEG-2復用器，與其

51、他的TS流一起進行打包，形成TS流再輸出。,88,二、DVB-CA原理,2.2、接收端解調后的加擾數(shù)據(jù)流經過解擾器解擾，然后送往解復用器 解復用器根據(jù)TS流的包結構，提取出ECM和EMM控制信息 。提取出來的ECM和EMM信息分別被送往智能卡的解密器A和解密器B，然后恢復出加擾控制字（CW），把CW送往解擾器。 恢復控制字的過程非常短暫，一旦恢復出正確的控制字后，解擾器便能正常解擾，把加擾TS流變成正常的TS流,89,三、性能特

52、點,1、節(jié)目管理節(jié)目按頻道預訂（OPPC） 用戶提前購買一個頻道的某一段較長的觀看時間（例如一個月），用戶在這段時間內可以觀看節(jié)目，超過這段時間即無法觀看節(jié)目。 節(jié)目分次預訂（OPPV） 允許用戶提前購買某個節(jié)目的一段時間（例如1個小時），用戶在這段時間內可以觀看這個節(jié)目，超過這段時間即無法觀看節(jié)目。,90,三、性能特點,節(jié)目即時購買（IPPV）用戶首先在IC卡中充入一定的點數(shù)值（等同與金錢），點數(shù)值的多少由用戶自己決定，充值

53、方式可以有多種選擇，包括直接到營業(yè)廳充值、短信充值、電話充值、網上銀行充值等。然后用戶在機頂盒上查看EPG信息，主要是節(jié)目內容、節(jié)目類型、節(jié)目時間和節(jié)目點數(shù)，選擇要購買的節(jié)目。當節(jié)目開始以后如果用戶觀看了此節(jié)目，那么IC卡自動從卡中扣除相應的點數(shù)；如果節(jié)目開始后用戶沒有觀看此節(jié)目IC卡不會作出任何動作。,91,三、性能特點,免費預覽 每種節(jié)目類型都可以設置一定的開始時間為免費預覽時間，是否設定預覽和預覽時間的長短由用戶動態(tài)自由設定

54、。在這段時間內，所有的用戶或者符合某個條件的用戶可以免費觀看節(jié)目。,92,三、性能特點,節(jié)目級別限制（父母控制）對每個產品設置節(jié)目級別，用戶可以在機頂盒上設置IC卡的觀看級別。當用戶設置的IC卡觀看級別小于節(jié)目的級別時，IC卡將禁止用戶觀看節(jié)目。此功能主要是用來防止兒童觀看某些成人級的節(jié)目。當用戶在機頂盒上修改IC卡的觀看級別時需要輸入PIN碼進行驗證，如果通過驗證才可以修改，否則連續(xù)輸入3次錯誤PIN碼，則IC卡鎖定PIN碼。,

55、93,三、性能特點,節(jié)目防盜版保護節(jié)目供應商使用防止錄像功能時可使錄像機錄下的圖象扭曲，但播出的節(jié)目在電視機中收看不會產生任何影響，但如果用戶使用錄像機錄下這個節(jié)目后，使用錄像機播放時圖象將會扭曲變形，無法正常收看。從而保護節(jié)目提供商的利益不被侵犯。(需機頂盒硬件支持),94,四、DVB-CA的應用模式,1、節(jié)目平臺與服務平臺的CA系統(tǒng)基本架構 節(jié)目平臺的加擾節(jié)目碼流傳送到服務平臺后，可采用解密和不解密兩種模式向最終用戶傳輸。 解

56、密模式中，節(jié)目平臺的節(jié)目碼流傳送到服務平臺后被解擾，還原為非加擾的節(jié)目碼流，再被本地CA系統(tǒng)加密后，傳送到用戶。解密模式的條件接收系統(tǒng)結構如下圖所示。,95,四、DVB-CA的應用模式,96,四、DVB-CA的應用模式,不解密模式中，當節(jié)目平臺和服務平臺采用相同的CA系統(tǒng)時，節(jié)目平臺的節(jié)目碼流傳送到服務平臺后不解擾，直接傳送到用戶。不解密模式的系統(tǒng)結構如下圖所示。,97,四、DVB-CA的應用模式,98,基于密鑰的CA系統(tǒng)的不解密模

57、式,五、不解密模式,99,基于算法的CA系統(tǒng)的不解密模式,五、不解密模式,數(shù)字電視機頂盒,,101,第三部分地面數(shù)字電視傳輸技術,102,地面數(shù)字電視 標準,美國 ATSC 8VSB 標準 -- 單載波調制技術優(yōu)點：頻譜效率高、功率效率高；未顧及室內接收、移動接收、單頻網等。歐洲 DVB-T COFDM 標準 -- 多載波調制技術用頻譜效率和功率效率指標換取了支持室內接收、移動接收、單頻網等優(yōu)點。世界上已有 33 個國家或地

58、區(qū)決定采用。日本 ISDB BST-OFDM標準 -- 多載波調制技術ISDB-T 系統(tǒng)和 DVB-T 系統(tǒng)類似，是基于 COFDM技術。RF頻帶分為 13 段，不同段上可傳送不同業(yè)務。OFDM 是寬帶無線傳輸技術發(fā)展的主流方向 無線局域網：IEEE802.11a、IEEE802.16a、HiperLan2新一代（4G）移動通信：OFDM-CDMA、MC/DS-CDMA等寬帶有線通信：ADSL，VDSL，電力線通信,103

59、,性能比較,104,DTMB單頻網系統(tǒng)具體方案,105,DTMB的高清晰度電視廣播,106,DTMB的高清晰度電視廣播,107,DTMB的標準清晰度電視廣播,108,DTMB在一個8MHZ頻道可以實現(xiàn)的業(yè)務,109,移動多媒體廣播需求和現(xiàn)有標準,廣電總局的安排：統(tǒng)一標準、全國漫游中央媒體的節(jié)目（可傳輸20套電視節(jié)目、30套廣播節(jié)目 ）地面增補網絡同頻轉發(fā)衛(wèi)星上的節(jié)目（L波段1452-1492MHz）可適當加入部分當?shù)毓?jié)目（ VHF6

60、-12CH，174-240 MHz ） 地面移動多媒體廣播（DMB）可傳輸10套左右廣播節(jié)目、2套左右電視節(jié)目和信息服務。現(xiàn)有移動多媒體廣播標準,110,現(xiàn)有標準比較1,111,現(xiàn)有標準比較2,112,第四部分IPTV數(shù)字電視技術,113,IPTV與數(shù)字電視系統(tǒng),編碼標準,CDN,雙向接入,EPG,與DVB-C前端接口,機頂盒,后臺技術,114,編碼方式,MPEG－2over IP(TS over IP)IP封裝將占用更大的帶寬

61、在歐洲一些電信運營商使用MPEG-4 over IP采用高效視頻壓縮編碼適合提供點播服務,115,,,,,MPEG-4采用三種視頻編解碼方式，H.264是MPEG4 AVC在 ITU里的名稱 AVC= H.264 = MPEG-4 Part 10,,,Bit Rate,MPEG-24-6Mbps,,,未壓縮的250Mbps,116,CDN技術,117,多播技術,118,IPTV機頂盒,硬件解壓