高清數字電視數據傳輸技術探索

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摘要：現階段，高清數字電視以其良好的音質和清晰的畫質，逐步成為傳媒市場的主流。為確保高清數字電視的品質，應對數據傳輸技術進行合理運用。基于此，本文從高清數字電視數據傳輸技術優勢分析入手，論述了高清數字電視數據傳輸技術的運用，期望通過本文的研究能夠對促進高清數字電視數據傳輸技術的發展有所幫助。

關鍵詞：高清數字電視；數據傳輸；技術運用

1高清數字電視數據傳輸技術優勢

高清數字電視簡稱HDTV，其所采用的傳輸方式為數字信號傳輸，從節目采集、制作、傳輸到接收的全過程均為數字化，正因如此，使HDTV具有超高的清晰度。HDTV除是電視業務外，還是一種DTV標準，它的信號傳播是通過由二進制數字構成的數字流完成的。數據傳輸技術是HDTV的核心技術，其優勢體現在如下幾個方面。1.1高效性。現如今，可以觀看的電視節目大量增多，節目播出頻道也隨之增多。對于傳統電視機而言，其能夠接收的臺比較有限，很多類型的臺無法接收，由此不但使用戶的觀看體驗受到影響，而且使節目的多樣性受限。HDTV的出現使這一問題得到解決，由于它采用的是數據傳輸技術，所以可接收各種不同類型的節目，這是傳統電視無法比擬的優勢，經過壓縮后的數據和信號可以快速傳至HDTV系統中，用戶則可根據自己的興趣愛好對電視節目進行點播和選取，節目源變得更加豐富，用戶體驗顯著提升。1.2高清晰。隨著人們生活品質的不斷提高，對電視節目畫質的清晰度要求也越來越高，很多消費者在選擇電視時將清晰度作為主要標準。雖然傳統電視機的畫質相對比較清晰，但部分細節的處理并不到位。而HDTV采用當前先進的數據傳輸技術，能夠最大限度減輕外界的干擾，避免了數據傳輸時的干擾累積，不僅畫質變得更加清晰，而且雜音也隨之消除[1]。1.3兼容性。HDTV采用的數據傳輸技術具有較大容量，可對模擬信號進行兼容，由此使其具有了兼容性特點。當用戶在普通電視機上加裝高清數字機頂盒后，便能夠接收到數字高清電視信號，從而觀看到相應的電視節目。不僅如此，用戶購買HDTV的同時，可獲得多種服務，進一步優化了觀看體驗。

2高清數字電視數據傳輸技術的運用

2.1數據傳輸網絡的運用。HDTV可以借助網絡對數字信號進行傳輸，電視節目源是以數據流的方式經網絡傳送至用戶終端，在傳輸前，數據流形成能夠被網絡傳輸的碼流，由于碼流無法在傳輸信道中直接傳輸，所以需要進行數據處理，在此基礎上，形成了三種數據傳播方式，分別為有線傳輸、地面傳輸和衛星傳輸。2.1.1有線傳輸網絡。有線高清數字電視傳輸網絡的核心是光纖傳輸技術，通過該技術能夠使高清電視節目數字信號在光纖中進行網絡傳輸。光纖傳輸網絡的速率可以達到2.5GB，由此使其具備了較大的信息容量，同時，光纖對各種電磁噪聲具有較大的阻抗，能夠避免噪聲干擾，可以使數字信號的傳輸質量獲得進一步提升。光纖本身的頻帶能夠達到1.0GHz以上，圖像的帶寬大約在8MHz左右，所以用單芯光纖便可滿一個通道的圖像傳輸要求，不僅如此，光纖在音頻信號的傳輸中也有一定的優勢。通過有線傳輸網絡能夠實現一地一網的目標，用戶只需要借助機頂盒便可以收看到高清數字電視節目[2]。2.1.2地面傳輸網絡。地面傳輸網絡是國內HDTV數據信號傳輸的主要方式之一，它的優勢體現在畫質好、基本不會受到干擾、可提高無線頻譜的利用效率等方面。地面傳輸網絡系統的信號發送端能夠在較短時間內將輸入的數據碼流轉換為可供信道傳輸的信號，這種傳輸方式主要是借助架設在電視臺高點的天線，發射無線電信號覆蓋電視用戶，而用戶通過接收天線和終端設備便可收看高清數字電視節目。同時，為滿足不同的數據傳輸要求，地面傳輸網絡采用了星座映射方式，該方式可將攜帶數字信息的比特序列映射為適用于傳輸的符號序列，星座圖和點映射是其中的關鍵要素，前者為輸出符號全部取值的集合，其中的某個點對應輸出符號的一種取值，后者代表的是輸出比特與星座點之間的映射關系。QAM（正交振幅調制）是星座映射的主要方法，該方法是利用振幅與相位聯合完成信號調制，具體而言，就是將已經調制好的信號振幅與相位隨數字基帶信號變化而變化。2.1.3衛星傳輸網絡。這是目前應用最廣泛的HDTV傳輸方式，通過衛星傳輸網絡可以將制作好的電視信號集中在一個衛星發射站內，利用微波技術對信號進行發射，空中的衛星則會對這些信號進行實時接收，再以微波技術將信號傳輸給用戶，而用戶只需要打開信號接收器，便可獲取電視信號，進而收看到高清電視節目[3]。在衛星傳輸網絡中，微波通信是核心技術，該技術應用的頻段有L、S、C和X，因微波本身的頻率非常高，且波長短，在空中的傳播特性為直線前進，當遇到阻礙時會被反射，所以需要設置中繼站，以此對電波進行放大轉發。2.2數據傳輸標準的運用。在HDTV數據傳輸中應用的傳輸標準有三種，分別為DVB標準、ISDB標準和ATSC標準。下面對這三種標準的具體運用情況進行分析。2.2.1DVB標準的應用。這種數據傳輸標準能夠滿足如下需求：移動接收和室內接收，整個標準由傳輸系統、交互業務系統、接收條件和接口四個部分組成。傳輸系統中運用的標準相對較多，如DVB-S標準、DVB-C標準以及DVB-T標準，等等。每種標準均有自己的特點，其中，DVB-S標準的傳輸覆蓋面積非常大，并且容量也較大，應用范圍廣；DVB-C標準的工頻在10GHz以下，前端能夠從衛星及地面發射站獲得相關的高清數字電視信號，用戶利用高清機頂盒可以獲取相應的電視節目；DVB-T標準是這幾種傳輸標準中最復雜的一種，它的覆蓋效果、傳輸質量均為最佳，也是所有標準中收費最高的。交互業務系統的主要作用是滿足用戶對高清電視節目的收看需要，它是一種服務，采用的是控制信號回傳信道，能夠與其他標準兼容；條件接收與接口是針對付費的高清電視節目，由于此類節目通常會采用加密的方式，解密時需要通過IRD運行解密算法，獲得數據信息。DVB標準之所以在HDTV數據傳輸中得到廣泛應用，除與其能夠傳輸音視頻信號和接收圖文字幕等信息有關外，還因為在DVB-TET下，可按照不同的信息選取不同數據傳輸標準[4]。2.2.2ISDB標準。該標準最大的特點是能夠通過普通信道對各種不同類型的信號進行傳輸，不僅如此，還可以利用不同的傳輸信道對復用信號進行發送。可將ISDB標準的應用優勢歸納為以下幾方面：共同性、靈活性、可擴展性。目前，越來越多的HDTV系統開始應用這種標準，由此實現了多數據業務和多節目信息的傳輸。2.2.3ATSC標準。頻譜效率高、功率峰均比低是ATSC標準最突出的應用優勢，該標準由若干個分離層級組合而成，各個層級均有不同的作用。例如：圖像層可對圖像的形式加以選擇，復用層可對數據進行壓縮處理，傳輸層能夠對信道編碼方案進行確定。2.3數據傳輸技術的運用。在HDTV數據傳輸中，應用較廣泛的技術有以下幾種：信號傳輸技術、轉碼技術、數據處理技術等。下面對這幾種技術在HDTV中的運用進行分析。2.3.1信號傳輸技術的運用。HDTV現已實現全程數字化，因此，通過數據傳輸便可完成信號的收發。在對高清數字電視節目進行制作的過程中，可以應用高清攝像機進行圖像采集，通過數據處理后，便可使采集到的圖像轉化為高清HS-SDI信號，再利用編碼器進行壓縮，就能獲得TS信號，最后借助相關的傳輸網絡，如有線傳輸網絡、衛星傳輸網絡便可將高清數字信號傳輸出去，用戶使用終端設備對信號進行接收后，可觀看高清數字電視節目。2.3.2轉碼技術的運用。在HDTV數據傳輸中，轉碼是較關鍵的環節之一，常用的轉碼方式有兩種，一種是借助軟件和CPU完成信號轉碼，另一種是碼流壓縮。轉碼技術的運用，解決了高清數字信號傳輸帶寬占用大的問題，彌補了MPEG-2的不足。在對轉碼技術進行具體應用時，可采用性能完備的ASIC芯片，實現MPEG-2傳輸流轉換，并在碼流和分辨率一定的前提條件下，對H-264圖像進行快速編碼處理。該技術不僅便捷性高，而且經濟成本較低。通過實際應用發現，轉碼技術在圖像還原中借助Windows系統進行浮點運算，由此使圖像還原效果獲得大幅度提升，從而使該技術不僅能夠在HDTV中進行應用，還能在IPTV中應用[5]。2.3.3數據處理技術。當高清數字信號經編碼后，可被前端快速接收，經過信號處理之后，便可在傳輸網絡中進行傳輸，用戶接收到的信號，能夠直接轉換為相應的高清電視節目。數據處理技術的應用，主要是對信號進行轉換。

3結語

在高清數字電視中，數據傳輸是核心技術，是保證節目音質和畫質的關鍵。為此，應對數據傳輸技術進行合理運用。在未來一段時期，業內的專家學者應加大對數據傳輸技術的研究力度，除對現有的技術進行完善外，還應開發一些新的技術，從而使其能夠更好地為高清數字電視發展服務。

參考文獻：

[1]陳鐵梅.高清電視技術在電視臺機房高清播出技術革新中的價值研究[J].西部廣播電視,2018(12):184.

[2]鄭穎.高清電視技術的發展現狀及存在的問題[J].傳媒論壇,2018(6):22,24.

[3]李晶晶,王梓怡.高清數字電視信號數據傳輸技術與監測方法探析[J].電視指南,2018(4):243.

[4]范成軍.超高清數字電視視頻壓縮編碼技術與發展趨勢[J].電子測試,2017(24):133-134.

[5]梅湘婷.高清數字電視數據傳輸技術創新路徑研究[J].中國管理信息化,2017(16):140-141.

作者:劉冬詠 單位:江蘇有線網絡發展有限責任公司興化分公司