劉忠華

（遼寧省廣播電視傳輸發(fā)射中心201臺，遼寧 北鎮(zhèn) 121300）

1 前言

廣播電視的數(shù)字化對改善圖像清晰度、圖像傳輸質(zhì)量、增加節(jié)目套數(shù)起著非常重要的作用。更為重要的是，它能夠很方便地構筑視頻、音頻、圖像、文字、數(shù)據(jù)為一體的綜合網(wǎng)絡平臺，達到多媒體綜合信息服務的目的。

2 廣播電視數(shù)字化傳輸?shù)膬?yōu)點

2.1 頻道利用率高

數(shù)字壓縮技術是將模擬信號經(jīng)過抽樣、量化，變成數(shù)字信號(即模擬/數(shù)字轉換)，再經(jīng)取樣壓縮編碼，驅除信號冗余度，以一定的壓縮比將信號頻帶壓窄，將其調(diào)制到載波上，這樣就提高了頻譜的利用率。接收則以相反的過程進行：接收、解調(diào)、解碼、數(shù)字/模擬轉換，視頻處理后還原成視頻信號。國際上目前主要有兩種數(shù)字壓縮傳輸標準比較流行，即MPEG-1和MPEG-2。廣播電視系統(tǒng)一般采用MPEG-2標準，它可以將速率為200Mbit/s的數(shù)字視頻信號壓縮到15～15Mbit/s。在這種標準下，如果對壓縮信號采用64QAM調(diào)制方式，則CATV在每個8MHz帶寬的模擬電視頻道內(nèi)能傳送的碼率為37Mbit/s，扣除FEC等因素占用的碼率，凈速率＞32Mbit/s。如果每個頻道平均速率為4～2Mbit/s，則一個8MHz模擬電視頻道就可同時傳輸8～16套電視節(jié)目，10個模擬頻道就能傳輸80～160套電視節(jié)目。省干線上的模擬微波均屬于調(diào)頻(FM)模擬微波，每套電視節(jié)目占有的帶寬為f0±10MHz。實際系統(tǒng)設備帶寬為34MHz，如果壓縮編碼信號采用QPSK調(diào)制和相干解調(diào)方式，則中容量480路數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)速率為34368Mbit/s，它所要求的微波通道傳輸帶寬為f0±85MHz。實際系統(tǒng)設備帶寬也為34MHz，如果每個電視頻道平均速率為8Mbit/s，則省干線上一個模擬頻道就至少可以同時傳輸4套高質(zhì)量的節(jié)目。由此可知，廣播電視數(shù)字化后可以成倍甚至成十倍地增加頻道的利用率。

2.2 接收門限電平低、傳輸距離遠

原廣電部GY/T106-1999標準中提出了有線電視廣播系統(tǒng)技術規(guī)范，下行模擬傳輸系統(tǒng)要求載噪比C/N≥43dB。歐廣聯(lián)(EBU)給出了圖像信號的5級評分標準，若要達到4級以上的良好質(zhì)量，則要求信噪比S/N≥366dB。在模擬信號的傳輸中，為防止信號的衰落，必須有6dB的衰落儲備量，因此模擬調(diào)幅微波傳輸鏈路中系統(tǒng)設計的載噪比C/N必須≥49dB。在模擬調(diào)頻微波傳輸鏈路中，由于S/N存在18dB調(diào)頻改善系數(shù)，所以C/N≥31dB就夠了。

同樣的模擬鏈路，如果采用數(shù)字壓縮編碼方式，中頻調(diào)制器采用64QAM正交幅度調(diào)制，在留有6dB儲備量之后，只需C/N≥28dB就能得到DVD的圖像質(zhì)量。

若采用QPSK相移鍵控調(diào)制，則只需C/N≥18dB就可以得到高質(zhì)量的圖像質(zhì)量。模擬調(diào)幅(AM)微波與64QAM調(diào)制數(shù)字微波相比，門限下降了約20dB；模擬調(diào)頻(FM)微波與QPSK調(diào)制數(shù)字微波相比，也相差約10dB。從上述分析不難得出數(shù)字微波比模擬微波傳輸距離遠的結論。如果原設計模擬MMDS微波傳輸距離為40km，在同樣的有效發(fā)射功率、同樣的天饋、同樣的路由前提下，采用數(shù)字MMDS微波傳輸后，就能輕易地覆蓋100km以上的距離。這樣的覆蓋范圍對一個縣來說已足夠。

2.3 圖像質(zhì)量好，抗干擾能力強

由于采用了數(shù)字濾波、數(shù)字存儲及再生中繼技術，排除了噪聲和失真積累的影響，改善了圖像的信噪比，徹底消除了亮度干擾，接收機的載噪比C/N在門限值以上時，幾乎可以得到無損傷的還原，雖經(jīng)多級中繼、轉發(fā)也不會降低圖像質(zhì)量，因此數(shù)字電視傳輸?shù)膱D像質(zhì)量遠遠高于模擬電視傳輸?shù)膱D像質(zhì)量。

3 微波的數(shù)字改造

數(shù)字技術的飛速發(fā)展，特別是數(shù)字傳輸技術在光纖通訊中的突破性應用，使得光線具有海量傳輸?shù)哪芰?。由于承載業(yè)務上的積壓和有線電視接入網(wǎng)對廣播電視節(jié)目需求的膨脹，模擬微波傳輸從傳輸容量和傳輸質(zhì)量上都不能滿足要求，微波的數(shù)字化改造被提上議事日程。

鑒于微波傳輸不可替代的優(yōu)勢和數(shù)字化微波的諸多優(yōu)點，微波的數(shù)字化改造成為勢在必行。數(shù)字微波的技術體制被確定為同步數(shù)字系列（SDH），允許臨時采用DVB直接復用調(diào)制方式，解決數(shù)字化過渡問題。這是國家廣電總局在微波數(shù)字化改造指導意見中提出的。

SDH（Synchronos Digital Hierarchy）設備本身不屬于微波設備范疇，它是一種將各種不同速率的數(shù)據(jù)流匯集、交換和分配的復接設備，可以把它看成是集裝箱的作用。由于這種復接方式將數(shù)據(jù)流管理、維護與荷載區(qū)分成兩個部分，以便各種不同速率的被傳送的數(shù)據(jù)流可以方便地下載和上載即交叉鏈接（DXC），省卻了準同步數(shù)字系列（PDH）需要的大量復接設備，既節(jié)省了費用又方便了使用。

數(shù)字光纜傳輸和數(shù)字微波傳輸都可以采用SDH技術。我國的廣播電視光纜傳輸網(wǎng)就是采用SDH傳輸方式。微波數(shù)字化改造后必須與光纜互聯(lián)、互通、互為備份，則必須也采用SDH技術。SDH設備在數(shù)字微波中的作用，從圖1微波中繼站的基本模型中可見。

圖1 微波中繼站的基本模型

SDH設備以下部分的設備配置形式，以SDH45Mbit/s接口信號為例，如圖2。

圖2 SDH設備以下部分的設備配置形式

由圖2可知，SDH以上的傳轉電路可以是微波，也可以是光纜。SDH以下的設備配置（含SDH設備）無論在微波電路還是光纜電路都是一樣的。

臨時采用DVB直接復用調(diào)制方式作為過渡方案，保留了原微波站的模擬微波信道機、天饋線和電源系統(tǒng)，僅對模擬微波的調(diào)制解調(diào)器以下部分作更換，增加數(shù)字調(diào)制解調(diào)器、編解碼器、ASI復接器。它的基本模型以端站為例，如圖3。

圖3 DVB直接復用調(diào)制方式

采用DVB直接復用調(diào)制方式的優(yōu)點是一次性投入減半，投資條件改善時可進行二次改造，只要更換微波設備，增加SDH復接器和網(wǎng)管監(jiān)控系統(tǒng)等，與第一次改造中投入的編解碼器、復接器等可以組成完全的SDH微波。它的缺點是無法和光纜傳輸網(wǎng)在TS流層面上互為備份，只能在信號源層面上起到備份作用。

總之，廣播電視的數(shù)字化包含數(shù)字終端設備(如電視機等)和數(shù)字信息傳輸設備(如光纖傳輸、衛(wèi)星傳輸、地面微波傳輸?shù)仍O備)。數(shù)字化廣播電視為有線電視的發(fā)展提供了無限廣闊的前景。微波同光纖網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)互聯(lián)互通，可形成業(yè)務合理分配、互為備份、安全可靠的廣播電視傳輸網(wǎng)絡，成為確保安全播出的重要戰(zhàn)略資源

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