帕孜來(lái)提·吐?tīng)栠d

【摘要】隨著有線電視數(shù)字化的推進(jìn)和國(guó)家對(duì)有線數(shù)字電視技術(shù)的大力支持，我國(guó)傳統(tǒng)的有線模擬電視終將被取代，監(jiān)控工作也將向數(shù)字化領(lǐng)域轉(zhuǎn)化。本文介紹了有線數(shù)字電視的優(yōu)勢(shì)，對(duì)我國(guó)兩種電視技術(shù)監(jiān)控工作中的關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行了描述和探討，對(duì)有線電視傳輸流的監(jiān)控要點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)，分析了有線數(shù)字電視平均信號(hào)電平、載波噪聲比、調(diào)制差錯(cuò)率和誤碼率之間的內(nèi)在關(guān)系。

【關(guān)鍵詞】?jī)?nèi)在關(guān)系;技術(shù)監(jiān)測(cè);指標(biāo)分析;監(jiān)測(cè)要點(diǎn)

中圖分類號(hào)：TN94? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.07..004

同有線模擬信號(hào)對(duì)比，有線數(shù)字信號(hào)有著極大的優(yōu)勢(shì)。隨著大眾對(duì)有線數(shù)字技術(shù)關(guān)注度的提升，本技術(shù)也越來(lái)越成熟，中國(guó)廣電總局隨之發(fā)布了有線模擬信號(hào)向有線數(shù)字信號(hào)過(guò)渡的時(shí)間表。目前我國(guó)數(shù)字有線電視的整體改造工作已基本完成，技術(shù)層面的工作已能滿足人們的日常需求，因而數(shù)字有線電視的發(fā)展重點(diǎn)逐漸轉(zhuǎn)移到服務(wù)層面。所以，為確保有線電視數(shù)字的穩(wěn)定、安全和高效運(yùn)行，有必要建立一套科學(xué)、完善的有線電視監(jiān)控系統(tǒng)，以確保人們能夠正常地享受數(shù)字有線電視帶來(lái)的視覺(jué)服務(wù)。

1. 有線數(shù)字電視

簡(jiǎn)而言之，有線數(shù)字電視就是在制作、接收和播放電視信號(hào)的全過(guò)程中使用數(shù)學(xué)技術(shù)。到目前為止，有線數(shù)字電視已走進(jìn)千家萬(wàn)戶。大多數(shù)電視用戶通過(guò)數(shù)字電視機(jī)頂盒或有線電視網(wǎng)絡(luò)接收信號(hào)。該系統(tǒng)主要由以下幾個(gè)部分組成：數(shù)據(jù)廣播、前端源、SI / PSI產(chǎn)生、復(fù)用干擾、用戶管理、網(wǎng)絡(luò)管理、條件接入和傳輸?shù)茸酉到y(tǒng)及用戶終端。其中最重要的是前端信號(hào)源子系統(tǒng)，主要由衛(wèi)星信號(hào)、存儲(chǔ)廣播、SDH / DWM / IP網(wǎng)絡(luò)、模擬信號(hào)源等部分組成。

2. 監(jiān)測(cè)有線模擬電視信號(hào)的要點(diǎn)

監(jiān)測(cè)有線電視的模擬信號(hào)時(shí)，通常需要監(jiān)控信號(hào)電平質(zhì)量、頻道之間的載波噪聲比、頻道內(nèi)的幅頻特性、V / A電平差、頻道間隔離度等技術(shù)指標(biāo)。與監(jiān)測(cè)有線模擬電視信號(hào)不同的是，監(jiān)測(cè)有線數(shù)字電視信號(hào)并不需要關(guān)注所有指標(biāo)，而主要關(guān)注信號(hào)電平、載波噪聲比和非線性失真等更重要的指標(biāo)，從而降低監(jiān)測(cè)難度提升效率。

2.1 信號(hào)電平

在通信過(guò)程中，信號(hào)通常是從信號(hào)源傳輸?shù)浇邮战K端的。接收終端對(duì)信號(hào)源進(jìn)行解析還原接收的節(jié)目，因此，接收終端設(shè)備必須具備較好的抗干擾能力以防止信號(hào)在傳輸中發(fā)生失真。信號(hào)電平是電視模擬信號(hào)接收器中一個(gè)必不可少的指標(biāo)。但是信號(hào)電平只會(huì)受接收端的信號(hào)電壓和參考電壓分貝比影響，參考電壓一般為1mV。信號(hào)電平主要影響有線模擬電視的圖像質(zhì)量。通常來(lái)說(shuō)，在信號(hào)電平在58dBμV范圍內(nèi)時(shí)，接收到的畫面有很大幾率會(huì)產(chǎn)生雪花，或者接收到的畫面沒(méi)有顏色。但是如果信號(hào)電平超過(guò)836dBμV，又會(huì)發(fā)生非線性失真導(dǎo)致接收到的聲音與畫面錯(cuò)位，更糟糕的是信號(hào)無(wú)法被正常接收。因此，應(yīng)將信號(hào)電平控制在合適范圍內(nèi)，以確保有線電視可以正常運(yùn)行。

2.2 載噪比

載波噪聲比（CNR）也是影響有線模擬信號(hào)的一個(gè)重要指標(biāo)。影響它的主要因素是系統(tǒng)中某一固定點(diǎn)上圖像或者聲音的載波級(jí)和噪聲級(jí)之間分貝比。載波噪聲比（CNR）是能夠充分反映早期噪聲對(duì)信號(hào)影響的因素之一。此外，載波噪聲比對(duì)電視用戶接收到的圖像質(zhì)量也有很大的影響。圖像質(zhì)量隨載波噪聲比的增大而提高，隨載波噪聲比的減小而降低。如果信號(hào)電平在正確的范圍內(nèi)，但用戶接收到的圖像有雪花，這可能是由于信噪比低。因此，為了保證有線數(shù)字電視輸出的圖像質(zhì)量，信噪比應(yīng)高于基本值。在我國(guó)的相關(guān)規(guī)定中，載噪比需要保持大于43db。

2.3 非線性失真

系統(tǒng)中存在的許多非線性器件或者電路，是致使有線電視系統(tǒng)產(chǎn)生非線性失真的主要原因。例如：調(diào)制器、放大器等，這些器件或電路的存在很大程度上會(huì)對(duì)信號(hào)傳輸質(zhì)量造成影響。因此，我們?cè)谶M(jìn)行有線數(shù)字電視監(jiān)控的時(shí)候，必須對(duì)產(chǎn)生非線性失真的原因展開(kāi)分析。

3. 有線數(shù)字電視信號(hào)射頻監(jiān)測(cè)要點(diǎn)

科技的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步將有限數(shù)字電視步步推進(jìn)市場(chǎng)是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。我國(guó)的有線電視模擬信號(hào)終將被有線電視數(shù)字化所取代，并消失在公眾的視線中。所以，為保證電視用戶的需求，監(jiān)控有線數(shù)字的電視信號(hào)成為監(jiān)控工作的主要內(nèi)容之一。日常工作中，要從以下四個(gè)指標(biāo)對(duì)有限數(shù)字的電視信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，分別是：平均信號(hào)電平、載噪比、調(diào)制錯(cuò)誤率、誤碼率和電視信號(hào)傳輸流。

3.1 平均信號(hào)天平

平均電平是指射頻信號(hào)在有效帶寬內(nèi)的平均平方根。由于有線數(shù)字電視采用QAM的調(diào)制方法，不存在圖像載波中心頻率。8MHz頻段的頻譜形狀一般比較平坦，沒(méi)有峰值。我們國(guó)家的有線數(shù)字電視基本都采用QAM64來(lái)進(jìn)行調(diào)制，有線模擬電視退出市場(chǎng)之前，數(shù)字/模擬信號(hào)需要在HFC網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行同時(shí)傳輸。為了保證兩個(gè)不同的信號(hào)在同一網(wǎng)絡(luò)上傳輸時(shí)不會(huì)相互干擾，必須保證平均信號(hào)電平之差在一定的范圍內(nèi)波動(dòng)，這是因?yàn)?，首先，?shù)字電視的抗干擾效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于模擬電視，對(duì)C/N的要求要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于模擬電視信號(hào);其次，數(shù)字信號(hào)的峰值/平均比很高。例如，DVB-C信號(hào)在64QAM調(diào)制模式下的峰值/平均比大于-10dBμV。通常為了減少兩種信號(hào)間的相互干擾及其他頻道干擾，設(shè)置模擬電視的平均信號(hào)電平高于數(shù)字電視的平均信號(hào)電平。具體可參考GY/T221-2006的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)字電視的平均信號(hào)電平范圍為50dBμV～75dBμV之間，在數(shù)字相鄰頻道間調(diào)整電氣平均信號(hào)時(shí)調(diào)整值要不超過(guò)3dBμV，相鄰模擬頻道和數(shù)字頻道間的電氣平均信號(hào)差是-10dB～0dB。

3.2 調(diào)制誤差率

因?yàn)閿?shù)字電視信號(hào)具有較強(qiáng)的抗干擾能力，所以通常情況下小的干擾不會(huì)對(duì)數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生影響，當(dāng)信號(hào)接收連續(xù)干擾并逐漸增加和錯(cuò)誤代碼的數(shù)量超過(guò)糾錯(cuò)碼的糾錯(cuò)能力，就不會(huì)有代碼從而導(dǎo)致圖像馬賽克。我們可以用星座圖來(lái)對(duì)信號(hào)傳輸過(guò)程中的損傷進(jìn)行觀察，當(dāng)調(diào)制錯(cuò)誤率略有降低且星座位于星座的平方范圍內(nèi)時(shí)，誤碼率不受影響;當(dāng)調(diào)制誤碼率嚴(yán)重降低，星座沖擊點(diǎn)超過(guò)平方時(shí)，誤碼率增大。

誤碼率（BER）是指?jìng)鬏斶^(guò)程中的總比特?cái)?shù)和數(shù)字信號(hào)中誤碼率之比。在傳輸過(guò)程中有線數(shù)字信號(hào)無(wú)法避免地會(huì)產(chǎn)生誤差，例如傳輸時(shí)候受到外部干擾，或由于電子元器件的電氣性能不理想從而導(dǎo)致傳輸網(wǎng)絡(luò)中的失真干擾等。在數(shù)字通信系統(tǒng)中，誤碼率可以表明信號(hào)在傳輸中是否受到影響和影響的程度，因此誤碼率也是技術(shù)檢測(cè)工作的重點(diǎn)之一。

3.3 載波噪聲比（CNR）監(jiān)測(cè)

有線數(shù)字信號(hào)是一種調(diào)制傳輸系統(tǒng)，類似于有線模擬信號(hào)，載波噪聲比（CNR）用于測(cè)量信號(hào)質(zhì)量情況。載波噪聲比可以充分顯示有線數(shù)字信號(hào)對(duì)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的重點(diǎn)要求。載波噪聲比越高，信號(hào)質(zhì)量則越好。否則，信號(hào)質(zhì)量就會(huì)變差。不同于有線模擬信號(hào)中載波噪聲比低于43db所造成的“雪花干擾”，當(dāng)載波噪聲比較低時(shí)，有線數(shù)字信號(hào)傳送到接收端，會(huì)使用戶接收到馬賽克畫面，甚至可能發(fā)生圖像干擾或?qū)е陆獯a失敗。

載波噪聲比（CNR）與誤碼率（BER）密切相關(guān)。有線數(shù)字的電視信號(hào)中，傳送到用戶接收終端的載波噪聲比和信噪比的數(shù)學(xué)關(guān)系式如下：S/N=C/N+0.44（db）

根據(jù)國(guó)家的相關(guān)要求，在64QAM情況下，數(shù)字電視運(yùn)行的射頻信號(hào)和噪聲功率比需要大于或等于26dB。

3.4 電視信號(hào)傳輸流監(jiān)測(cè)

對(duì)于有線數(shù)字電視的監(jiān)控工作，監(jiān)測(cè)射頻層不能準(zhǔn)確判斷電視用戶接收的信號(hào)是否有問(wèn)題，必須對(duì)傳輸流進(jìn)行監(jiān)控。etsitr101-290描述了傳輸流監(jiān)控中的三個(gè)優(yōu)先級(jí)，依據(jù)MPEG-2和DVB標(biāo)準(zhǔn)，判斷用戶接收到的最終數(shù)字信號(hào)是否有問(wèn)題。

Tr101-290共有三個(gè)優(yōu)先級(jí)，它主要是用來(lái)描述DVB系統(tǒng)的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)的作用是監(jiān)控傳輸過(guò)程中的碼流是否符合mepg-2和DVB的標(biāo)準(zhǔn)。Tr101-290中所包含的很多參數(shù)，能夠?yàn)橛芯€數(shù)字電視故障點(diǎn)分析提供幫助。以下各段將說(shuō)明TR101-290的三個(gè)優(yōu)先級(jí)。

第一優(yōu)先級(jí)中含有正確解碼所需要的參數(shù)，例如：同步丟失錯(cuò)誤、程序相關(guān)表錯(cuò)誤、包識(shí)別錯(cuò)誤、同步字節(jié)錯(cuò)誤、連續(xù)計(jì)數(shù)錯(cuò)誤與程序比較錯(cuò)誤等;

第二優(yōu)先級(jí)中含有同步后可以保證連續(xù)工作的參數(shù)與需要進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的參數(shù)，例如：循環(huán)冗余校驗(yàn)錯(cuò)誤、數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤、程序參考時(shí)鐘抖動(dòng)錯(cuò)誤、程序參考時(shí)鐘間隔錯(cuò)誤、條件訪問(wèn)錯(cuò)誤和廣播時(shí)間標(biāo)記錯(cuò)誤等;

第三優(yōu)先級(jí)是關(guān)于應(yīng)用的相關(guān)參數(shù)，例如：網(wǎng)絡(luò)信息表的錯(cuò)誤、事件信息表的錯(cuò)誤、非指定PID的錯(cuò)誤、緩沖區(qū)錯(cuò)誤、TDT錯(cuò)誤、數(shù)據(jù)延遲錯(cuò)誤和空緩沖區(qū)錯(cuò)誤等。

在對(duì)數(shù)字電視進(jìn)行監(jiān)控時(shí)，挑選恰當(dāng)?shù)膬?yōu)先級(jí)與參數(shù)是監(jiān)控的基礎(chǔ)。特別是，第一優(yōu)先級(jí)和第二優(yōu)先級(jí)參數(shù)決定了傳輸流是否能夠正確解碼，以及是否會(huì)影響視頻和音頻播放效果，而第三優(yōu)先級(jí)參數(shù)則對(duì)運(yùn)行至關(guān)重要。

4. 結(jié)語(yǔ)

本研究先討論有線數(shù)字電視的發(fā)展及優(yōu)勢(shì)，然后對(duì)目前我國(guó)的兩種電視技術(shù)在監(jiān)控工作中的關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行了比較和討論，最后著重強(qiáng)調(diào)了對(duì)有線數(shù)字電視傳輸流的監(jiān)控。眾所周知，隨科技的進(jìn)步和有線數(shù)字電視技術(shù)的逐步發(fā)展，我國(guó)有線電視的監(jiān)控工作也發(fā)生了顯著變化，所以在監(jiān)控時(shí)就需要分析數(shù)字電視原理結(jié)合實(shí)際來(lái)進(jìn)行監(jiān)控，為確保電視用戶的實(shí)際需求得到滿足，我們需要重點(diǎn)監(jiān)控?cái)?shù)字電視運(yùn)行中的信號(hào)技術(shù)和信號(hào)頻率。

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