DTH Direct To Home 直接到戶
近年來(lái),以數(shù)字壓縮為主的數(shù)字電視技術(shù)得到了飛速發(fā)展,應(yīng)用日益廣泛,其中最為矚目的是衛(wèi)星直播電視(DTH)。當(dāng)前,DTH正在全世界范圍內(nèi)蓬勃發(fā)展,美國(guó)最大的DTH平臺(tái)Direc TV的用戶已達(dá)400萬(wàn)戶,全世界的DTH用戶超過(guò)了1000萬(wàn),并且這一數(shù)字還在飛速增長(zhǎng)。 DTH不僅在歐、美等發(fā)達(dá)國(guó)家得到廣播應(yīng)用,越來(lái)越多的發(fā)展中國(guó)家也已經(jīng)或正在積極開展這一業(yè)務(wù),拉丁美洲、南非、泰國(guó)以及我國(guó)的香港和臺(tái)灣都建立了DTH平臺(tái),并取不少成功的商業(yè)應(yīng)用。DTH的飛速發(fā)展已引起了業(yè)內(nèi)人士愈來(lái)愈強(qiáng)烈的興趣,在1998年的BIRTV展覽會(huì)上成為一大熱鬧話題,休斯電子國(guó)際公司總裁張鎮(zhèn)中先生特邀做了專題報(bào)告,詳細(xì)介紹了全球DTH業(yè)務(wù)的發(fā)展概況?梢哉f(shuō),DTH必將在下一世紀(jì)引起廣播電視的一次革命。
實(shí)際上,利用衛(wèi)星傳輸數(shù)字電視有兩種方式,一種方式是將數(shù)字電視信號(hào)傳送到有線電視前端,再由有線電視臺(tái)轉(zhuǎn)換成模擬電視傳送到用戶家中,我國(guó)目前的壓縮上星傳輸采用的就是這種方式;另一種方式是將數(shù)字電視信號(hào)直接傳送到用戶家中,既DTH方式。這兩種方式的主要區(qū)別是第一種方式轉(zhuǎn)發(fā)器功率較小,需要較大的接收天線;而DTH方式轉(zhuǎn)發(fā)器功率較大,可用較小的天線接收(一般在1米以下),普通家庭可以使用。除接收天線不同之外,兩種方式最本質(zhì)的區(qū)別在于,DTH方式可以提供直接到戶的用戶授權(quán)和加密管理,開展數(shù)字電視、高清晰度電視等多種類型的先進(jìn)電視服務(wù),不受中間環(huán)節(jié)的限制。此外,DTH方式還可開展許多電視業(yè)務(wù)之外的數(shù)字信息服務(wù),如高速Internet下載等,在電視與電腦、電信日益融合一體的今天,這一點(diǎn)成為重要,美國(guó)DirecTV平臺(tái)上就成功地開展了DirecPC數(shù)據(jù)服務(wù)。
DTH目前國(guó)際上存在兩大標(biāo)準(zhǔn):歐洲標(biāo)準(zhǔn)――DVB-S和美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)―― DigiCipher。
一個(gè)典型的DTH系統(tǒng)由六個(gè)部分構(gòu)成:
一、前端系統(tǒng)(Headend)
前端系統(tǒng)主要由視頻音頻壓縮編碼囂、復(fù)用器和市制器組成。由于衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器租金非常昂貴,因此前端系統(tǒng)最重要的任務(wù)是提高壓縮倍數(shù),在有限的轉(zhuǎn)發(fā)器頻帶上盡可能地傳送更多的節(jié)目。
利用衛(wèi)星傳送多套節(jié)目有兩種方式:SCPC方式和MCPC 方式,DTH采用MCPC方式。在MCPC方式中,除按MPEG-2對(duì)視頻音頻信號(hào)進(jìn)行壓縮,動(dòng)態(tài)統(tǒng)計(jì)復(fù)用這一新技術(shù)的作用顯得尤為重要。動(dòng)態(tài)統(tǒng)計(jì)復(fù)用是一種可實(shí)時(shí)在多套節(jié)目間根據(jù)需要分配帶寬的技術(shù),對(duì)提高頻帶利用率具有很大作用,因此各編碼器廠商都將相當(dāng)大的力量投入到開發(fā)動(dòng)態(tài)統(tǒng)計(jì)復(fù)用的技術(shù)中。動(dòng)態(tài)統(tǒng)計(jì)復(fù)用算法目前尚無(wú)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),各廠商均有各自的獨(dú)到技術(shù),本次BIRTV展覽會(huì)上,各編碼器廠商紛紛向觀眾展示了各自的動(dòng)態(tài)統(tǒng)計(jì)復(fù)用技術(shù)。
英國(guó)的NDS公司展示了最新型的E5610編碼器和Reflex復(fù)用器,統(tǒng)計(jì)復(fù)用采用的一次編碼的方式,通過(guò)前一幀或前一個(gè)“Slice”圖像的碼率變化來(lái)調(diào)整后續(xù)圖像編碼時(shí)的量化步長(zhǎng),即采用跟蹤方式來(lái)預(yù)測(cè)碼率的變化。
美國(guó)Divicom公司推出了最新的MV40編碼器和MN20復(fù)用器,統(tǒng)計(jì)復(fù)用采用的“前瞻”方式,即采用二次編碼方式。MV40中使用了3個(gè)C-Cube的E4編碼芯片,進(jìn)行二次編碼,第一次編碼過(guò)程用于預(yù)測(cè)最佳編碼碼率,第二次編碼過(guò)程根據(jù)第一次的預(yù)測(cè)結(jié)果調(diào)整編碼時(shí)的量化步長(zhǎng)。
上述兩種形態(tài)統(tǒng)計(jì)復(fù)用技術(shù)的性能有所差異,從統(tǒng)計(jì)的準(zhǔn)確性上看,一次編碼方式需要進(jìn)行預(yù)測(cè),不可避免將存在一定的預(yù)測(cè)誤差,,而“前瞻”方式不存在這種預(yù)測(cè)誤差,統(tǒng)計(jì)的準(zhǔn)確性較高;從編碼延時(shí)看,一次編碼方式的延時(shí)較短,“前瞻”方式則要長(zhǎng)的多。另外,一次編碼方式有一個(gè)重要的性能指標(biāo),就是一幀之間編碼碼率的最大可變范圍,上述NDS編碼系統(tǒng)中的此項(xiàng)指標(biāo)為0.7Mbit/s~Mbit/s。
目前,國(guó)際上最先進(jìn)的統(tǒng)計(jì)復(fù)用技術(shù)已可將十套標(biāo)準(zhǔn)電視節(jié)目壓縮至20Mbit/s以內(nèi),這意味著可在一個(gè)27MHz的衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器上轉(zhuǎn)發(fā)多達(dá)10套電視節(jié)目,大大節(jié)省了轉(zhuǎn)發(fā)器的資源,具有顯著的實(shí)用價(jià)值。
二、傳輸和上行系統(tǒng)(Uplink)
傳輸和上行系統(tǒng)包括從前端到上行站的通信線路以及上行設(shè)備。從前端到上行站的節(jié)目傳送方式有兩種:中頻傳送方式和數(shù)字基帶傳送方式。采用中頻傳送方式時(shí)市制器放在前端,便于監(jiān)看和集中管理;而采用數(shù)字基帶傳送方式則有可能在一路光纖中傳送多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器上的節(jié)目,兩種方式各有優(yōu)缺點(diǎn),需根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況選擇。
三、條件接收系統(tǒng)(CA:Conditiona/Access)
條件接收系統(tǒng)有兩項(xiàng)基本功能:
通過(guò)加擾方式對(duì)節(jié)目碼流進(jìn)行加密;
對(duì)節(jié)目和用戶進(jìn)行授權(quán)。
目前國(guó)際上DTH平臺(tái)常用的條件接收系統(tǒng)有:NDS、Irdeto、Access、NagraVision、GI 、TV/COM等。
條件接收系統(tǒng)通過(guò)復(fù)用囂與前端系統(tǒng)連接,產(chǎn)生三種信息,如圖2所示。
控制字用于控制加擾器所生成的偽隨機(jī)序列。
EMM是與用戶授權(quán)相關(guān)的信息。
ECM是與節(jié)目授權(quán)相關(guān)的信息。
EMM和ECM隨節(jié)目碼流一起傳送至接收機(jī)中。
用戶管理系統(tǒng)(SMS:Subsciber Management System)
用戶管理系統(tǒng)是DTH平臺(tái)的心臟,主要執(zhí)行下列功能:
登記和管理用戶資料。
包裝和收買節(jié)目。
制定節(jié)目計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)用戶進(jìn)行收費(fèi)。
DTH平臺(tái)的市場(chǎng)預(yù)測(cè)和市場(chǎng)營(yíng)銷。
用戶管理系統(tǒng)包括存有各種用戶和節(jié)目信息的數(shù)據(jù)為管理系統(tǒng)和有許多負(fù)責(zé)解答用戶咨詢的用戶服務(wù)代表(CSR)的用戶呼叫中心構(gòu)成。
四、衛(wèi)星
DTH平臺(tái)中采用的是大功率的廣播或通訊衛(wèi)星。雖然國(guó)際上一般都認(rèn)為DTH應(yīng)采用大功率的直播衛(wèi)星(BSS),但到目前為止,國(guó)際上僅有三個(gè)DTH平臺(tái)采用了BSS,其余的均采用大功率的通信衛(wèi)星(FSS)。目前我國(guó)上空可用DTH的大功率衛(wèi)星有兩顆:金諾1號(hào)和亞太I(xiàn)I R,它們均是FSS衛(wèi)星。
五、用戶接收系統(tǒng)
。模裕扔脩艚邮障到y(tǒng)由一個(gè)小型衛(wèi)星接收天線和綜合接收解碼器(IRD)及智能卡(Smart Card)組成。
。模裕扔脩艚邮仗炀的一般不超過(guò)1米,通常在0.5~0.6米左右,可放置于普通家庭中。
。模裕戎械模桑遥呢(fù)責(zé)四項(xiàng)主要功能:
解碼節(jié)目碼流,并輸出到電視機(jī)上。
利用智能卡中的密鑰進(jìn)行解密。
接收并處理各種用戶命令。
下載并運(yùn)行各種應(yīng)用軟件。
需要注意的是,DTH中的IRD已不僅是一個(gè)硬件設(shè)備,它還包括了大量的操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件。隨著業(yè)務(wù)和功能 的擴(kuò)展,IRD軟件系統(tǒng)的作用越來(lái)越顯著,目前國(guó)際上較為成功的產(chǎn)品是Open TV.