有线数字电视基础知识

一、有线电视概述
1、电视信号的传输形式
就电视技术的原理而言，传送活动景像的电视系统，通常由摄像、信号处理、传输、显像等部分组成。图像信息的顺序传送原理，是电视信号产生的基础。其基本方法是将要传送的图像分解为许多像素，将各像素的特征，如亮度和颜色按一定的顺序和方法转变为电信号的幅度和时间序列，依次传送和处理，并附加表示各像素相对位置的特征信号——同步信号，以便于在接收端电—光信息还原时像素的再现定位，这就是电视技术中电视信号的产生原理。对于这种包含全部图像信息的全电视信号，其传输的基本形式可分为以下三种方式。
（1）基带传输
是通过传输线或其它媒介直接传输基带信号。一般应用在视频设备比较集中的地方。
（2）无线电视传输
即将基带电视信号和伴音信号通过幅度调制的信号变换处理方法，调制在射频载波上，以便由后者通过适当的天线以高频电磁波形式幅射出去。
对于无线传输方式的接收端来说，要通过各种形式和规模的接收天线设施来提高接收信号的强度和质量，信号还原的水平因人因地而异，不能做到一致的效果和普遍的稳定。
（3）有线电视传输
将一定幅度的全电视信号经射频调制处理后，把具备全部声像信息特征的射频载波信号，通过有形的传输媒介，如同轴电缆、光纤等介质构成的线路网络形式来进行传输处理的方式。由于无线广播电视因其固有的开路发射特点而带来的种种弊端，如节目源增加要扩展频道的数量，其结果又受到频率分配的限制。而有线电视可以在前端演播室利用录像机等设备的视频节目，以及卫星电视信号、微波中继信号等各类基带视听信息加以选择、处理、解调、调制等，再经电缆分配系统传送给闭路系统网络内所覆盖的广大用户。这种不受频率使用法规的局限、不受自然环境干扰的电视信号传输形式，得到了迅速的发展，支持其设施发展的基础产业也逐渐形成，推动了用同轴电缆作为传输线路媒体并具有处理多路多功信号特点的电缆电视系统。随着光纤设备的技术运用，网络的覆盖途径和范围更加扩大，系统的功能和网络管理又列入了自动调节控制技术，智能型计算机技术和各种辅助工程技术，在有线电视系统信息来源的新技术运用方面发展也很快。因此，作为一种信息传输的有效手段，有线电视还在信息社会需求中不断地发展变化。而电视信号的传输形式最终将突破现有各类形式向更市制阶段发展，以适应未来社会对电视信息的新要求。
2、有线电视系统的组成
目前，我国的有线电视系统一般都是由信号源和机房设备、前端设备、传输网络、分配网络、用户终端五个部分组成的整体系统。
（1）信号源和机房设备。有线电视节目来源包括卫星地面站接收的模拟和数字电视信号，本地微波站发射的电视信号，本地电视台发射的电视信号，上行电视信号和数据等。为实现信号源的播放，机房内应有卫星接收机、模拟和数字播放机、多功能控制台、摄像机、特技图文处理设备、编辑设备、视频服务器，用户管理控制设备、数字信号处理设备等。
（2）前端设备。前端设备是接在信号源与干线传输网络之间的设备。它把接收来的电视信号进行处理后，再把全部电视信号经混合器混合，然后送入干线传输网络，以实现多信号的单路传输。前端设备输出信号频率范围可在5MHz—1GHz之间。前端输出可接电缆干线，也可接光缆和微波干线。
（3）传输网络。传输网络处于前端设备和用户分配网络之间，其作用是将前端输出的各种信号不失真地、稳定地传输给用户分配部分。传输媒介可以是射频同轴电缆、光缆、微波或它们的组合，当前使用最多的是光缆和同轴电缆混合（HFC）传输。
（4）分配网络。有线电视的分配网络都是采用电缆传输，其作用是将放大器输出信号按一定电平分配给楼栋单元和用户。
（5）用户终端。用户终端是接到千家万户的用户端口，用户端口与电视机相连。目前，用户端口普遍采用单口用户盒或双口用户盒，或串接一分支。未来用户终端包括机顶盒、电缆调制解调器、解扰器等。
二、数字电视有线传输
1、何谓数字电视？
数字电视是指包括节目摄制、编辑、发送、传输、存储、接收和显示等环节，全部采用数字处理的全新电视系统。也可以说数字电视是在信源、信道、信宿三个方面全面实现数字化和数字处理的电视系统。
2、何谓数字化电视？
数字化电视（或者叫数码电视）在现有模拟彩色电视机的电路中采用了多种数字化处理技术，例如：数码100HZ扫描技术、3D/5D数字化图像处理技术、I2C数字总线技术、数字画中画技术、NICAM数字伴音技术等。采用了这些数字处理技术的彩色电视机，获得了更好的图像、声音质量，增加了电视机的功能。从本质上讲，数字化的电视仍属于模拟电视的范畴。
3、数字电视与模拟电视相比有哪些优点？
与模拟电视相比，数字电视有如下优点：
（1）图像传输质量较高，距离远。模拟电视图像信号在传输过程中，要受到传输信道特性（幅频特性、微分增益、微分相位特性）和噪声干扰等的影响，质量不高，而且经过多次转换传输，通道特性和噪声干扰等影响积累，导致图像质量的进一步下降，而这些影响对于数字电视信号来说，有些是不存在的。数字电视信号在传输过程中，多次中继（或复制）后不会发生干扰和噪声的积累，同时可采用纠错编码技术，收端图像质量较好，基本保持与发端一致，且传输距离不受限制。
（2）频道资源利用率高。频谱资源是重要的国家资源，模拟电视的频谱资源有限，一套模拟电视节目要占用36MHz带宽的卫星转发器，占用8MHz的地面电视广播和有线电视频带。而数字电视采用压缩编码技术，在36MHz的卫星转发器中传送5套SDTV节目，显示清晰度约400线，在一个8MHz频道内传送4套以上的SDTV节目。
（3）提供全新的业务，实现高速数据传输。在数字电视通信中可以互不干扰地同时传送文字、数据、语音、静止图像等多种数字信息。数字电视网可与电脑网、电信网互连互通，不仅使信息源更为丰富，还可以增加用户与各种信息源之间的交互性，实现用户自由点播节目、电子商务、网上购物、网上教学、网上医疗、网上游戏等多种高速数据业务（在8MHz带宽内采用64QAM调制，可以达到约32~38Mbit/s的数据传输率）。
（4）信号稳定可靠，设备维护、使用简单。模拟电视信号数字化后，信号以二进制码的形式出现，它只有“0”和“1”两种状态，二进制数字信号不受电源波动、器件非线性的影响，所以信号能保持稳定、可靠。处理数字信号可采用大规模集成电路，可降低设备的功耗，减少体积，提高设备的可靠性。同时数字化设备不需调节，维护简单，使用方便。
（5）节省发送功率，覆盖范围广。数字电视发射设备在相同覆盖服务区所需平均功率，比模拟电视发射设备的峰值功率要低一个数量级，比如模拟MMDS接收电平最低为56db，而数字MMDS在64QAM调制下接收电平仅为39db，所以数字电视发射设备的覆盖范围比模拟电视相同功率的发射设备的覆盖范围大几倍。
（6）灵活友好的人机界面。灵活和实用的人机交互界面，便于普通群众操作，除显示设备外，容易实现系统集成而大规模生产，价格低廉便于推广普及。
（7）易于实现条件接收。数字电视信号容易进行加密/加扰，有利信息安全，便于实现付费电视、视频点播及交互式电视。
4、模拟信号如何数字化？
模拟信号数字化要经过取样、量化、编码三个过程，形成二进制数字信号，这三个过程总称为脉冲编码调制（PCM）。
5、何谓高清晰度电视？
数字高晰度电视（HDTV）是目前世界上发达国家积极开发应用的高新电视技术，它采用数字信号传输技术，比普通模拟电视信号传输具有更强的抗干扰性能，图像的清晰度显著提高，接收图像的宽高比为16：9，配合多声道数字伴音，可达到35mm宽银幕电影的放映效果。
CCIR（国际无线电咨询委员会，现改名ITU—R）的801报告中为HDTV规定的定义是：“高清晰度电视系统的设计，要求使观看者在大约屏面高度的三倍距离处能看到或接近得到清晰细节的程度，达到与视力正常的观看者在看原始景物相同的感觉”。
6、何谓付费电视？
付费电视不同于现有的基本公益电视。它以满足人民群众个性化、多样化、多层次的文化需求为根本目的，以频道专业化、对象化为重要标志，以收取用户服务费用为主要盈利方式。也就是说，它利用加密技术限制未付费的用户收看，只有付费的用户才可坐在家中点播自己想看到的电视节目。
三、数字电视机顶盒
(一)、数字电视机顶盒的概念、功能、原理与结构。
有线电视网络正在向数字化、网络化、产业化方向发展，有线电视网络提供综合信息业务的关键设备之一是用户终端设备数字机顶盒。机顶盒STB（Set－Top－Box）起源于20世纪90年代初的欧美。机顶盒的主要作用是用普通模拟电视机收看数字电视节目或数字高清晰度电视节目，当然也具备网络和有条件接收功能，这种机顶盒被称为数字电视机顶盒。根据传输媒体的不同，数字电视机顶盒又分为数字卫星机顶盒（DVB－S）、地面数字电视机顶盒（DVB－T）和有线数字电视机顶盒（DVB－C）三种，三种机顶盒的硬件结构主要区别在解调部分。目前我们县使用的机顶盒是有线电视数字机顶盒。
1、数字电视机顶盒的概念
对于机顶盒，目前没有标准的定义，传统的说法是：“置于电视机顶上的盒子'。它是利用有线电视网络作为传输平台，电视机作为用户终端，以提高现有电视机的性能或增加其功能。由于功能和用途不同，使得“机顶盒”这个概念有些模糊不清，如早期的增补频道机顶盒、图文电视机顶盒、付费电视机顶盒等。
数字电视机顶盒是信息家电之一，它是一种能够让用户在现有模拟电视机上观看数字电视节目，并进行交互式数字化娱乐、教育和商业化活动的消费类电子产品。
2、数字电视机顶盒的功能
数字电视机顶盒的基本功能是接收数字电视广播节目，同时具有所有广播和交互式多媒体应用功能。事实上，机顶盒可以支持几乎所有的广播和交互式多媒体应用，如数字电视广播接收、电子节目指南（EPG）、准视频点播（NVOD）、按次付费观看（PPV）、软件在线升级、数据广播、Internet接入、电子邮件、IP电话和视频点播等。
（1）电子节目指南（EPG）：它为用户提供一种容易使用、界面友好、可以快速访问想看节目的方式，用户可以通过该功能看到一个或多个频道甚至所有频道上近期将播放的电视节目。　　
（2）高速数据广播：它能为用户提供股市行情、票务信息、电子报纸、热门网站等各种信息。
（3）软件在线升级：它可看成是数据广播的应用之一。数据广播服务器按DVB数据广播标准将升级软件广播下来，机顶盒能识别该软件的版本号，在版本不同时接收该软件，并对保存在存储器中的软件进行更新。
（4）因特网接入和电子邮件：数字机顶盒可通过内置的电缆调制解调器方便地实现因特网接入功能。用户可以通过机顶盒内置的浏览器上网，发送电子邮件。同时机顶盒也可以提供各种接口与PC相连,使用PC接入因特网（目前我们盐城没有开通此业务）。
（5）支持交互式应用如:视频点播、互动游戏等。
（6）有条件接收：有条件接收的核心是加扰和加密，数字机顶盒应具有解扰和解密功能。
3、数字电视机顶盒的原理与结构
数字电视机顶盒接收各种传输介质来的数字电视和各种数据信息，通过解调、解复用、解码和音视频编码(或者通过相应的数据解析模块)，在模拟电视机上观看数字电视节目和各种数据信息。以我们现在使用的创维系列有线数字电视机顶盒为例，其工作原理如下：有线数字电视机顶盒接收数字电视节目、处理数据业务和完成多种应用的解析。信源在进入有线电视网络前完成两级编码，一是传输用的信道编码，另一级是音、视频信号的信源编码和所有信源封装成传输流。与前端相应，接收端机顶盒首先从传输层提取信道编码信号，完成信道解调；其次是还原压缩的信源编码信号，恢复原始音、视频流，同时完成数据业务和多种应用的接收、解析。
根据接收数字电视广播和互联网信息的要求，一个数字电视机顶盒的硬件结构由信号处理（信道解码和信源解码）、控制和接口几大部分组成。
(二)、数字电视机顶盒对信号的要求
我县选用的机顶盒是创维公司的系列产品，主要有早期的中视联5800、爱迪德5800和现在使用的精灵5800机型，它们的功能和性能基本相同。
1、信号的要求。机顶盒对于信号的要求，一般模拟电视的入户电平根据我们现在执行的标准是69db±5db可正常收看，而测数字电视的电平根据实践大于37db是没有问题的，模拟信号和数字信号之间的电平差15db±5db，我们现在运行的是差20db。
2、机顶盒信号的连接。从用户盒取信号通过连接线连接到机顶盒信号输入端，机顶盒有两路信号输出，一路是模拟信号到电视机的RF输入端，一路是视音频（A/V）信号到电视机的视音频输入端。注意：无论机顶盒电源关否，不会影响电视机对模拟信号的收看。
3、机顶盒RF输入信号的连接口中视联5800机型信号输入是英制F5、－5转换头，爱迪德5800机型信号输入是－5口直接输入，精灵5800机型信号输入是英制F5输入。
4、现有数字电视节目及频道的分布（见表1）
(三)、基本操作（详见有线数字电视机顶盒使用说明书）
(四)、常见故障及排除
数字电视是技术的发展，也是技术的创新。它不同与模拟电视的发射、传输，但有着模拟电视无法比的优势。本人从实践的角度来谈谈数字电视的检修方法，具体从三个方面着手：
首先，检测用户的入户电平。一般模拟电视的电平入户大于58db可正常收看，而测数字电视的电平根据实践大于37db是没有问题的，但最好是大于40db。那么当测了数字电视的入户电平大于37db时，再测前面的模拟电视的入户电平，既可推算出数字机顶盒正常收看时，要求该区网络入户电平。其次，机顶盒的搜索问题。搜索可分为自动搜索、手动搜索和全频道搜索，这三种方法进行前都必须将机顶盒恢复原厂设置。可以解决一些一般性的故障，如机顶盒上的时间不准、搜索频道数量没有变化等问题。最后，机顶盒的升级问题。它也可通过两种方式进行，即自动升级和手动升级。自动升级是用户将机顶盒置于待机或开机状态，由数字电视公司的前端发出自动升级的指令来完成。而手动升级则在机顶盒中直接选择在线升级等待5—10分钟即可完成。这两种升级方式进行的前提是数字电视公司的前端必须有不同机顶盒配套的升级软件。
1、马赛克或定格现象？
①信号传输电缆衰减是否太大
②有线电视信号线与机顶盒的连接是否可靠
首先测量用户机顶盒的入口，模拟信号电平高低端应该不小于60dB，高低端电平的误差应小于3dB，再看模拟电视中五（体育频道）是否清晰，如都达不到，首先查信号。因为现在数字电视信号是在增18—31之间传送，电平衰减为20dB，如果达不到37dB这个底限要求，则电视画面会出现某个节目包或几个节目包马赛克或定格现象，用户无法正常收看。检修时数字电视信号的电平最好调到40dB以上。
2、用户无法正常收看？
如果电视机界面出现当前信号已加密、请于供应商联系或请授权，出现这种情况有以下几种可能性：
a)费用没有交，问用户交费截止日期；
b)CPU出现运行故障，解决方法：
切断机顶盒电源，间隔10秒钟以后，再启动机顶盒，如果不行则进行下一步操作，按菜单键→指向系统设置→恢复出厂设置→自动搜索
c)没有自动升级，解决方法：切断机顶盒电源，按住面板上的“确认”键后打开电源，待出现“自动升级”画面后松开“确认”，此时电视机上将出现“频点0371.000、符号率06.875、调制方式QAM64，服务号7000”按“确认”，用上下健调到下面的“确认和取消”对话框，在“确认”对话框上按“确认”键，此时出现机顶盒升级信号对话框，如果此时出现当前“版本为1.1，升级为2.0，需更新吗？”的对话框，请再按一次确认健，机顶盒自动升级，升级完毕后，会出现当前节目为空，是否需要自动搜台，再按一次确认健，则升级和搜台全部完毕。（蓝卡的频点为0307.000，红卡的频点0371.000）
③如果电视机出现E30节目被加密请授权的对话框，则需要关闭电顶盒电源，隔30秒钟后开启就行了。如果出现节目被加密、请授权对话框，则需要打开机顶盒菜单，将主菜单调到节目管理→子菜单调到编辑节目表，将被加密频道按F3删除→退出→确认即可
3、出现重复台或出现某几个台收看不到
则进行恢复出厂设置→全频道搜索
4、电视机画面出现两种不同的声音
用遥控器将音频声道调到左声道（L）即可。因为右声道（R）为调频广播节目。
5、出厂升级
在上述操作都无法正常收看的情况下，则需要进行出厂升级。首先恢复出厂设置→关闭电源→同时按面板的确认键、向下键→开电源→电视机则出现出厂升级对话框→等待升级完毕→全频道搜索。如果上述操作都无法正常收看，则有可能是机顶盒损坏。
以上所有手工强制操作，要求维修人员完成，严禁用户操作，在操作过程中一定要小心谨慎，并保证在升级过程中不断电、不强行中断正在进行的操作。
一例特殊故障：常乐小区一用户反映，数字电视节目收看基本正常，但凤凰卫视经常出现马赛克现象，进行上述操作，能正常一段时间，但还是不行。用户电平调到68db也不行，经过反反复复的处理还是达不到效果。最后用代换法，一级一级的将分支器进行代换，当换到光点下第一级放大器时故障排除。