通信工程实践报告.docx

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通信工程实践报告

唐山有线数字电视台实践报告

实习是每个大学生必须拥有的一段经历，它使我们在实践中了解社会、在实践中巩固知识；实习又是对每一位大学生专业知识的一种检验，它使我们学到了很多在课堂上根本就学不到的知识，既开阔了视野，又增长了知识。

第一章数字电视的基本特点

1.1数字电视设备及信号的特点

（1）抗干扰能力强、无噪声积累。

在模拟通信中，为了提高信噪比，需要在信号传输过程中及时对衰减的传输信号进行放大，信号在传输过程中不可避免地叠加上的噪声也被同时放大，随着传输距离的增加，噪声累积越来越多，以致使传输质量严重恶化。

对于数字通信，由于数字信号的幅值为有限个离散值（通常取两个幅值），在传输过程中虽然也受到噪声的干扰，但当信噪比恶化到一定程度时，即在适当的距离采用判决再生的方法，再生成没有噪声干扰的和原发送端一样的数字信号，所以可实现长距离高质量的传输。

（2）便于加密处理。

信息传输的安全性和保密性越来越重要，数字通信的加密处理的比模拟通信容易得多，经过数字变换后的信号可用数字逻辑运算等进行加密、解密处理。

（3）便于存储、处理和交换。

数字通信的信号形式和计算机所用信号一致，都是二进制代码，因此便于与计算机联网，也便于用计算机对数字信号进行存储、处理和交换，可使通信网的管理、维护实现自动化、智能化。

（4）设备便于集成化、微型化。

数字通信采用时分多路复用，不需要体积较大的滤波器。

设备中大部分电路是数字电路，可用大规模和超大规模集成电路实现，因此体积小、功耗低。

1.2数字电视影视节目的特点

（1）图像质量清晰—因为是数字化存储、传输，用户接收端看到的图像质量与拍摄制作的图像质量一致，清晰度可达到DVD的水平

（2）节目频道容量倍增—一个模拟电视频道，经数字化处理后，可以变成6-8个数字电视频道。

（3）音响效果大幅提升—模拟电视只提供双声道，数字电视则提供6个声道，达到环绕立体声效果，满足喜爱音乐的用户需求。

1.3数字电视收视方式的特点

（1）从时间上--电子节目菜单会详细列表并简洁告知当前正在播出的节目内容，还会预告当天、明天、乃至下一周将要播出的节目内容，用户可以很方便地选择了解自己需要的节目内容，自由选择安排适宜的时间去收视。

（2）从空间上--电子节目菜单将节目内容进行了详细分类。

例如：

新闻、电影、电视剧、音乐、股市证券、远程教育、气象、旅游、卫生、购物、电子政务、游戏、生活百科、图书馆、报刊电子版、主要网站、音像下载等等。

在每个频道之下，还可以进行种类细分。

不同层次不同需求的用户可以根据自己的喜好，在相当大的空间里自由选择内容。

（3）从方式上--用户在选择完全内容后，还可以自由选择接收方式。

直接点击便可进入、点击点播节目、将节目下载存储起来、还可以预约预订。

1.4与模拟电视相比，数字电视有以下几个优点：

1、图像清晰度高。

使用效果不受传输、转播影响，在接收端有望达到发射端的水平。

2、音频质量高。

支持5.1声道的数字环绕声节目源，可以通过电视节目获得家庭影院效果。

3、抗干扰。

数字视频不受干扰、增益、相位错误和串音的影响。

同等传输条件下的抗干扰能力明显优于模拟电视。

4、传输效率高。

进行地面方式发送时，原PAL信道可播放高清晰度电视HDTV或四套标准格式数字电视SDTV，有线电视网中的一个PAL通道可播8～10套标准清晰度数字电视SDTV。

5、可以兼容现有模拟电视。

通过在普通电视机前加装数字电视机顶盒即可接收数字电视节目，电视台的电视节目制作设备也可部分沿用。

6、提供全新的多业务用途。

普通的模拟电视只能是电视台按预定的节目表播放节目，用户只能被动地接收。

数字电视网与电信网及计算机网相结合，实现三网合一，不仅使信息源更为丰富，还可增加用户与各种信息提供源之间的交互性，实现用户自由点播节目自由选取网上的各种信息，可以提供多种数据业务服务，使电视机可以真正融入到信息网络中去，可以实现多种新的功能。

第二章数字电视标准简介

2.1DVB的主要目标及标准

DVB（DigitalVideoBroadcasting）意为数字视频广播。

DVB是欧洲有170多个组织参加的一个项目。

它包括了卫星、电缆电视和地面广播的普通电视和高清晰度电视的广播与传输。

DVB项目的主要目标是要找到一种对所有传输媒体都适用的数字电视技术和系统，对它的要求是：

（1）系统应能灵活传送MPEG－2视频，音频和其他数据信号。

（2）系统使用统一的MPEG－2传送比特流复用。

（3）系统使用统一的服务信息系统提供广播节目的细节等信息。

（4）系统使用统一的一级里德－索罗门前向纠错系统。

（5）使用统一的加扰系统，但可有不同的加密。

（6）选择适于不同传输媒体的调制方法和通道编码方法以及任何必须的附加纠错方法。

（7）鼓励欧洲以外地区使用DVB标准，推动建立世界范围的数字视频广播标准。

这一目标得到了ITU卫星广播的支持。

（8）支持数字系统中的图文电视系统。

主要的标准有三个：

DVB－S、DVB－C和DVB－T，分别用于卫星、电缆电视和地面广播，已得到ETS（EuropeanTelecommunicationstandard）的批准。

DVB－S已被ITU推荐。

DVB－S的标准是ETS300421，DVB－C的标准是ETS300429，DVB－T的标准是ETS300。

2.2DVB系统所使用的主要技术

DVB各种系统的核心技术是通用的MPEG－2视频和音频编码。

目前主要应用于数字卫星和电缆电视广播的是MP@ML。

因此第一代欧洲DVB接收机将提供直到“625行演播室质量”（ITU－RRec.BT601）的图像，可以是4∶3或16∶9宽高比。

还可根据业务要求确定所用的码率。

一般来说，所选码率越高，图像的质量越好，但占用频带越宽。

码率的选用与图像内容有很大关系，对于运动较多的图像如体育节目等应采用较大的码率；而对于卡通片等节目可采用较小的码率。

因此目前在把多个节目比特流复用合成一个比特流的情况下都采用统计复用的方法，能在不同码率需要的节目间灵活地分配总数码率。

由于MPEG－2传送比特流是一种数据包结构，所以可以很方便地加入适当信息，把各种不同的业务，如图像声音和数据业务合在一起，并对服务信息的格式作详细的规定，所形成的标准就是业务信息标准ETS300468。

同样由于MPEG－2未确定实际的加扰系统和密钥管理系统，DVB制定了解码器应用的条件接收公共接口。

2.3DVB－S系统

DVB－S系统可适用于多种卫星广播系统，卫星转发器带宽可以从26MHz到72MHz。

转发器功率从49dBW到61dBW。

 发送端信号的处理分以下几个层次：

 首先MPEG－2的信源编码和复用，将输入的视频信号，音频信号和数据按MPEG－2格式编码，再经节目复用和传送复用形成有用的数据包格式，包长188bit，包括1同步bit。

然后将此数据码流经多项处理。

其目的是用来增加信号对误码的抵抗能力并使其适应通道传输特性。

这些处理包括：

用伪随机序列使数据随机化，使用里德－索罗门编码RS（204，188T=8）及卷积交织编码技术以提高对误码的抵抗能力。

最后以QPSK调制方式发送至转发器。

2.4DVB－C系统

电缆电视系统分为两个部分：

CATV前端和综合解码接收机（IRD，也称机顶盒STB）。

为了使各种传输方式尽可能兼容，除通道调制外的大部分处理均与卫星中的处理相同，也即有相同的伪随机序列扰码，相同的RS纠错，相同的卷积交织。

随后进行的处理是专门用于电缆电视的。

首先进行比特到符号的转换，如64QAM是将8比特数据转换成6比特为一组的符号，然后头两个比特进行差分编码再与剩余的4比特转换成星座图中相应的点。

该方案可以适应16、32、64QAM三种调制方式。

表3－1是使用DVB－C标准的CATV的应用码率实例。

 DVB关于有线电视的标准包括：

·ETS300468——电缆系统中的信道编码和调制；

·ETS300472——ITU－R中B制图文电视的传输；

·ETS300473——SMATV系统中信道编码和调制；

·ETS300743——DVB实时字幕系统；

·ETR154——有关MPEG－2的实现指导；

·ETR162——SI码的位置；

·ETR211——SI作用的实现指导；

·ETR289——共用加扰；

·EN50083——传输流与有线前端的接口。

有用码率MPEG－2TS

总码率

（Mbps）

符号率

（Mbaud）

所占带宽

调制方式

38.1

41.34

6.89

7.92

64-QAM

31.9

34.61

6.92

7.96

32-QAM

25.2

27.34

6.84

7.86

16-QAM

表3－1

第三章、唐山有线数字电视平台结构

3.1唐山有线数字电视的前端主要由以下几个部分组成：

数字电视信源系统、业务系统、存储播出系统、复用加扰系统、条件接收系统、用户管理系统、编码调制系统、以及其他辅助系统。

其结构如下图所示：

3.1.1有线数字电视的信源系统

唐山有线数字电视信源系统由电视节目和其它符合DVB-C标准的TS流数字信号组成。

大部分是硬件设备，主要包括

●数字卫星信号的接收系统（TS流接收机，TELESTE公司STACATO（数字卫星接收及适配）；

●模拟信号的编码系统（巴可、迪威等编码器）

●SDH网络信号的分接、转换系统（数码视讯接收央视付费、河北3、4、5、6的TS流信号）

●其它节目源（来自股票播出机等）。

电视节目由中央节目平台及省级节目平台提供，通过传输平台（卫星、SDH光缆干线网）进行传输。

本地的电视节目通过编码器生成。

3.1.2唐山有线数字电视的业务系统

目前，业务系统包括数据广播、Internet接入、实时股票信息等。

在唐山有线数字电视的业务系统中，主要是用户提供电子节目指南（EPG），主要包括

●节目名称

●各个节目的简介及其时长

●其它各分类节目的提供者、播出时间、节目简介

●未来一段时间内节目播出表等信息

3.1.3唐山有线数字电视的存储播出系统

存储播出系统包括节目素材上传与采集系统、节目存储与节目库管理系统、节目预编/审核系统、准视频点播（NVOD）系统和专业频道管理播出系统。

这个系统的应该有如下功能：

可以对多种格式节目进行上传；

收录存储多种传输方式的节目，并将其转换成TS流文件；

能够支持手动和自动采集方式；

对节目库中的文件有分类存储、快速检索的功能；

可以对延时播出的节目进行监审、编辑的功能；

用NVOD系统和专业频道播出系统播出节目。

3.1.4唐山数字电视平台的复用、加扰、调制系统

复用是数字电视前端中的一个重要组成部分。

主要是硬件设备构成，采用的是芬兰TELESTE的LEGATO设备，它将所有接收到的单个数字电视节目复用成多个数字电视节目，以提高电视频道的利用率。

复用系统是整个系统的核心部分，是整个传输过程中关键的设备，经过复用一个模拟电视频道可传输6—8套电视节目。

同时根据CAS和对加扰的参数与CA加扰系统一起完成对各节目的加扰工作。

3.1.5有条件接收系统（CAS）

有条件接收系统是收费业务运营的技术保障。

其基本目的是在电视系统中对用户进行授权控制及授权管理，从而实现收费系统的有偿服务。

用户管理系统，主要是针对数字电视用户和智能卡管理，节目管理信息系统，为即将播出的节目建立节目表。

节目表包括频道、日期和时间安排，也包括要播出的各个节目的CA信息。

条件接收系统中有两个完善的子系统：

用户授权系统（SAS）和用户管理系统（SMS）。

用户管理系统用来建立有关所有用户的名称、地址、智能卡号、账单的信息和当前授权的数据库等等。

3.1.6唐山有线数字电视的用户管理系统（SMS）

用户管理系统（SMS）与有条件接收系统（CAS）使用专用的接口进行连接，主要对网络中的信号进行商品化的定义、管理以及用户收看节目的权限控制和收费。

完成最终用户的开户、销户、计费、缴费、远程呼叫、服务授权、用户信息录入以及打印等功能，是数字电视业务运营不可缺少的管理系统。

其主要实现以下功能：

1、用户信息管理：

处理和维护用户的主要信息，开户、销户等。

2、资源管理：

主要内容是业务服务所需的设备和产品，如IC卡、机顶盒等。

3、产品管理：

对节目提供商的节目进行商品化的管理。

4、用户业务管理和支援：

用户订购产品信息、保证用户业务正常进行的管理。

5、计费、缴费：

计算用户应缴的费用及对用户缴的费用进行管理。

6、授权管理：

对用户信用度的确认、用户业务与IC卡的有效性的确认等。

7、帐务管理及财务报表：

对财务进行分析和管理以及财务中的各种报表。

8、系统管理：

保证系统正常运行所需的附加功能

3.2唐山有线数字电视的硬件平台设备

唐山数字电视平台的硬件体系是由TELESTE公司的数字电视前端ATMux系统，包括STACATO（数字卫星接收及适配）、DIVISI（智能ATM交换台）、VIVACE（ATM信元交换网络节点）、LEGATO（电视节目传输流复用、加扰、QAM调制器和上变频器的设备）、CATVisorCommander（设备配置、管理和故障诊断软件系统）等设备。

3.3唐山有线数字电视的节目内容

唐山数字电视平台现播出的内容有除中央、本地、29个省台共60套数字电视节目外还有中央试播的6套数字付费电视节目，股市行情、NVOD视频点播也已投入试运行，电视图文信息和电视网站等内容正在酝酿当中，不久将与广大观众见面，尤其是这套平台的节目宜扩展能力，以后还可继续传输中央、各省陆续开播的付费电视节目，为唐山的老百姓提供更多、更好的精神文化生活。

一个典型的数字电视系统框图如图1所示。

图1　典型的市区县的数字电视系统框图

第四章、唐山数字电视市区县传输的技术方案

唐山市的行政区域划分为六区八县，六区分别为市区（路南、路北）、开平、古冶、丰润、丰南，八县分别为玉田、遵化、迁西、迁安、滦县、滦南、乐亭、唐海。

广电市县环网示意图如图6所示。

　　从图上可知，各区间距离较近，可采用RF信号传输，其余八县可采用数字信号传输的方案。

图6　唐山市广电市县环网示意图

图7　市区及其它四区传输方案

4．1、市区及各区的传输技术方案

　　唐山市区现已改造成光纤自愈环网的HFC网络，其它四区与总前端都有光纤相联，我们可用现有光纤网络来传输在总前端已加扰及QAM调制后并经过混合的RF信号。

市区信号用HFC网直接送到用户端，其它各区用光纤将信号送到各区机房与各区的信号混合在一起后送到各自的用户端。

技术方案如图7所示。

4．2、总前端与各县的传输方案

唐山广电DVB信号的市区县接入传输可采用三种方案，一是通过SDH/DS3-45M端口再经DS3到ASI端口的转换实现DVB信号的接入，二是通过SDH/STM－1/155M端口接入传输，三是充分得用TELESTE公司DVB前端ATMuxTM系统核心交换机PRESTO/2.5G设备，作为市县传输接点设备，组成PRESTO－LEGATO传输方案，在各县站点采用LEGSTO/QAM直接接入到PRESTO节点传输设备在本地接入端口，实现数字电视的远程传输到各县。

通过各方案比较，并结合唐山的实际情况，采用第三种即PRESTO－LEGATO传输方案是一种较合理的选择。

4.2.1、TELESTE　PRESTO　2.5G　ATM/SDH分段传输技术方案

TELESTE　ATMuxTM系统是一个适合有线数字电视信号处理和传输的现代DVB系统，其基础平台基于核心交换技术，能够方便的通过PRESTO核心交换机实现对已加扰的多节目流信号传输到远程节点，其传输的网络结构见图8所示。

即总前端采用的PRESTO不但可以作为前端基础平台的核心交换机，而且还可用作接点传输设备，完全取代DVB信号采用专用SDH设备传输的传统技术，使整个DVB系统结构简化，设备备份容易，并且能够真正达到统一网管和充分利用前端DVB基础平台硬件资源。

图8　TELESTE　PRESTO－LEGATO传输方案

（1）、唐山总前端DVB－SDH传输方案

ATMuxTM基础平台的核心交换机（PRESTO/VIVACE）具有2.5G/622M传输端口，利用PRESTO可以方便地2.5G数字电视信号的传输。

由于ATMuxTM系统网络中心的核心交换机PRESTO与LEGATO设备之间在全双工工作模式，所以将已加扰的信号重新进行VCI、VPI映射后返回到PRESTO中，再通过网管系统将其再分配到PRESTO的2.5G传输端口，传输到ATMuxTM网络中的下一个PRESTO节点，依此类推，最后形成一个环形网络，还可方便的实现信号自愈。

总前端DVB－SDH接入设备联接示意图如图9所示。

图9　　唐山总前端DVB－SDH传输方案

（2）、各县DVB－SDH接入方案

各县有核心交换机PRESTO直接接收来自总前端已复用加扰好了的数字电视多码流信号，只用LEGATO的QAM调制功能即可，省去了再复用加扰的功能，节省大部资金。

各县DVB－SDH接入方案如图10所示。

图10　各县DVB－SDH接入方案

各县安装平台均配套2个DVX001设备安装子机架，机架电源根据各县电源情况可选用DVP432/220VAC或DVP302/－48VDC电源，PRESTO接入端口STM－1直接接入LEGATO－QAM的端口，这样的结构简单明了，传输设备与QAM设备之间没有中间设备，并采用统一的安装机架以及机架电源的统一供电，两个机架之间的电源还可以互为备份，使系统的可靠性大大得到提高。

4．3、远程网管

基于TELESTE　ATMuxTM系统下的DVB平台，其网管功能也是很强大的，不但可以实现本地平台的配置和智能化管理，而且能够实现对远程节点DVB设备的配置和网管，并具有与本地同样的管理功能和效果。

SDH对TELESTE网管信号相当一个“透明”传输通道。

第五章、结束语及总结

大学生专业实习是大学学习阶段在完成一定的课程后所要进行的最重要的一段实践环节。

实习是每一个合格的大学生必须拥有的一段经历，它使我们在实践中增强专业意识和实践意识，在为期两周专业实习中，对通信专业的基础知识有了更深的了解，开阔了眼界，增加了见闻，明白了一些通信设备的简单原理，也明白了目前该行业的最新发展，把平时书本的知识应用在实践中，看到了所学知识的不足，在大学中积累的知识只是行业中的冰山一角，况且高校教育与现实工作中的实际情况脱节很大，这需要我更加努力学习，了解更多的相关知识，丰富自己的阅历。

通过实习，让我体会到了通信在国民经济发展中所处的地位和所起的作用，加深对通信工程在生产生活中的感性认识，了解这些企业生产和运营的规律，学习这些企业组织和管理知识，巩固了所学理论，培养了初步的实际工作能力和专业技术能力，增强了我在通信工程方面的学业背景和对本专业的热爱。