李釗　韓巍

摘要：本文從超干線傳輸?shù)募夹g(shù)原理、信號(hào)數(shù)據(jù)率與頻帶壓縮兩個(gè)方面分析了光纖有線電視超干線傳輸技術(shù)，旨在為促進(jìn)光纖有線電視光纖長距離干線傳輸?shù)陌l(fā)展作出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：光纖；有線電視；超干線傳輸

前言：當(dāng)前我國光纖電視不斷普及，但是在具體的傳輸過程中，傳輸距離逐漸成為了制約光纖有線電視發(fā)展主要問題，這就給光纖有線電視超干線傳輸技術(shù)提出了更高的要求?；谝陨?，本文簡要分析了光線有線電視的超干線傳輸技術(shù)。

1超干線傳輸技術(shù)原理

光纖有線電視超干線傳輸方式主要有兩種形式，一種是不進(jìn)行信號(hào)的頻帶壓縮的直接PCM方式，一種是進(jìn)行進(jìn)行頻帶壓縮的方式，在干線以及分配網(wǎng)絡(luò)過程中，對(duì)于質(zhì)量惡化有著一定程度的允許，因此采用頻帶壓縮方式要更好一些，下面簡要分析頻帶壓縮方式的超干線傳輸技術(shù)原理。

以MPEG標(biāo)準(zhǔn)對(duì)光纖電視信號(hào)進(jìn)行編碼，采用計(jì)算機(jī)來對(duì)不同的編碼速率進(jìn)行控制和使用，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同圖像的傳輸。例如光纖電視前端對(duì)編碼速率的要求為5.0-1.0Mb/s，那么演播室必須以CCIR-601要求為基準(zhǔn)，編碼的速率應(yīng)當(dāng)在6.5-1.0Mb/s之間進(jìn)行數(shù)字壓縮，只有這樣才最適合電視信號(hào)的傳輸[1]。系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)根據(jù)編碼器的數(shù)量以及編碼器的速率來多次付姐到標(biāo)準(zhǔn)的傳輸速率上。不同的體制所根據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)不同，因此其得到的標(biāo)準(zhǔn)速率也不相同。光纖電視的編碼流程如下：

適配輸入信號(hào)由視頻輸入卡來完成，同時(shí)視頻輸入卡還承擔(dān)著選取系統(tǒng)同步但不同分辨率編碼濾波器的工作。

視頻輸入卡輸出ITU-R-601數(shù)據(jù)，之后由視頻編碼卡接收，進(jìn)行視頻壓縮。首先是對(duì)I幀進(jìn)行壓縮，也就是幀內(nèi)壓縮，對(duì)P幀的編碼進(jìn)行預(yù)測(cè)，對(duì)B幀的編碼進(jìn)行雙向預(yù)測(cè)，之后進(jìn)行分立余弦變換，余弦變換的系數(shù)由空間信息變化而來，在選擇合適的DCT系數(shù)的過程中，采用交叉掃描的方式，之后進(jìn)行傳遞，為了進(jìn)一步減少碼流中的多于部分，可以進(jìn)行編碼的變長工作。在碼流中，采用視頻編碼卡加入附加碼元，這就就能夠保證視頻信號(hào)和音頻信號(hào)的同步，保證能夠正確的識(shí)別解碼。

音頻編碼卡和音頻輸入卡能夠提供四路單音頻和兩對(duì)立體聲伴音的編碼，如果有需要，則可以再增加一塊音頻編碼卡，實(shí)現(xiàn)對(duì)八路音頻的編碼。

2信號(hào)數(shù)據(jù)率與頻帶壓縮

PCM方式直接對(duì)模擬信號(hào)取樣、量化和編碼，這就能夠?qū)⒛M信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚俚拇写a流。在取樣的過程中，根據(jù)時(shí)間間隔去除信號(hào)電平，以奈奎斯特采樣定理為基礎(chǔ)，采樣的頻率要比基帶信號(hào)最高頻率大兩倍以上，以此來去除原信號(hào)鎖好的信息。量化的過程就是將取樣的信號(hào)電平近似成具體的數(shù)字，一般采用的方法為8比特量化法。

對(duì)與頻帶壓縮來說，在超干線傳輸過程中，電視信號(hào)占據(jù)設(shè)備的帶寬有著一定的嚴(yán)格要求，一般來說要比100MHz大，對(duì)于高清電視來說，其帶寬標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)更寬，一個(gè)信道的電視節(jié)目會(huì)占據(jù)多個(gè)模擬電視頻道的帶寬需求，這就增加了光纖電視的傳輸成本，為了降低費(fèi)用，則需要采取壓縮編碼技術(shù)。

本文主要討論的是基帶式超干線傳輸比特流，主要采用的方案為時(shí)分復(fù)用方案，以此來實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的壓縮，從而將信號(hào)復(fù)合，這就形成了一個(gè)比特流十分高的信號(hào)，以此再經(jīng)過光纖鏈路進(jìn)行傳輸。經(jīng)過壓縮的電視信號(hào)和電信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)挠?jì)算機(jī)數(shù)據(jù)相同，可以利用基本的額電信設(shè)施進(jìn)行傳輸，這就大大節(jié)約了傳輸成本。

電視視頻數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)有著較大的冗余度，這也是對(duì)光纖電視光纖超干線傳輸頻帶壓縮的重要依據(jù)，視頻圖像幀內(nèi)的臨近像素之間有著在空域上的相關(guān)性，以此來實(shí)現(xiàn)頻帶的幀內(nèi)壓縮。從另外一個(gè)角度來看，人類的眼睛和二段有一種不敏感性，對(duì)邊緣的急劇變化并不敏感，對(duì)圖像的亮度信息則敏感，對(duì)色彩有著較弱的辨別力，這就可以對(duì)一些非冗余的信息進(jìn)行壓縮，從而提升數(shù)據(jù)的壓縮比，實(shí)現(xiàn)超干線傳輸。在超干線傳輸?shù)倪^程中，需要根據(jù)MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行頻帶雅座，MPEG指的是活動(dòng)圖像專家小組，其主要的活動(dòng)與各種數(shù)據(jù)的壓縮和數(shù)據(jù)流傳輸相關(guān)，制定了頻帶壓縮標(biāo)準(zhǔn)，為了與CCIR協(xié)議相適應(yīng)，數(shù)字視頻廣播的頻帶壓縮都采用MPEG-2作為主要標(biāo)準(zhǔn)，在室內(nèi)的機(jī)頂盒設(shè)計(jì)中也以此為標(biāo)準(zhǔn)，這對(duì)于保證光纖電視音頻信息和視頻信息傳播質(zhì)量也有著重要的意義[2]。在標(biāo)準(zhǔn)中建議使用的取樣模式為4：2：2模式，對(duì)色鍵等編輯應(yīng)用的高清帶寬進(jìn)行保留，提升了編碼器與演播室設(shè)備接口的便捷性和便利性。在MPEG標(biāo)準(zhǔn)下光纖電視圖像畫面的分辨率為720×480，其能夠支持的視頻種類多樣，例如可以支持電影格式，支持16：9以及4：3的幅比等。

在MPEG-2的標(biāo)準(zhǔn)下，數(shù)據(jù)率為15Mb/s，適用于高清電視，同時(shí)在MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)下的解碼器能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)下信息的解碼。

MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)采用了運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)和DCT技術(shù)，其中運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)充分利用率時(shí)間的冗余度，而DCT技術(shù)則充分利用率空間冗余度，實(shí)現(xiàn)了良好的能量壓縮功能，且成本較低[3]。

此外，可以采用自適應(yīng)編碼技術(shù)，這就能夠進(jìn)一步提升編碼效率，其中的視頻編碼對(duì)于720行逐行掃描和1080行的間行掃描都能夠進(jìn)行支持，此外能夠?qū)挿秶鷥?nèi)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行估計(jì)，實(shí)現(xiàn)前向分析，實(shí)現(xiàn)雙向幀預(yù)測(cè)，在雙向幀預(yù)測(cè)的過程中，能夠?qū)η懊娴膸M(jìn)行分析，對(duì)后面的幀進(jìn)行分析，以此來實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前幀的預(yù)測(cè)，這就有效提設(shè)個(gè)了壓縮效率。

結(jié)論：綜上所述，光線有線電視光纖超干線傳輸有著抗干擾能力強(qiáng)、穩(wěn)定性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，其信號(hào)傳輸質(zhì)量不會(huì)受到傳輸距離的影響，因此對(duì)于光線有線電視光纖超干線傳輸技術(shù)的分析和研究是十分必要的。本文從超干線傳輸?shù)募夹g(shù)原理、信號(hào)數(shù)據(jù)率與頻帶壓縮兩個(gè)方面分析了光線有線電視超干線傳輸技術(shù)，旨在為促進(jìn)光線有線電視光纖長距離干線傳輸?shù)陌l(fā)展作出貢獻(xiàn)。

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