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卫星高清晰度电视的发展
作者:亚洲卫星公司 赵冬梅/文    时间:2006-03-24 15:04:10  来源:  通讯世界
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随着广播电视数字化的发展,人们越来越关注电视图像的质量问题。高清晰度电视(HDTV)近年来在全球迅速升温,它的出现和逐渐为人所接受是一个渐进的过程,其根本原因还在于组成HDTV产业链的几个关键环节所悄然发生的变化,为高清电视产业的发展做了必要的准备。

   首先,大屏幕电视机的价格正在迅速下降,过去12个月在一些地区大幅下降75%,含HD Ready机顶盒的价格也在下降。此外,高清摄录设备价格下降导致高清节目生产成本下降,同时高清内容的节目源也在大幅增加,消费者对高清电视越来越熟悉。

    就信息数字化和传输环节而言,颇为引人关注的是近年来视频编码压缩技术和信道传输效率的提高,导致传输成本大幅度下降,使传输宽带、大容量内容的高清晰度电视成为可能。
最后,我们还必须认识到,消费者对高质量内容(高清)的渴求,是推动高清产业发展的最大推动力。现有的300~500线的电视清晰度已不能满足需求,人们更多地在考虑如何在家中收看到有影院效果的电视节目,高清晰度电视(HDTV)的发展使人们看到了希望。

    高清晰度电视(HDTV)的技术要求

    按图像清晰度分类,数字电视包括数字普通清晰度电视(LDTV)、数字标准清晰度电视(SDTV)和数字高清晰度电视(HDTV)三种。目前对高清电视图像的清晰度要求通常为1920(垂直)×1080(水平),是常规电视的两倍左右,并配有多路环绕立体声。

    只有采用数字压缩和数字传输技术才能实现高清晰度电视广播。使用MPEG-2方式对原始图像信息进行压缩编码,对HDTV信号信息码率将可能达到20Mbps以上。具有更高压缩率的新一代信源编码技术,如H.264/AVC(MPEG Part 10)和我国自主开发的AVS标准等,压缩水平可达到MPEG-2的2~3倍,在满足高清晰度电视要求的同时减少传输带宽的占用。

    对于通过卫星传输的高清电视,为了提高信道的传输效率,需要使用更高效的传输体制,如8PSK和16APSK等。第二代卫星数字电视传输标准DVB-S2的提出将有利于HDTV的应用,能最大限度地减少传输带宽。但是,由于卫星信道的功率受限和信道非线性特性,应用DVB-S2中的高效传输体制对卫星的性能提出了更高的要求。

    除此之外,要收看高清电视节目,必须有高清电视机和特别的接收装置(机顶盒)。内置机顶盒完整功能的数字电视一体机(HDTV receiver)尚未问世,这里说的高清电视机即不带机顶盒的数字电视显示器,以HDTV ready标识,表示可以接收并正确显示出机顶盒接收解码以后的HDTV图像格式信号。目前市场上的高清电视机都是HDTV ready型,可以是等离子(Plasma)、液晶(LCD)以及显像管(CRT)电视机中的任何一种,要求分辨率达到1920×1080,而真正意义上的高清机顶盒则要求必须有高清晰多媒体接口,即HDMI(High  Definition  Multimedia  Interface)端口。

    当然,即便所有接收高清数字电视节目的硬件设施全部具备,缺少按高清标准制作的高质量节目源也是枉然,因此只有当所有环节均具备的情况下,我们才能看到真正意义上的高清电视。

    通过卫星传输高清电视的应用

    正如目前普通数字电视节目的传输一样,高清电视也可以通过三种方式传输:卫星、有线和地面移动数字电视。对于面向全国覆盖的节目,通过卫星进行广播是最适合的方案。目前国内上行的各省市卫视节目,直接面向的收视端以各地有线电视网络的前端为主,待将来高清频道开播后,也将以这种方式作为主要传输途径。随着我国对于卫星直播业务的逐步放开和规范化管理,家庭和个人直接接收通过卫星传输的高清电视信号也将成为高清电视广播的另一种收视形式。

    通过使用更高压缩率的信源编码和高效传输体制,卫星高清电视传输的运行成本可以大幅降低(见表)。

    总之,在高清时代到来后,卫星通信的大范围覆盖和广播特性,使其在电视传输领域中继续承担主要角色,不管是进入有线网还是由最终用户直接接收。可以预见,高清电视业务的市场发展将促进对卫星转发器容量需求的增长。

    国外卫星HDTV的发展和应用

    不久前HDTV还被认为只是利基市场(“niche market”,指份额不大、但利润高、需要特殊技术才能进入的市场)的一种业务,而现在已被视作全球广播电视行业一个正在崛起的巨大市场。
“北方天空研究组织”(Northern Sky Research)就HDTV对全球卫星市场需求产生的重大影响进行了深入调查和分析,他们预测至2010年,HDTV将为全球带来13亿美元的收益,其中北美地区因主要电视广播公司都已开通高清电视频道而处于领先地位。2004年全球来自HDTV转播业务租用商用卫星服务的收益共4760万美元,预计2010年将猛增到3亿2380万美元。NSR认为自2005和2006年起,亦即各国政府强制要求完全模数转换之际,HDTV将迎来一个迅猛发展时期。

    高清电视对卫星转发器容量的需求将有大幅增长。预测至2010年,全球将有661套卫星高清电视频道(各地区的分布见图1),其中北美占据最大的市场,目前所有主要的广播商都在运营着数目可观的HD频道。预计至2015年,大多数电影、体育、记录片频道将采用高清体制。

    世界著名的卫星运营商SES AMERICOM认为高清电视和IPTV是目前两个迅速成长的卫星应用领域,并分别进行了投资和推广。在高清电视方面,该公司利用西经135度和131度的AMC-10和AMC-11卫星建立了名为HD-Prime的有线高清电视传输平台,通过卫星与有线传输结合的方式,为美国国内市场提供高清电视节目服务,非常受光缆运营商的欢迎。SES AMERICOM的第三颗专门用于高清电视传输的卫星——AMC-18计划于2006年年底发射。目前,SES AMERICOM在美国电视市场上已占有相当的份额,拥有约2000万HDTV家庭用户。此外,用户直接收看来自卫星的高清频道也在美国占有相当的比例,2004年通过卫星直播到户(DTH)的高清电视节目占全部高清电视节目的42%,预计所占份额将继续增加,到2010年达到48%,这一比例的上升预示着高清电视产业的发展将趋于成熟,因为高清电视节目的覆盖范围将超越有线电视网络的覆盖,越来越多地辐射到更广泛的接收者。

    欧洲卫星高清电视的发展落后于美国。事实上,在欧洲,主要市场元素和技术元素刚刚开始相互整合,这将为高清电视产业的持续稳定发展铺路,这种发展趋势与北美地区几年前的发展历程十分相似。2004年欧洲第一个高清电视频道投入使用,目前欧洲各主要的广播电视机构都已宣布开通高清电视频道的计划,如Premiere于2005年11月开播3套高清节目,Canal+和BSkyB也宣布将于2006年上半年开播高清频道。2006年德国举办足球世界杯将是高清电视的重头戏,欧洲许多公司都想利用2006年世界杯这一有利时机推出HDTV服务。Premiere电视台预测,到2008年中,该台将有50万高清电视付费用户。

    亚洲地区的高清电视市场目前主要集中在日本、韩国和澳大利亚,其它国家在技术发展和市场驱动方面与这三个国家有很大不同,难以一言以概之,然而,毋庸置疑的是,亚洲将是一个潜在的巨大的高清电视市场。香港电信盈科(PCCW)旗下的NOW宽频电视,已开始在其IPTV平台上试播高清电视,最快将于今年上半年正式推出高清电视广播,可能从体育频道ESPN开始,届时将成为香港首家提供该服务的电视台。

    我国发展HDTV的近况

    高清晰度数字电视是电视行业发展的方向,我国正在积极开展数字电视的开发和制定相关的适应我国国情的数字电视标准。我国已经全面掌握数字高清晰度电视的核心技术——集成电路技术,为实现数字高清晰度电视的国产化提供了重要的技术支撑。

    中央电视台的高清电视频道(CCTV-HD)于去年9月开始在亚洲四号卫星(东经122.2度)C波段转发器上播出,并于2006年1月开始正式播出。目前共使用一个36MHz的转发器,按DVB-S标准传输一套1920×1080i格式的节目(“高清影视频道”),符号速率为27.5Msps,采用MPEG-2的HP@L4编码,视频编码速率可达24Mbps。将来计划在同一转发器上增播第二套高清频道,考虑采用效率更高的前向纠错方式,保证每套节目的视频编码达到20Mbps。亚洲四号卫星将央视高清频道的信号高质量地传送到全国各地,有线台接收到信号后,不经解码,直接把数据流送入当地有线系统,传送到用户家中。收看该节目需要配置相应的机顶盒,为达到相应的收视效果,需使用符合标准的高清电视机进行接收。

    重大的国际体育赛事是HDTV发展的重要推动力。2008年北京奥运会将全面采用高清数字电视技术向全世界进行转播,届时我国将全面推广高清数字电视的地面传输,并于2015年关闭现有的模拟电视广播。当然高清数字电视要在我国真正走入千家万户,价格(包括接收终端和月租费)和内容是关键问题。

标签:   亚洲卫星  HDTV  高清晰度电视
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