數(shù)字電視技術(shù)及其應(yīng)用（二）

抖動的性能參數(shù)主要為以下3種：

（1）輸入抖動容限期系統(tǒng)容許輸入信號的最大抖動范圍。

（2）輸出抖動 系統(tǒng)輸出口的信號抖動特性。

（3）抖動轉(zhuǎn)移特性 在不同的測試頻率下，系統(tǒng)輸入信號的抖動值和輸出信號的抖動值之比（增益）的分布特性。

6、可靠性與壽命

人們習(xí)慣于用產(chǎn)品的技術(shù)性能指標(biāo)作為衡量產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)劣的標(biāo)志。但這只是一個方面，還不能反映產(chǎn)品質(zhì)量的全貌。只有既具備良好的技術(shù)性能，又經(jīng)久耐用、充分可靠的產(chǎn)品才能算真正質(zhì)量好的產(chǎn)品。而后者通常用產(chǎn)品的可靠性與壽命來加以衡量。對于一個數(shù)字系統(tǒng)而言，產(chǎn)品可靠性與壽命包括系統(tǒng)的兩個終端接口間傳輸通道上所有產(chǎn)品的可靠性與壽命。通過對使用現(xiàn)場的實際調(diào)查，統(tǒng)計故障次數(shù)、記錄每兩次故障的間隔時間、每次故障的維修時間等，可以求出該系統(tǒng)的平均故障間隔時間和平均維修時間。

可靠性是產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。常用故障率（λ）或平均故障間隔時間和平均維修時間來表征。

故障率（λ）表示產(chǎn)品工作到時間t的條件下，單位時間內(nèi)發(fā)生失效的概率，常用10-9/h作為基準(zhǔn)單位，稱為一菲物（fit）。

平均壽命時間（MTTF）為設(shè)備或系統(tǒng)發(fā)生失效前的平均工作時間。

平均故障間隔時間（MTBF）指相鄰兩次故障的間隔時間。

平均維修時間（MTTR）是排除故障需用的時間。

七、數(shù)字信號壓縮

隨著傳輸信息量的增加，頻率資源就會越來越緊張。如高清晰度電視、視頻會議、電子圖書、多媒體、數(shù)字廣播都要占用相當(dāng)寬的頻帶。

假定傳送1個頻道電視信號，亮度信號最高頻率設(shè)為6MHz，色差信號（R-Y和B-Y）最高頻率設(shè)為1.5MHz。根據(jù)取樣定理，亮度信號和色差信號的取樣頻率分別應(yīng)為12MHz和3MHz。若量化分層數(shù)目為256，則需用8bit二進制電碼來傳送每個取樣的量化值。這樣，傳送速率應(yīng)為（12+3）×8=120Mb/s。如此高的傳送速率要占用很寬的頻帶，大約在100MHz以上。因此，壓縮頻帶寬度是數(shù)字電視中一個重要課題。

如果加上文字、聲音、圖形、圖像，信息數(shù)據(jù)量是非常大的，實時地處理這樣大的數(shù)據(jù)量，傳輸速率和存儲容量都難以達到。因此，必須高效、實時地對數(shù)據(jù)量進行壓縮，特別是對視頻圖像進行壓縮。

一幅電視畫面的各個像素是相互關(guān)聯(lián)的，在同一行內(nèi)相鄰像素之間、相鄰兩行之間、相鄰幀之間都有相關(guān)性，這說明信息中存在冗余度，去除或減少冗余度便可壓縮傳輸碼率，也壓縮了頻帶。圖像冗余度分空間冗余度（Spatial redundancy）和時間冗余度（Time redundancy）。空間冗余指1幀內(nèi)規(guī)則的圖像或者圖像中相似的內(nèi)容，這些像素都有很強的相關(guān)性，因此可進行幀內(nèi)壓縮，只對沒有相關(guān)性的部分進行變換編碼；時間冗余度指各幀之間圖像相似的內(nèi)容，統(tǒng)計表明，幀間像素變化量一般只有10%左右，因此可利用視頻圖像前、后幀之間的時域相關(guān)性進行幀間壓縮，即從過去幾幀圖像的內(nèi)容預(yù)測下一幀圖像，僅僅把與前幾幀不相同的數(shù)據(jù)進行預(yù)測編碼。此外，人眼對頻率分量過高的雜波靈敏度較低，同時對圖像的亮度較敏感而對彩色分辨力弱，人眼對圖像邊緣部分雜波靈敏度也較低，因此可對靈敏度較低部分進行壓縮。還可對某些復(fù)雜圖像和快速變化圖像可以進行要或不要的選擇，以減小數(shù)據(jù)量。

空間冗余度壓縮編碼需首先把圖像劃分成一個個子區(qū)域，每個子區(qū)域的尺寸可以是1×4、1×8、1×16個像素（一維情況），也可以是4×4、8×8、16×16個像素（二維情況），典型的變換編碼為離散余弦變換（DCT，Discrete Cosine Transform）。

目前主要有3大圖像壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)：JPEG（Joint Photographics Expert Group，聯(lián)合圖片專家組）標(biāo)準(zhǔn)、MPEG（Motion Picture Expert Group，活動圖像專家組）標(biāo)準(zhǔn)和H.261，其中MPEG標(biāo)準(zhǔn)是最常用的標(biāo)準(zhǔn)。

1、JPEG標(biāo)準(zhǔn)

JPEG標(biāo)準(zhǔn)主要針對靜止圖像，也被應(yīng)用于活動圖像。它壓縮比較低，對于中等復(fù)雜程度的彩色圖像，其壓縮比與圖像質(zhì)量的關(guān)系如表3所示。

2、MPEG標(biāo)準(zhǔn)

MPEG標(biāo)準(zhǔn)主要包括MPEG-1和MPEG-2兩種標(biāo)準(zhǔn)，MPEG是活動圖像專家組（Motion Picture Expert Group）的縮寫。MPEG-1是碼率達1.5Mb/s的編碼；MPEG-2是碼率達10Mb/s的編碼。隨著技術(shù)發(fā)展的需要，人們開發(fā)、研究了MPEG-4，它是甚低碼率（Very low bit rate，＜64kb/s)的視頻、音頻編碼。

MPEG標(biāo)準(zhǔn)中目前最引人注目的是MPEG-2，它是通用的活動圖像及其伴音的編碼標(biāo)準(zhǔn)，適于各種應(yīng)用，如存儲媒體、分配傳輸和通信等。

MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)全部項目有9部分。第1部分：系統(tǒng)；第2部分：視頻；第3部分：音頻；第4部分；符合性測試；第5部分：軟件；第6部分：數(shù)字存儲媒體的指令和控制；第7部分：非向后兼容的音頻；第8部分：10比特視頻；第9部分：實時接口。

第2部分視頻是標(biāo)準(zhǔn)的核心，它采用幀間和幀內(nèi)相結(jié)合的壓縮方法。1）減少時域冗余度。MPEG把活動圖像劃分為I幀（幀內(nèi)圖）、P幀（預(yù)測圖）和B幀（插補圖）。I幀僅作幀內(nèi)壓縮編碼，經(jīng)過中度壓縮，可作為隨機存取的起點，所以I幀圖像必須傳送；P幀僅作正向幀間預(yù)測， 對預(yù)測誤差作有條件的傳送，壓縮程度較I幀高；B幀以I幀和P幀為參照，作雙向幀間預(yù)測插補，它的壓縮程度高。2）減小空域冗余度。MPEG基于DCT的壓縮編碼，減小空域冗余度，與JPEG標(biāo)準(zhǔn)采用的方法基本相同，整個過程分為3個步驟：基于宏塊的DCT正交變換，計算變換系數(shù)；對變換系數(shù)進行標(biāo)量量化，按“Z”字形掃描順序重新組合數(shù)據(jù)；對數(shù)據(jù)進行編碼，進一步壓縮數(shù)據(jù)。與JPEG不同的是，MPEG中的視頻信息不僅包含靜止圖像畫面（幀內(nèi)圖），而且包含運動信息（幀間預(yù)測圖、插補圖）。

MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)的平均壓縮比為50：1，圖像分辨率為352×240像素（30幀/s）或352×288像素（25幀/s），主要用于壓縮靜止圖像。

MPEG-2的圖像分辨率為720×480，立體聲與MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)的音頻相兼容，主要用于壓縮活動圖像。

3、H.261標(biāo)準(zhǔn)

H.261標(biāo)準(zhǔn)用于電視電話和電視會議的圖像壓縮編碼，以64kb/s的整數(shù)倍為傳輸速率，圖像分辨率及幀變更速率可調(diào)整，該標(biāo)準(zhǔn)不適用于廣播電視。

數(shù)字壓縮圖像和非壓縮圖像比較還是有一些缺點的，比如：1）數(shù)字壓縮圖像在高速度變化時，某些圖像信息會丟失。此外，數(shù)字壓縮圖像如果在傳輸中發(fā)生誤碼，接收端還原出來的圖像質(zhì)量要受很大影響，即存在壓縮編碼特有的誤碼擴散問題。2）由于壓縮編碼取消了行、場消隱信號，這使得要利用行、場消隱期間來傳送信息的設(shè)備成為不可能。

八、數(shù)字視頻廣播標(biāo)準(zhǔn)

由于高清晰度電視（HDTV）的成本太高等因素，世界各國在實現(xiàn)HDTV之前，為了使數(shù)字視頻及其相關(guān)的交互式業(yè)務(wù)在世界范圍內(nèi)統(tǒng)一，采取了廣播電視質(zhì)量介于模擬電視和HDTV之間的數(shù)字視頻廣播（DVB，Digital Video Broadcast）標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)由數(shù)字視頻音頻委員會（DAVIC）制訂，該組織是一個跨國界、跨行業(yè)的國際組織，已有300多個成員，遍布30多個國家。目前，基于DVB標(biāo)準(zhǔn)的各種數(shù)字視頻廣播系統(tǒng)已經(jīng)開始在歐洲、美洲、亞洲、非洲和澳洲運營，以后將進入一個更加廣泛的實施、擴充階段。衛(wèi)星、微波、有線電視和地面廣播等多種媒體都遵照數(shù)字視頻廣播標(biāo)準(zhǔn)，這對設(shè)備研制、生產(chǎn)、有線電視業(yè)者和用戶都很重要。比如合乎標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字用戶終端，將導(dǎo)致設(shè)備制造商和供應(yīng)商的競爭，給用戶帶來價格和質(zhì)量上的好處?，F(xiàn)在，市場上已有Philips、NDS、ScintificAtlanta、Thomson等公司生產(chǎn)的DVB產(chǎn)品面世。

DVB標(biāo)準(zhǔn)的核心內(nèi)容是在信源編碼、視音頻壓縮和復(fù)用部分采用了MPEG標(biāo)準(zhǔn)。而在信道編碼和調(diào)制部分制訂了一系列標(biāo)準(zhǔn)，采用RS（Reed Solomon，里德——索羅門）前向糾錯碼和卷積糾錯碼，根據(jù)不同的媒體選擇相應(yīng)的調(diào)制方式和信道編碼。這些標(biāo)準(zhǔn)包括：

DVB-S：用于衛(wèi)星電視廣播，采用11/12GHz頻段。

DVB-C：用于有線電視廣播。

DVB-PI：用于DVB與有線電視前端和SMATV前端接口。

DVB-T：用于地面開路電視廣播。

DVB-TXT：用于數(shù)字電視圖文系統(tǒng)。

DVB-SI：用于服務(wù)信息系統(tǒng)。

DVB-MC：用于多點微波分配系統(tǒng)（MMDS），采用10GHz以下頻段。

DVB-IRDI：綜合接收解碼器（IRD）接口。

還有其他標(biāo)準(zhǔn)，例如DVB測試（DVB-M）、加擾和有條件接收接口（DVB-CA）。

DVB正在完善的標(biāo)準(zhǔn)包括交互式電視系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)（DVB-I）、交互系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（DVB-NIP）、交互系統(tǒng)中有線電視（CATV）和公共電話交換網(wǎng)（PSTN）和綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）的頻道標(biāo)準(zhǔn)、DVB和SDH及ATM的接口標(biāo)準(zhǔn)。

DVB標(biāo)準(zhǔn)不僅適用于現(xiàn)在的數(shù)字電視，將來還可用于高清晰度電視（HDTV），其比特率需達到60Mb/s。而低清晰度電視只需4Mb/s，標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視為15Mb/s。

DVB系統(tǒng)如圖6所示，先采用MPEG-2數(shù)據(jù)壓縮方式實現(xiàn)電視圖像的頻帶壓縮，電視伴音則常常采用MPEG-1數(shù)據(jù)壓縮方式，然后根據(jù)DVB的信道編碼標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)電視圖像信號的低誤碼率傳送。

圖6 數(shù)字電視廣播系統(tǒng)示意圖

MPEG-2編碼屬于信源編碼，它主要規(guī)定了數(shù)字信號的壓縮和復(fù)用。例如幀間和幀內(nèi)運動補償（去掉時間冗余）、離散余弦變換（組織信息內(nèi)容）、可變長游程編碼（去掉信息冗余）。

在復(fù)用方面規(guī)定了視頻、音頻數(shù)據(jù)流的復(fù)用方式、同步方式、數(shù)據(jù)包組成（188個字節(jié)）。

對于500線普通水平清晰度的電視圖像，如果采用一般的數(shù)字編碼，其采樣頻率和傳送碼速率如表4，如果采用MPEG-2壓縮編碼，壓縮比12-62時，碼速率僅為2-10Mb/s。

1、DVB-S衛(wèi)星數(shù)字電視

衛(wèi)星數(shù)字電視廣播的信源部分見圖7所示。多路音頻A、視頻V，或數(shù)據(jù)信號先經(jīng)過MPEG-2數(shù)字編碼壓縮器，將200Mb/s以上的速率壓縮到6Mb/s以下，多路被壓縮的MPEG-2數(shù)據(jù)流送入數(shù)字多路復(fù)用器混合，得到1路比6Mb/s高得多的MPEG-2數(shù)碼流，最后送入信道編碼部分。如果需要對電視節(jié)目加擾，可將電視加擾信號送入復(fù)用器。圖中的MPEG-2數(shù)字編碼壓縮器主要技術(shù)性能如下：

輸入信號 PAL（或NTSC ）復(fù)合模擬信號，視頻、音頻模擬信號；

分辨率 CCIR601到SIF；

寬高比 4：3，16：9；

比特率 1.5—15Mb/s，可變；

輸出 E-1、E-3、DS-3、OC-3、ATM可選，2個串行輸出口，1個并行輸出口。

數(shù)字多路復(fù)用器主要技術(shù)性能如下：

輸入信號 4路，RS232或RS422數(shù)據(jù)流（600—19200b/s），Ethernet碼流（2.1Mb/s）,電視加擾信號;

輸出 可與QPSK或QAM調(diào)制器連接，可再次送入復(fù)用器，有2個MPEG-2碼流輸出口，E-3、DS-3、OC-3、ATM可選。

圖7 DVB-S信源編碼方框圖

DVB-S衛(wèi)星數(shù)字電視的信道編碼主要使用卷積碼、RS碼等編碼方式，調(diào)制方式為QPSK調(diào)制，輸出70MHz中頻，最后上變頻到衛(wèi)星頻道，如圖8（a）所示。

圖8（b）是接收端的信道解碼方框圖，與圖8（a）相反，輸出的是MPEG-2數(shù)碼流。

接收衛(wèi)星數(shù)字電視的綜合接收解碼器（IRD）由MPEG-2解碼器和信道解碼器組成，它必須同時合乎DVB-S標(biāo)準(zhǔn)和MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)。

圖8 DVB-S系統(tǒng)方框圖

QPSK調(diào)制器主要性能如表5。

2、DVB-C有線數(shù)字電視

由于有線電視信號在同軸電纜和光纖中傳輸，受外界干擾小，DVB-C規(guī)定使用QAM調(diào)制方式。信道編碼和調(diào)制主要內(nèi)容有：1）頻譜擴散。在數(shù)據(jù)流中加入偽隨機序列，其頻譜如白噪聲的頻譜。2）采用RS編碼。在數(shù)據(jù)包的188個字節(jié)上加16個保護字節(jié)，用來進行前向糾錯。3）比特交織編碼。深度12字節(jié)，用來糾正突發(fā)錯誤。4）QAM調(diào)制。根據(jù)傳輸環(huán)境，可采用16-QAM、3-2QAM、64-QAM、258-QAM。傳輸距離遠、噪聲較大的系統(tǒng)采用低速率的16-QAM、3-2QAM，反之采用高速率的64-QAM、258-QAM。比如64-QAM在8MHz帶寬內(nèi)傳輸速率達38.5Mb/s。5）平方根奈奎斯特濾波器。滾降率15%，以兼顧頻道利用率和非線性失真。M-QAM數(shù)字調(diào)制器主要技術(shù)性能見表6，M=16，32，64，128，256。

有線數(shù)字電視前端如果信號源是錄像機AV輸出，用MPEG-2編碼壓縮器轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)流；如果是衛(wèi)星模擬電視，經(jīng)過高頻頭、衛(wèi)星接收機輸出AV信號，用MPEG-2編碼壓縮器轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)流，多路數(shù)據(jù)流經(jīng)數(shù)字多路復(fù)用器混合成MPEG-2碼流，采用QAM調(diào)制，輸出中頻36MHz或44MHz，再上變頻到有線電視頻道。如果是衛(wèi)星數(shù)字電視，經(jīng)過高頻頭下變頻后送入QPSK-QAM調(diào)制轉(zhuǎn)換器，（QPSK-QAM調(diào)制轉(zhuǎn)換器主要技術(shù)性能見表7），將QPSK轉(zhuǎn)換為QAM調(diào)制信號，再通過上變頻器上變頻到有線電視頻道。最后將多路有線電視頻道混合送入電纜網(wǎng)絡(luò)或者光發(fā)送機，也可以送入寬頻帶微波發(fā)射機。

3、DVB-T開路數(shù)字電視

在開路模擬電視頻段（UHF、VHF），由于建筑物、高山的多次反射和各種噪聲干擾，使開路電視的質(zhì)量不高，并且頻率資源嚴重不足，為此有必要改進為開路數(shù)字電視。開路數(shù)字電視系統(tǒng)由MPEG-2編碼壓縮器、前向糾錯（FEC）、正交編碼頻分復(fù)用器（COFDM）、數(shù)字調(diào)制器、上變頻器組成，最后輸出頻段仍然是UHF、VHF各個頻道，如圖9所示。除了MPEG-2編碼壓縮器、前向糾錯與衛(wèi)星數(shù)字電視和有線數(shù)字電視相同外，正交編碼頻分復(fù)用器是開路數(shù)字電視的特點。這些特點有：（1）在頻域上采用多載波方式，有2000個或8000個載波。（2）在時域上將數(shù)字基帶信號分成若干區(qū)段去調(diào)制多個載波。（3）構(gòu)成DVB-T的某一發(fā)射網(wǎng)絡(luò)的所有發(fā)射站，通過全球定位系統(tǒng)（GPS）被鎖定在某個精密頻率上，使所有發(fā)射機使用同一頻率，在同一時間發(fā)射同一比特信息。

圖9 開路數(shù)字電視廣播系統(tǒng)方框圖

開路數(shù)字電視可以采用QPSK調(diào)制，也可以采用QAM調(diào)制，其輸出上變頻后送入發(fā)射天線向空間發(fā)射。

九、主要網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)

信息傳輸包括傳送、交換和接入3部分，CATV是未來信息傳輸?shù)膶拵Ы尤氩糠?，也可能成為完全的信息傳輸網(wǎng)絡(luò)。寬帶接入網(wǎng)絡(luò)適用于傳送模擬和數(shù)字業(yè)務(wù)，如電話、有線電視、數(shù)據(jù)（會議電視、HDTV、電視購物）等等。為了與其他信息傳輸網(wǎng)絡(luò)連接，CATV也必須符合統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，考慮到有線電視網(wǎng)絡(luò)未來接入國際互聯(lián)網(wǎng)或者廣域網(wǎng)，現(xiàn)對幾種主要網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范做出如下簡單介紹，其中，傳輸和接收數(shù)字電視也離不開這幾種主要網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。

在局部范圍內(nèi)（如1個企業(yè)、1個大廈、1個大飯店內(nèi)）把多臺計算機連接起來互相通信，以共享硬件資源和數(shù)據(jù)信息的網(wǎng)絡(luò)稱為局域網(wǎng)（LAN，Local Area Networks）。當(dāng)前世界上最多的LAN是以太網(wǎng)（Ethernet，局域網(wǎng)的一種），以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)是IEEE802.3系列中的多個標(biāo)準(zhǔn)，包括10BASE、100BASE、1000BASE等多種，它們成功地解決了計算機連接口、連接介質(zhì)和信息傳輸?shù)葐栴}。由于信號在線路上的損耗，各種LAN技術(shù)都限制了局域網(wǎng)的覆蓋范圍，如10BASE5最大傳輸距離500m；10BROAD36適用于有線電視電纜傳輸，最大距離3600m，傳輸速率最高可達到10Mb/s。為了實現(xiàn)計算機的遠距離連接，又制訂了廣域網(wǎng)WAN（Wide Area Networks）標(biāo)準(zhǔn)，包括X..25、幀中繼、ATM、IDSN、SDH等標(biāo)準(zhǔn)（或協(xié)議），主要采用高速調(diào)制解調(diào)器和數(shù)字用戶線路（DSL）來傳輸信號，并采用專用計算機來處理和傳送信號給本地多媒體計算機。

1、國際互聯(lián)網(wǎng)（因特網(wǎng)）協(xié)議

為了把不兼容的WAN和LAN互連而成為國際互連網(wǎng)，需要統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)，以協(xié)調(diào)符合各自網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)（或協(xié)議）的軟件和硬件的運行。這些標(biāo)準(zhǔn)中主要的兩個是傳輸控制協(xié)議TCP（Transimission Control Protocol）和網(wǎng)際協(xié)議IP（Internet Protocol），合稱為傳輸控制/網(wǎng)際協(xié)議（TCP/IP）。IP網(wǎng)絡(luò)比起其他網(wǎng)絡(luò)有下述特點：對子網(wǎng)的特定協(xié)議有高度獨立性，子網(wǎng)之間也有較強的獨立性，子網(wǎng)對用戶特定協(xié)議有高度獨立性。因此，IP的子網(wǎng)可以是以太網(wǎng)、幀中繼、ATM等各種網(wǎng)絡(luò)。

IP是無連接操作協(xié)議，TCP是面向連接的協(xié)議。無連接操作指在數(shù)據(jù)傳輸前，用戶和網(wǎng)絡(luò)間不建立邏輯連接，每個數(shù)據(jù)單元都作為一個獨立的單元傳輸。因此，數(shù)據(jù)單元可以采取不同的路徑以避開網(wǎng)絡(luò)中的故障節(jié)點和擁塞節(jié)點。面向連接操作指在數(shù)據(jù)傳輸前，用戶和網(wǎng)絡(luò)間首先建立起一個邏輯連接，然后通過邏輯連接傳輸數(shù)據(jù)單元，這些數(shù)據(jù)單元之間保持著某種關(guān)系。由于IP數(shù)據(jù)單元的頭信息較長，“位”的開銷大，并且不支持（或很少支持）順序控制和確認功能，用戶數(shù)據(jù)可能會丟失、重復(fù)甚至順序顛倒。傳輸控制協(xié)議TCP卻能解決這些問題，它能很好地完成可靠性控制、流量控制、順序控制等任務(wù)，所以TCP和IP聯(lián)系非常緊密，以致于把TCP和IP緊接在一起，成為TCP/IP協(xié)議。

大家所熟悉的電子郵件（E-mail）、文件傳輸（FTP）、遠程登錄（Telnet）等協(xié)議也符合TCP/IP，是TCP/IP的應(yīng)用層協(xié)議。

2、準(zhǔn)同步數(shù)字體系

目前在電信網(wǎng)絡(luò)中有許多地方采用準(zhǔn)同步數(shù)字體系（PDH），PDH有1.544Mb/s和2.048Mb/s兩種速率，是對64Kb/s電話頻道按等級編組的一套數(shù)字傳輸碼流規(guī)范。它主要為話音業(yè)務(wù)設(shè)計，也可服務(wù)于視頻傳輸。

準(zhǔn)同步數(shù)字體系（PDH）缺點有：（1）只有1.544Mb/s和2.048Mb/s兩種基群信號采用同步復(fù)用，其余高速等級采用異步復(fù)用。為了取出或者插入一個數(shù)據(jù)流，必須在大范圍內(nèi)進行多路復(fù)用和多路解復(fù)用，調(diào)整碼速率。（2）主要是點對點連接，多路復(fù)用的結(jié)構(gòu)使得其他節(jié)點出現(xiàn)故障后很難改線傳輸，也難于測量網(wǎng)絡(luò)性能和管理遠地網(wǎng)絡(luò)單元。（3）沒有足夠的帶寬。（4）在世界范圍內(nèi)存在幾種相互獨立的地區(qū)性標(biāo)準(zhǔn)，難以實現(xiàn)國際互通。

隨著信息社會的發(fā)展，準(zhǔn)同步數(shù)字體系已不能滿足需要，因此，現(xiàn)在信息傳輸大量采用同步數(shù)字體系。

3、同步數(shù)字體系

同步數(shù)字體系（SDH，Synchronous Digital Hierarchy）由若干基本網(wǎng)絡(luò)單元組成，是一個將復(fù)用、傳送、交換、網(wǎng)絡(luò)管理融為一體的多用途信息網(wǎng)絡(luò)，它的核心是同步復(fù)用、信息結(jié)構(gòu)、分插和交叉連接、統(tǒng)一的光接口，具有全世界統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點接口，如64Kb/s電話節(jié)點、寬帶交換節(jié)點。同步數(shù)字體系不僅適用于光纜，也適用于微波和衛(wèi)星傳輸；不僅適用于長途網(wǎng)，也適用于中繼和接入網(wǎng)；不僅與PDH完全兼容，并可接入異步傳輸模式（ATM，Asynchronous Transfer Mode）、寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)（B-ISDN）、同步光纖網(wǎng)絡(luò)（SONET，Synchronous Optical Network）傳送的信息。

SDH的信息結(jié)構(gòu)分成若干標(biāo)準(zhǔn)等級，稱為同步傳送模塊STM-1，傳送速率為155.20Mb/s；4個STM-1同步復(fù)用構(gòu)成STM-4，傳送速率為4×155.20Mb/s=622.080Mb/s；4個STM-4(或16個STM-1)同步復(fù)用構(gòu)成STM-16，傳送速率為4×622.080Mb/s=2488.320Mb/s；依次類推，得到STM-64……。SDH有強大的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，可進行性能監(jiān)視、網(wǎng)絡(luò)維護、實現(xiàn)不同的公司設(shè)備互通等功能。

數(shù)字同步體系SDH的視頻音頻編碼器能夠接收基帶信號，而中頻圖像、擾頻圖像，以及按MPEG-2壓縮后再進行多路復(fù)用和調(diào)制的圖像信號則不能夠直接輸入SDH的視頻音頻編碼器。因此，要在SDH網(wǎng)絡(luò)分配點加入機上變換器和加擾器等設(shè)備。各個公司生產(chǎn)的SDH設(shè)備雖然接口相同，但是編碼器、解碼器的編碼方式為各個公司專用，不能夠兼容，所以不容易在一個系統(tǒng)中混合使用。

從使用方面來看，SDH與PDH存在以下差別：（1）速率不同。PDH有2Mbps、18Mbps、34Mbps和140Mbps（相當(dāng)于1920條話路）幾種；SDH有155Mbps、1440Mbps、2488Mbps和9953Mbps幾種。（2）復(fù)用方式不同。PDH復(fù)用是一級一級往上復(fù)用或者往下解復(fù)用，比如先將4個2Mbps信號復(fù)用為一個8Mbps，4個8Mbps復(fù)用為一個34Mbps，4個34Mbps復(fù)用為一個140Mbps；反之，解復(fù)用逐級往下進行。SDH復(fù)用則是一次完成，從2Mbps一步就復(fù)用到155Mbps，反之，從155Mbps分離出2Mbps信號。（3）光接口標(biāo)準(zhǔn)不同。P DH設(shè)備光接口標(biāo)準(zhǔn)各個公司不統(tǒng)一，所以各個公司設(shè)備必須經(jīng)過光電、電光轉(zhuǎn)換，從而增加大量設(shè)備。SDH統(tǒng)一了光接口標(biāo)準(zhǔn)，不同地區(qū)的光信號無需進行光電轉(zhuǎn)換。（4）PDH沒有足夠的信道來集中管理和調(diào)度全部網(wǎng)絡(luò)；SDH有足夠信道來存放網(wǎng)絡(luò)管理信息。SDH可實現(xiàn)高速大容量數(shù)字傳輸、遠距離可視電話、交互式電視、遠距離醫(yī)療診斷等。

但是，SDH有一些缺點，如頻帶利用率沒有PDH高、抖動性能差、軟件權(quán)利過大等。

4、異步傳輸模式

異步傳輸模式（ATM，Asynchronous Transfer Mode）是實現(xiàn)寬帶數(shù)字綜合業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，采用高速虛擬電路導(dǎo)向的信元交換方式，其中每一個信元都是固定的53bit長度，前5bit用來說明目的地址，其他48bit表示信息。這種方式可以有效地減少信息傳遞過程的延遲及不規(guī)則延遲，因此ATM異步傳輸模式適合于對時間敏感的各種信息傳遞，例如語音、電視視頻和多媒體信息。它的傳輸速度有一個很大的范圍（ATM的可調(diào)節(jié)頻帶寬度為64Kbps——622Mbps），未來將會達到每分鐘10億位（Gigabit）的速度。可根據(jù)不同需要動態(tài)分配帶寬，為了適應(yīng)不同要求的傳輸速度，對視頻、音頻、數(shù)據(jù)采取分級傳輸方式，可應(yīng)用于局域網(wǎng)，也可以應(yīng)用于廣域網(wǎng)。此外，ATM還可直接延伸到桌上型電腦，以便讓應(yīng)用軟件發(fā)揮ATM的多種功能。

ATM兼具電路交換系統(tǒng)和包交換系統(tǒng)。電路交換系統(tǒng)雖然可以保持一定頻帶寬度和時間延遲，但是頻率資源無法共享。初期電話交換系統(tǒng)每次通話時，都必須在發(fā)話方和受話方中間建立一條專門的線路，在同一時間內(nèi)，只能有一對使用者，即使線路處于空閑狀態(tài)，其他用戶也無法分享。后來的時分多工技術(shù)為每一個用戶劃分出一個特定時隙來傳輸數(shù)字語音，但這個時隙也具有嚴格的專屬性，即同一時間內(nèi)，其他用戶也無法分享。因此，電路交換系統(tǒng)使得頻率資源大量浪費。隨著計算機技術(shù)飛速發(fā)展，另一種語音數(shù)字傳輸技術(shù)開始興起，這就是包交換技術(shù)。用戶傳送的信息被切割成長短不一的片斷，每一片斷包含有地址信息，以信息包的形式在網(wǎng)絡(luò)上流動。目前，許多公司已經(jīng)開發(fā)出很多ATM產(chǎn)品，例如：25M/100M網(wǎng)絡(luò)卡、ATM集線器、局域網(wǎng)模擬程式、ATM廣域網(wǎng)交換器等等。這些產(chǎn)品將為在大范圍內(nèi)實現(xiàn)影視點播、遠距離教學(xué)和多媒體服務(wù)打下了堅實基礎(chǔ)。

我國電信部門由于歷史原因，在廣域網(wǎng)上運行有多種不同協(xié)議或標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備，如符合DDN（數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)）、X.25、ATM、幀中繼、ISDN、ChinaNet、169網(wǎng)等平臺的設(shè)備。為了兼顧這些設(shè)備，電信公司不得不發(fā)展支持多協(xié)議、多業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，這就是在ATM基礎(chǔ)上的標(biāo)記交換（MPLS標(biāo)準(zhǔn)）技術(shù)，它既支持IP，又支持多協(xié)議、多業(yè)務(wù)的路由交換機，他們正在建設(shè)FTTSA（Fiber to the Service Area，光纖到服務(wù)區(qū)），而FTTH（Fiber to the Home，光纖到家）則是未來發(fā)展的目標(biāo)。在省會之間構(gòu)成1級環(huán)網(wǎng)，地市之間構(gòu)成2級環(huán)網(wǎng)，第3級則是縣和縣以下構(gòu)成星形網(wǎng)絡(luò)。在服務(wù)區(qū)內(nèi)是對稱的高比特速率數(shù)字用戶線（HDSL），上、下行傳送速率2Mb/s左右，雙向傳輸，作局域網(wǎng)?；蛘卟捎梅菍ΨQ數(shù)字用戶線（ADSL），下行傳送速率2-8Mb/s，雙向傳輸，上行傳送速率160-640Kbps。

我國有線電視網(wǎng)絡(luò)（包括數(shù)字微波）采用的是SDH來實現(xiàn)全省聯(lián)網(wǎng)，其中主要設(shè)備有用于點播的視頻服務(wù)器、電纜調(diào)制解調(diào)器、路由器（Router）、數(shù)字局端機（HDT）和用戶接口單元等。而各個有線電視臺可采用10/100/1000Mbps以太網(wǎng)和G位路由交換機來建設(shè)寬帶IP城域網(wǎng)，在SDH網(wǎng)絡(luò)上運行IP，進而在光纜網(wǎng)上運行IP，實現(xiàn)以IP為基礎(chǔ)的全國聯(lián)網(wǎng)。如果采用密集波分復(fù)用（DWDM）技術(shù)，還可擴展帶寬。

由于我國大多數(shù)有線電視臺已經(jīng)建成光纜電纜混合網(wǎng)，在其光纜干線部分，都有多余的光纖，一般是2芯以上（網(wǎng)絡(luò)設(shè)計時的備用光纖，所以完全可利用這些多余光纖來建設(shè)寬帶IP網(wǎng)?，F(xiàn)在已推出了一種交互式數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)（SDV），它包含了數(shù)字節(jié)點和模擬節(jié)點，既可與電信網(wǎng)連接，又可與現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)連接。