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[導讀]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

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

人們習慣于用產(chǎn)品的技術性能指標作為衡量產(chǎn)品質量優(yōu)劣的標志。但這只是一個方面,還不能反映產(chǎn)品質量的全貌。只有既具備良好的技術性能,又經(jīng)久耐用、充分可靠的產(chǎn)品才能算真正質量好的產(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,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,單位時間內發(fā)生失效的概率,常用10-9/h作為基準單位,稱為一菲物(fit)。

平均壽命時間(MTTF)為設備或系統(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為6MHz,色差信號(R-Y和B-Y)最高頻率設為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聯(lián)的,在同一行內相鄰像素之間、相鄰兩行之間、相鄰幀之間都有相關性,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)??臻g冗余指1幀內規(guī)則的圖像或者圖像中相似的內容,這些像素都有很強的相關性,因此可進行幀內壓縮,只對沒有相關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性進行幀間壓縮,即從過去幾幀圖像的內容預測下一幀圖像,僅僅把與前幾幀不相同的數(shù)據(jù)進行預測編碼。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大圖像壓縮編碼標準:JPEG(Joint Photographics Expert Group,聯(lián)合圖片專家組)標準、MPEG(Motion Picture Expert Group,活動圖像專家組)標準和H.261,其中MPEG標準是最常用的標準。

1、JPEG標準

JPEG標準主要針對靜止圖像,也被應用于活動圖像。它壓縮比較低,對于中等復雜程度的彩色圖像,其壓縮比與圖像質量的關系如表3所示。

2、MPEG標準

MPEG標準主要包括MPEG-1和MPEG-2兩種標準,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標準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準,適于各種應用,如存儲媒體、分配傳輸和通信等。

MPEG-2標準全部項目有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部分視頻是標準的核心,它采用幀間和幀內相結合的壓縮方法。1)減少時域冗余度。MPEG把活動圖像劃分為I幀(幀內圖)、P幀(預測圖)和B幀(插補圖)。I幀僅作幀內壓縮編碼,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幀僅作正向幀間預測, 對預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標準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(幀內圖),而且包含運動信息(幀間預測圖、插補圖)。

MPEG-1標準的平均壓縮比為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標準的音頻相兼容,主要用于壓縮活動圖像。

3、H.261標準

H.261標準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整,該標準不適用于廣播電視。

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備成為不可能。

八、數(shù)字視頻廣播標準

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)字視頻及其相關的交互式業(yè)務在世界范圍內統(tǒng)一,采取了廣播電視質量介于模擬電視和HDTV之間的數(shù)字視頻廣播(DVB,Digital Video Broadcast)標準。這些標準由數(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標準的各種數(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)字視頻廣播標準,這對設備研制、生產(chǎn)、有線電視業(yè)者和用戶都很重要。比如合乎標準的數(shù)字用戶終端,將導致設備制造商和供應商的競爭,給用戶帶來價格和質量上的好處?,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標準的核心內容是在信源編碼、視音頻壓縮和復用部分采用了MPEG標準。而在信道編碼和調制部分制訂了一系列標準,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的調制方式和信道編碼。這些標準包括:

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。

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

DVB正在完善的標準包括交互式電視系統(tǒng)標準(DVB-I)、交互系統(tǒng)網(wǎng)絡協(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)務數(shù)字網(wǎng)(ISDN)的頻道標準、DVB和SDH及ATM的接口標準。

DVB標準不僅適用于現(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,標準清晰度電視為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的信道編碼標準實現(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)字信號的壓縮和復用。例如幀間和幀內運動補償(去掉時間冗余)、離散余弦變換(組織信息內容)、可變長游程編碼(去掉信息冗余)。

在復用方面規(guī)定了視頻、音頻數(shù)據(jù)流的復用方式、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用器。圖中的MPEG-2數(shù)字編碼壓縮器主要技術性能如下:

輸入信號 PAL(或NTSC )復合模擬信號,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)字多路復用器主要技術性能如下:

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調制器連接,可再次送入復用器,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,調制方式為QPSK調制,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標準和MPEG-2標準。

圖8 DVB-S系統(tǒng)方框圖

QPSK調制器主要性能如表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調制方式。信道編碼和調制主要內容有: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)字調制器主要技術性能見表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編碼壓縮器轉換成數(shù)據(jù)流,多路數(shù)據(jù)流經(jīng)數(shù)字多路復用器混合成MPEG-2碼流,采用QAM調制,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調制轉換器,(QPSK-QAM調制轉換器主要技術性能見表7),將QPSK轉換為QAM調制信號,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)、正交編碼頻分復用器(COFDM)、數(shù)字調制器、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)段去調制多個載波。(3)構成DVB-T的某一發(fā)射網(wǎng)絡的所有發(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調制,也可以采用QAM調制,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)絡標準

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。寬帶接入網(wǎng)絡適用于傳送模擬和數(shù)字業(yè)務,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)絡連接,CATV也必須符合統(tǒng)一的網(wǎng)絡標準,考慮到有線電視網(wǎng)絡未來接入國際互聯(lián)網(wǎng)或者廣域網(wǎng),現(xiàn)對幾種主要網(wǎng)絡標準與規(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)絡標準。

在局部范圍內(如1個企業(yè)、1個大廈、1個大飯店內)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)絡稱為局域網(wǎng)(LAN,Local Area Networks)。當前世界上最多的LAN是以太網(wǎng)(Ethernet,局域網(wǎng)的一種),以太網(wǎng)標準是IEEE802.3系列中的多個標準,包括10BASE、100BASE、1000BASE等多種,它們成功地解決了計算機連接口、連接介質和信息傳輸?shù)葐栴}。由于信號在線路上的損耗,各種LAN技術都限制了局域網(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)標準,包括X..25、幀中繼、ATM、IDSN、SDH等標準(或協(xié)議),主要采用高速調制解調器和數(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)一的國際標準,以協(xié)調符合各自網(wǎng)絡標準(或協(xié)議)的軟件和硬件的運行。這些標準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)絡比起其他網(wǎng)絡有下述特點: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。

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,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的應用層協(xié)議。

2、準同步數(shù)字體系

目前在電信網(wǎng)絡中有許多地方采用準同步數(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)務設計,也可服務于視頻傳輸。

準同步數(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用,其余高速等級采用異步復用。為了取出或者插入一個數(shù)據(jù)流,必須在大范圍內進行多路復用和多路解復用,調整碼速率。(2)主要是點對點連接,多路復用的結構使得其他節(jié)點出現(xiàn)故障后很難改線傳輸,也難于測量網(wǎng)絡性能和管理遠地網(wǎng)絡單元。(3)沒有足夠的帶寬。(4)在世界范圍內存在幾種相互獨立的地區(qū)性標準,難以實現(xiàn)國際互通。

隨著信息社會的發(fā)展,準同步數(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)絡單元組成,是一個將復用、傳送、交換、網(wǎng)絡管理融為一體的多用途信息網(wǎng)絡,它的核心是同步復用、信息結構、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)務數(shù)字網(wǎng)絡(B-ISDN)、同步光纖網(wǎng)絡(SONET,Synchronous Optical Network)傳送的信息。

SDH的信息結構分成若干標準等級,稱為同步傳送模塊STM-1,傳送速率為155.20Mb/s;4個STM-1同步復用構成STM-4,傳送速率為4×155.20Mb/s=622.080Mb/s;4個STM-4(或16個STM-1)同步復用構成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)絡管理系統(tǒng),可進行性能監(jiān)視、網(wǎng)絡維護、實現(xiàn)不同的公司設備互通等功能。

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用和調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)絡分配點加入機上變換器和加擾器等設備。各個公司生產(chǎn)的SDH設備雖然接口相同,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(相當于1920條話路)幾種;SDH有155Mbps、1440Mbps、2488Mbps和9953Mbps幾種。(2)復用方式不同。PDH復用是一級一級往上復用或者往下解復用,比如先將4個2Mbps信號復用為一個8Mbps,4個8Mbps復用為一個34Mbps,4個34Mbps復用為一個140Mbps;反之,解復用逐級往下進行。SDH復用則是一次完成,從2Mbps一步就復用到155Mbps,反之,從155Mbps分離出2Mbps信號。(3)光接口標準不同。P DH設備光接口標準各個公司不統(tǒng)一,所以各個公司設備必須經(jīng)過光電、電光轉換,從而增加大量設備。SDH統(tǒng)一了光接口標準,不同地區(qū)的光信號無需進行光電轉換。(4)PDH沒有足夠的信道來集中管理和調度全部網(wǎng)絡;SDH有足夠信道來存放網(wǎng)絡管理信息。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)務的網(wǎng)絡標準,采用高速虛擬電路導向的信元交換方式,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,可應用于局域網(wǎng),也可以應用于廣域網(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,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,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。隨著計算機技術飛速發(fā)展,另一種語音數(shù)字傳輸技術開始興起,這就是包交換技術。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)品將為在大范圍內實現(xiàn)影視點播、遠距離教學和多媒體服務打下了堅實基礎。

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)議或標準的設備,如符合DDN(數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng))、X.25、ATM、幀中繼、ISDN、ChinaNet、169網(wǎng)等平臺的設備。為了兼顧這些設備,電信公司不得不發(fā)展支持多協(xié)議、多業(yè)務的網(wǎng)絡技術,這就是在ATM基礎上的標記交換(MPLS標準)技術,它既支持IP,又支持多協(xié)議、多業(yè)務的路由交換機,他們正在建設FTTSA(Fiber to the Service Area,光纖到服務區(qū)),而FTTH(Fiber to the Home,光纖到家)則是未來發(fā)展的目標。在省會之間構成1級環(huán)網(wǎng),地市之間構成2級環(huán)網(wǎng),第3級則是縣和縣以下構成星形網(wǎng)絡。在服務區(qū)內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(包括數(shù)字微波)采用的是SDH來實現(xiàn)全省聯(lián)網(wǎng),其中主要設備有用于點播的視頻服務器、電纜調制解調器、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寬帶IP城域網(wǎng),在SDH網(wǎng)絡上運行IP,進而在光纜網(wǎng)上運行IP,實現(xiàn)以IP為基礎的全國聯(lián)網(wǎng)。如果采用密集波分復用(DWDM)技術,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)絡設計時的備用光纖,所以完全可利用這些多余光纖來建設寬帶IP網(wǎng)。現(xiàn)在已推出了一種交互式數(shù)字視頻網(wǎng)絡(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。 

 

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