在CATV上基于QPSK的数据广播

 
(深圳傲龙宽频科技有限公司 罗宣高)
　　1数据广播的发展和现状
　　在诸多的信息传播媒介中，广播电视信息是覆盖面最大、最具有开发潜力的。在我国，广播电视的普及率已接近发达国家，电视人口覆盖率已经超过82%，成为中国的主要信息传播媒介。而有线电视的入户带宽为750MHz。因此越来越多的人看到广播电视信道的巨大开发潜力，有线电视网的综合利用是目前国内外公司的开发热点。一些发达国家如美国、欧洲，在通信事业非常发达的情况下，仍不遗余力的开发广播电视网络的多功能利用，开展数据广播。传统的广播电视网是用于传送广播、电视节目的。也是它的最主要的功能。广播电视网的多功能应用以数据业务为主。
　　以现有的CATV网络传输多种信息的技术来看，在面临数字电视时代到来的情况下，CATV现已开展的多功能应用主要分为数据广播和双向数据通信。电缆调制解调器的应用是以国际互联网(Internet)的日益普及为前提的。而CATV的多功能应用是多种多样的。而且远不止如此。有关CATV的多功能应用的想法天天都在产生。
表中的三大类应用中，我们还可以按信号是否需要回传来区分成双向应用和单向应用。传统的模拟电视、数据广播、准视频点播等属于单向应用。视频点播、计算机联网属于双向应用。双向应用要对现有的单向CATV网进行改造。而单向的应用则不必。当然双向的应用是最为激动人心的，也是最有前途的应用。
　　数据业务肯定是目前最为可行的应用，也是目前正在大规模应用的技术。随着电缆调制解调器技术的日益成熟，以Internet接入为主的数据业务在CATV网络上的应用也越来越多。
　　另一方面，由于双向CATV网络还不普及，HFC结构的双向CATV网络仍在建设中。据有关数据表明，即使在有线电视多功能应用较为先行的美国，可进行双向多功能应用的网络也只有17%。因此目前有很多CATV多功能应用是基于传统的单向业务，如VBI图文数据传输，以电话为回传的下行速率达27 Mbps的宽带数据接入系统，正程图文数据系统等。这些应用不对CATV网络提出更多的要求，而只是利用其丰富的频带资源和进入千家万户这一巨大优势，以人们对信息的渴求这一动力。下面是几种典型的应用。
　　1.1 电视伴音的多功能应用及NICAM
　　电视的伴音通道还有频带可以利用。因此可用来传输另外一套伴音。目前大多数节目还没有第二伴音。因此可用来传输数据。香港的电视节目中的丽音功能就是数字化的第二伴音。
　　1.2 电视信号的场逆程数据行-图文电视Teletext
　　这是目前应用较广的一种广播电视多功能应用。图文电视是附加电视信号上的一种数据信号，它插入到电视信号的场逆程（VBI）中，可利用的电视行中第6/318行开始到第22/334行止。图文电视一般使用10行左右，这样每个电视频道的数据传输速率约160kbps。目前中心电视台，山东，四川及浙江电视台的电视信号都携带VBI图文数据广播信息。另有一种全程图文电视数据广播。它是将整个电视信号的每一行都用来传送数据信息。一场可插入300多个数据行，数据传输速率为4.8 Mbps。一般有线台的频带资源丰富，可以专门开辟一个频道来作全程图文数据广播。 然而，场逆程图文电视数据广播存在着数据速率低，误码率高等缺点。
　　目前在国内市场上广泛可见的图文股票接收机，就是基于场逆程图文电视的典型应用。从这类股票接收机近年来的市场销售来看，用户对信息的需求是迫切的。要害是能为用户所接受的消费价格和感爱好的信息。
　　1.3 调频广播副载波多工利用
　　这也是目前应用较广的数据广播。也称SCA。利用调频副载波可以将数据信号加到立体复合信号中形成复合基带信号，然后对调频发射机进行调制，副载波频率通常选在53kHz和95kHz之间。多工信号的电平一般很小，以使立体声的指标不受影响。我国目前已有调频广播电台利用SCA技术播出股票、期货 的语音广播。并已有公司开发出在90kHz副载波上9600波特率的数据广播，通过电脑串口接收数据。但目前应用在股票的实时行情播放时，速度仍嫌较慢。国外有利用SCA和RDS技术来传送交通信息和GPS差分数据。
　　1.4 基于DVB-S的卫星数据广播
　　随着近年DVB-S的成熟应用，通过DVB-S进行数据广播已进入实际应用阶段，国外有Astra，Eutelsat，和Hispasat在内的许多欧洲卫星公司都已开展了卫星数据广播业务。基于DVB数据广播所涉及的技术标准已获得广泛的认同，我国也早已开始基于DVB-S的数据广播，国内卫星教育电视台已经开始了这方面的实际应用，主要用于远程教学和气象信息的广播，而且由于采用了DVB数字视频广播标准，在技术和产品上比有线电视网络中的应用要成熟得多。模拟卫星数据广播早期利用频分复用原理在7.28MHz副载波上传送NICAM数字声。在8.35MHz副载频上传送一路调频广播，也属于数据广播得范围。
　　近年来，随着人们对信息的日益渴求，非凡是证券信息和远程教育的需求，国内很多厂家顺应这一需求，开发出具有中国特色的有线电视数据广播产品，它们有别于基于VBI的模拟技术，采用了全数字技术，极大的增加了信息广播的带宽，前端投入小，终端成本低，具有良好的市场前景，目前已有几家公司的产品投入市场。当然，由于这几家公司的数据广播产品实在DVB数字视频广播标准还未完全成熟应用的背景下开发出来的，目前各家的产品互不兼容，且在数据广播协议上也不符合DVB数字视频广播标准，因此客观的说，存在着很大的缺陷。

　　2 国内现有的几种在CATV上的数据广播产品
　　国内现有的几种用于CATV网络上的宽带数据广播产品，码采用的都是QPSK调制解调技术，在一个PAL制式的8MHz带宽上数据传输的速率为2~10Mbps。通道编码也各不相同，数据广播协议基本上都采用的是基于ip的多目广播及自定义的数据广播协议。表2列出3家目前已在国内有线电视台应用的数据广播产品的比较。

　　3 QPSK还是QAM
　　当人们谈到基于DVB的数据广播产品，总是对目前基于QPSK的数据广播产品有一些疑虑，认为它不是发展的方向，技术水平不高，但为什么目前还是有那么多的有线电视台开始采用这一产品呢？因为这一类的产品完全是在有市场需求的环境下，自生自灭的发展起来的，同时由于它投入少，价格低，很适合我国的国情。目前由于图文股票接收卡市场十分混乱，盗板卡严重的影响了有线电视台的收入，使得电视台经营者开始对其失去信心，转而寻求一种新的数据广播产品。基于QAM/DVB标准的数据广播产品，前端成本昂贵，而且技术水平还不十分成熟，终端成本也相对较高，使得有线电视台或投资者对此十分谨慎。于是，基于QPSK的数据广播产品应运而生。

　　目前DVB-C系统中都采用64QAM或256QAM加FEC的方法，它可以利用现有的电视频带传输更多的信息。但考虑到我国的CATV系统由于各种客观和人为的因素质量普遍较差，线型不合、终端不匹配造成的信号反射、多径干扰等都使得QAM技术在CATV网中效果不理想，据实际测试运营的结果，在一些较好的有线电视网中仅能构支持64QAM的传输，而QPSK调制技术具有较强的抗干扰能力，况且在HDTV到来以前的这段时间内，现有的大多数有线电视台的电视频道资源能够满足国民的信息传输需求。从总体发展的角度来讲，QPSK和64QAM应根据实际的网络情况而定，系统应该能支持这两种调制方式。
　　然而，应该指出的是，目前国内数据广播产品还并不成熟，各个厂家各自为战，产品互不兼容，业务五花八门。本人认为，目前争论QPSK或QAM/DVB只是一个技术水平的问题，要害的问题是要建立一个开放的数据广播平台。在这一点上，有远见的厂家应该走到一起来，就数据广播系统的平台协议和业务制定一个开放的标准，共同推动这一市场，才会得到大发展。