ATSC和DVB數(shù)字電視系統(tǒng)的比較
2009年美國將全面停止模擬電視的播放,ATSC制數(shù)字電視的銷量將會大幅度增長,因此,國內許多廠家紛紛瞄準了ATSC標準的數(shù)字電視產品的研發(fā)。由于我國大部分數(shù)字電視工程師都具有一定的DVB產品的開發(fā)經驗,而DVB和ATSC的標準雖然在原理上相似,但實際的標準還是存在著很大的差異。
本文的主要目的是幫助DVB開發(fā)人員了解ATSC標準。本文并不涉及兩種標準在物理層面(如調制解調)的差別,而主要討論上層協(xié)議的區(qū)別,主要集中在如下四個方面:
- 音頻壓縮
- 服務信息系統(tǒng)
- 條件接收系統(tǒng)
- 數(shù)據(jù)廣播
1 音頻壓縮
ATSC數(shù)字電視接收器必須具備Digital Audio Compression (AC-3)音頻壓縮算法的解碼能力,算法的具體細節(jié)可以參考文獻[2]。
AC-3算法與ISO/IEC 13818-3(參考文獻[3])相比,在多通道編碼方面的表現(xiàn)比較出色。AC-3一共包含有5.1個聲道:左前(L)、中央(C)、右前(R)、左環(huán)繞(Ls)、右環(huán)繞(Rs)和一個超重低音(LFE)。超重低音頻寬是其它幾個聲道的1/10,因此稱為5.1聲道。通道的結合方式有1/0、1+1/0、2+1/0、3+1/0、2/1、3/1、2/2、3/2這8種,其中斜杠前表示前聲道的個數(shù),斜杠后表示后環(huán)繞聲的個數(shù),在8種組合中都可選擇加設超低音通道。
對比DVB
DVB的音頻壓縮算法必須遵從ISO/IEC 13818-3[3]標準,因此ISO/IEC 13818-3模塊對DVB的接收系統(tǒng)來說是必不可少的;相比之下,ATSC采用的是AC-3標準,因此,ISO/IEC 13818-3對于ATSC接收器來說是可選模塊,而AC-3音頻解碼模塊是不可缺少的。
雖然在DVB和ATSC系統(tǒng)中都可以把AC-3的音頻流映射到MPEG的Multiplex上傳輸,但是在實現(xiàn)方式上還存在著一些差異。
表1列出了AC-3音頻流在ATSC和DVB系統(tǒng)中的傳輸比較。其中registration descriptor僅僅存在于ATSC系統(tǒng),因為在DVB系統(tǒng)中,AC-3 descriptor是公開的描述符,無需用registration descriptor來注冊。
2 服務信息表
電子節(jié)目指南(EPG)是數(shù)字電視中非常重要的部分,它相當于傳統(tǒng)報紙上的節(jié)目表。而電子節(jié)目指南則是基于TS流中的Service Information(SI)而構造的。
DVB和ATSC標準分別定義了各自不同的SI結構,采用不同的機制來產生EPG。本章后續(xù)部分將介紹ATSC的SI1系統(tǒng),并將其與DVB進行對比。
● 層次結構
ATSC包含了層次化的表格來描述系統(tǒng)信息和節(jié)目指南數(shù)據(jù)(參考文獻[4])。其中,一個公用的基礎PID(Base PID)是所有表格的入口,它被顯示定義為0x1FFB,根據(jù)Base PID可以在地面廣播系統(tǒng)和有線電視系統(tǒng)中定位如下表格。
- System Time Table (STT)——包含同步所需的時間信息
- Master Guide Table (MGT)——包含其它相關表格的大小,PID以及版本號
- Rating Region Table (RRT)——包含不同地區(qū)和國家的節(jié)目等級信息
- Virtual Channel Table (VCT)——包含節(jié)目導航和轉換的虛擬頻道表格
- The optional Directed Channel Change Table (DCCT)——在特定時間特定環(huán)境下要求接受者轉換到特定的虛擬頻道上去
- The optional Directed Channel Change Selection Code Table (DCCSCT)——基本種類列表和位置代碼表的擴展
事件信息表(Event Information Table, EIT)也是SI系統(tǒng)的一部分,它們的PID定義在MGT之中。每一個EIT都按照VCT里面所定義的虛擬頻道列出電視節(jié)目(事件)清單,并按照時間先后從EIT-0到EIT-127排序。ATSC標準規(guī)定,每一個EIT必須有3個小時的時間長度,而且所有EIT的開始時間都被限制在0:00(午夜),3:00,nbs p; 6:00, 9:00,12:00(中午),15:00,18:00和21:00(所有的時間都是UTC制)。這樣,EIT-0代表的就是當前3個小時內的所有電視節(jié)目,EIT-1代表的是接下來3個小時的信息,而每隔三個小時,原先的EIT-0就被廢棄,之前的EIT-1將取代EIT-0的位置,依此類推。另外,ATSC還定義了可選的擴展文字表(Extended Text Table,ETT),ETT包含了有關EIT的相對比較長的文字描述,它們的PID也同樣包含在MGT中。
圖1描述了上述表格的層次結構。在一個數(shù)字電視TS流中,SI表格必須包含對當前TS流中所有的數(shù)字電視頻道的描述,同時為了方便起見,還可能包括了相關的模擬頻道信息以及其它TS流中的數(shù)字頻道信息。對于地面廣播系統(tǒng),STT, TVCT(VCT的地面版本),MGT和前4個EIT都是強制要求的;對于有線電視系統(tǒng),STT,CVCT(VCT的有線版本)或者TVCT,以及MGT都是必需的。
● 與DVB-SI的比較
圖 2說明了DVB SI表格的層次結構??偟膩碚f,DVB-SI和ATSC-SI的目的都是為了構造EPG,他們在功能上是相似的。例如:ATSC的STT就時間同步功能來說等價于DVB中的TDT,ATSC的VCT就虛擬頻道(服務)描述來說和DVB中的SDT等價,ATSC和DVB中的EIT同樣提供TV節(jié)目清單。
即便如此,ATSC-SI和DVB-SI仍然存在如下一些差異:
1. 節(jié)目標識:在DVB系統(tǒng)中,節(jié)目總是以original network id/ transport stream id/ service id的方式標識的。其中original network id是由授權中心頒發(fā)給經認證的運營商或者廣播商的。采用這種聯(lián)合方式來標識能夠方便收費和訂閱信息的管理。而在ATSC系統(tǒng)中,不存在original network id的標識,用戶能看到的是一個類似于2-1主次號結合的標識符,這里主號2是廣播商的NTSC牌照,該廣播商的所有服務都采用該主號來標識;次號1是用來在該主號群組中標識特定的服務,次號0預留給該廣播商的模擬頻道服務,1-999可以用來標識數(shù)字電視服務(圖3顯示的是采用主次頻道結合標識的一個例子)。這種機制使得transport stream id和service id對電視終端用戶不可見。
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