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1数字电视概念
1.1数字电视定义
数字电视是电视数字化和网络化后的产物。数字电视是一个系统,是指从电视节目采集、制作、编辑、播出、传输、用户端接收、显示等全过程的数字化,换句话说就是系统所有过程信号全是由O、1组成的数字流。
数字电视已不仅仅是传统意义上的电视,而是能提供包括图像、数据、语音等全方位的服务,是3C融合的一个典范,是计算机、传输平台、消费电子三个环节的聚焦点。
1.2数字电视与模拟电视的对比
数字电视采用的技术与原模拟电视有着很大的不同。其技术比较见下表。
1.3数字电视的优势
1)现有模拟电视频道带宽为8MHz,只能传送一套普通的模拟电视节目。采用数字电视后一个频道内就传送1—8套数字电视节目(随着编码技术的改进,传送数量还会进一步提高),电视频道利用率大大提高。
数字电视与模拟电视的技术比较
模拟电视
数字电视
描述
采用模拟信号传输电视图像、伴音、
附加功能等信号
采用数字信号传输电视图像、伴音、附加功能等信号
信源编解码
因为信号数据量不大。所以不存在信息编码压缩问题
电视信号数字化后,其信号的数据传输率很高。须具有良好的数据编码压缩技术
复用
无夏用器,视频、音频信号分别传输
将编码后的视频、音频、辅助数据信号分别打包后复合成单路串行的比特流,使数字电视具备了可扩展性、分级性、交互性、与网络的互通性
信道编解码调制解调
图像信号按行、场排列,并具有行、
场同步信号、前后均衡脉冲等,并对
视频信号有补偿处理。调制方式一般采用调频或调幅
有压缩及复用,传送时的信号不再有模拟电视场、行标志及概念。通过
纠错、均衡来提高信号抗干扰能力,调铡采用QAM、COFDM等新方法。
且随着调制方法技术的改进。传输效率会进一步提高
特点
信号数据量少,技术成熟.价格便宜
信号不易在传输中失真,清晰度高,占用频带窄。数字电视信号可方便地在数字网络中传输,与计算机具有良好接口。
2)清晰度高、音频效果好、抗干扰能力强。在同样覆盖范围内,数字电视的发射功率要比模拟电视小一个数量级。
3)可以实现移动接收、便携接收及各种数据增值业务,实现视频点播等各种互动电视业务,实现加密/解密和加扰/解扰功能,保证通信的隐秘性及收费业务。
4)系统采用了开放的中间件技术,能实现各种交互式应用,可与计算机网络及互联网等的互通互连。
5)易于实现信号存储,而且存储时间与信号的特性无关,易于开展多种增值业务。
6)由于保留了现有模拟电视视频格式,用户端仅需加装数字电视机顶盒即可接收数字电视节目,利于系统的平稳过渡,减少消费者的经济负担。
1.4数字电视的应用范围
1)基本业务:只要节目源许可,用户可以收看数百套数字电视节目,以及几十套调频广播节目和数字音频广播(DAB)节目。
2)扩展业务:可提供如图文电视、电视会议、数据信息广播、加密电视、视频点播等。
3)增值业务:可通过双向传输系统进行交互式的多功能应用,如互联网接入、远程教学、远程医疗、电子邮件、计算机联网、数据通讯、家庭保安监控等多媒体信息服务。
1.5数字电视的弱点
数字电视并不是完美无缺的,它同样存在着一些弱点。例如在取样的过程、量化误差、压缩编码所带来的信号损伤,在节目制作及传输过程中贯通延迟。有些损伤可以修复,并不影响图像的最终质量,而有些损伤只能通过一些补偿措施削弱它的影响,但这并不能影响电视领域向数字化的转变。与电视信号数字化后所带来的好处相比,这些影响往往会被忽略。
2数字电视分类
2.1按信号传输方式可分为:地面无线传输数字电视(地面数字电视);卫星传输数字电视(卫星数字电视);有线传输数字电视(有线数字电视)。
2.2按图像清晰度可分为三大类
1)数字高清晰度电视(HDTV):需至少720线逐行或1080线隔行扫描、屏幕宽高比应为16:9、采用杜比数字音响,能将高清晰格式转化为其他格式并能接收并显示较低格式的信号,图像质量可达到或接近35mm宽银幕电影的水平。
2)数字标准清晰度电视(SDTV):必须达到480线逐行扫描,能将720逐行、1080隔行等格式变为480逐行输出,采用杜比数字音响。对应现有电视的分辨率,其图像质量为演播室水平。
3)数字普通清晰度电视(LDTV):显示扫描格式低于标准清晰度电视,即低于480线逐行扫描的标准。对应现有VCD的分辨率。
2.3按照产品类型可分为
数字电视显示器、数字电视机顶盒和一体化数字电视接收机;
2.4按显示屏幕幅型比分类
数字电视可分为4:3和16:9幅型比两种类型。
3数字电视技术
数字电视的实现,以下几项技术是关键:
3.1数字电视的信源(视频、音频)编解码技术在1920x1080显示格式下,数字化后信号的数码率在传输中高达995Mbit/s,这比现行模拟电视的传输信息量大得多,因此必须去除图像信号中的多余信息,将数码率压缩到能在一个8MHz模拟电视信道中传送。视频编码技术主要功能是完成图像的压缩,使数字电视的信号传输量由995Mbit/s减少为20Mbit/s~30Mbit/s。国际组织已经制定了对图像进行压缩编码的标准有JPEG(静态图像压缩编码标准)、MPEG-2(运动图像压缩编码标准)等。音频编解码主要功能是完成声音信息的压缩。对伴音进行压缩编码标准有MPEG伴音压缩编码标准、AC-3等。
3.2数字电视的复用系统
数字电视的复用系统从发送端信息的流向来看,它将视频、音频、辅助数据等编码器送来的数据比特流,经处理复合成单路串行的比特流,送给信遭编码及调制。接受端与此过程相反。在HDTV复用传输标准方面,美国、欧洲、日本都采用了MPEG-2标准。
3.3数字电视的信道编解码及调制解调
为了提高传输的频带利用率,通过调制把传输信号放在载波或脉冲串上,为发射做好准备。数字电视采用多进制调制方法,例如:残留边带调制(VSB);正交振幅调制(QAM);四相相移键控调制(QPSK);差动四相相移键控调制(DQPSK);编码正交频分复用调制(COFDM)等。
为了提高数字电视传输的可靠性,通过纠错编码、网格编码、均衡等技术,提高信号的抗干扰能力,方法如:里德一索罗门码、卷积码、交织、格状编码调制等。美国、欧洲、日本数字电视的制式、标准不统一,主要是指在该方面的不同。
4数字电视标准
数字电视标准是指数字电视采用的视音频采样、压缩格式、传输方式和服务信息格式等的规定。目前投入使用的有三种:
美国的ATSC(先进电视系统委员会);欧洲的DVB(数字视频广播);日本的ISDB(综合服务数字广播)。
每一种标准对于信源的处理、画面格式及传输方式等方面均有一些差别。每一种数字电视标准又可分为卫星传输、电缆传输和地面传输方式。
4.1美国ATSC标准
ATSC标准由四个层级组成,最高为图像层,确定图像的形式,包括象素阵列、幅型比和帧频。接着是图像压缩层。再下来是系统复用层,特定的数据被纳入不同的压缩包中。最后是传输层,确定数据传输的调制和信道编码方案。下面两层共同承担普通数据的传输。上面两层确定在普通数据传输基础上运行的特定配置,如HDTV或SDTV;还确定ATSC标准支持的具体图像格式。
另外,ATSC还开发并通过了可为采用50Hz帧频的国家使用的另行标准。
ATSC成员30个,其中有美国国内成员20个、来自阿根廷、法国、韩国等7个国家的成员10个,中国的广播科学研究院也参加了ATSC组织。
ATSC标准定义的画面格式
支持室内接收、移动接收等需求,包括4个系统。
1)DVB传输系统:涉及卫星、有线电视、地面、SMATV、MMDS等所有传输媒体。
DVB-S数字卫星广播系统标准。卫星传输具有覆盖面广、节目容量大等特点。
DVB-C数字有线电视广播系统标准。系统前端可从卫星和地面发射获得信号。
pWB-T数字地面电视广播系统标准。本地区覆盖最好。传输质量高,但接收费用也高。
DVB-SMATV是数字卫星共用天线电视(SMATV)广播系统标准。
DVB-MS高于10GHz的数字广播MMDS分配系统标准。
DVB-MC低于10GHz的数字广播MMDS分配系统标准。
2)DVB基带附加信息系统:可传送接收IRD调谐、节目指南及图文、字幕、图标等信息。
DVB标准定义的画面格式
DVB-SI数字广播业务信息系统标准。
DVB-TXT数字图文广播系统标准,用于固定格式图文电视的传送。
DVB-SUB为数字广播字幕系统标准,用于字幕及图标的传送。
3)DVB交互业务服务:对应标准有:DVB—NIP、DVB-R.CC和DVB-R.CT。
4)DVB条件接收及接口标准:条件接收是付费电视广播的基本部分。DVB数字广播系统与其他电信网络(如SDH、ATM等)连接,可实现DVB向电信网络的过渡。标准包括:DVB-C11DVB-PDH,DVB-SDH,DVB—ATM、DVB-PI和DVB-IRDI。
DVB成员已经达到265个(来自35个国家和地区),主要集中在欧洲并遍及世界各地,我国的广播科学研究院和TCL电子集团也在其中。
4.3日本ISDB标准
日本数字电视首先考虑的是卫星信道,采用QPSK调制。并在1999年了数字电视的标准--ISDB。ISDB是日本的DIBEG(数字广播专家组)制订的数字广播系统标准,它利用一种已经标准化的复用方案在一个普通的传输信道上发送各种不同种类的信号,同时已经复用的信号也可以通过各种不同的传输信道发送出去。ISDB具有柔软性、扩展性、共通性等特点,可以灵活地集成和发送多节目的电视和其它数据业务。
频编码
4.4三种数字电视标准的对比
无论哪一种制式,它们的视频压缩技术都采用了MPEG-2标准,但是由于美国和欧洲等在模拟电视的制式的差别,为了兼容性,它们的视频采样格式也存在差别,主要体现在行和列的分辨率及场频等。
在数字电视信号的传输中,卫星传输一般采用QPSK调制技术,电缆传输一般采用QAM调制技术,但地面传输采用的技术则在不同的制式中存在很大差别,如美国的ATSC采用的是VSB调制技术,而欧洲的DVB和日本的ISDB则使用oFDM调制技术。
服务信息是指在数字电视中开展增值服务所用的数据,美国ATSC制式中的PSIP部分和欧洲DVB制式中的SI部分分别规定了各自数字电视中的服务信息格式。
ATScATV优点:频谱效率高、功率峰均比低,明显地减少了脉冲干扰。可将与原模拟NTSC信号的同频和邻频干扰减至最小。缺点是不能抵抗多径干扰,不支持移动接收。
DVB-T优点:在基于大量小功率、工作在同一频道的众多发射机,每一个均覆盖一个较小的区域的这样一种单频网络来说,DVB是一三种标准数字地面广播系统的比较
种最佳选择。同时提供了良好的移动接收性能。缺点是:其载/噪比低于8-VBS,并且限制了信号的有效传输距离,对来自于电机的脉冲干扰较敏感,较高的峰/均值比,并且需要较高功率的发射机,保护间隔降低了频谱效率并明显减少带宽的比特/赫兹率。
ISDB-T和DVB-T非常类似,根据分层和窄带接收同时实现固定、移动和便携接收,是日本制式的特点;与DVB-T相比,ISDB-T增加了部分接收和分层传输功能。
5中国的数字电视
早在1996年,我国便开始了数字电视的研究工作,数字电视被列人原国家科委“八五”重大科技产业工程项目,并成立了数字高清晰度电视的总体组。1999年10月,高清晰度方案被成功用于国庆50周年大典的数字电视现场直播。后国家将数字电视发展计划纳入“十五”高新技术的12个重大专项之列,数字电视研究工作全面启动。
5.1中国数字电视标准
1)信源编码技术标准:
中国的数字音视频编解码标准工作组制定了面向数字电视和高清激光视盘播放机的AVS标准。该标准与MPEG-2标准完全兼容,也可以兼容MPEG-4AVC/H.264国际标准基本层,其压缩水平可达MPEG-2标准的2-3倍。
2)信道传输技术标准
中国的卫星数字电视标准采用欧洲DVB—S标准。
中国有线数字电视的标准还在报批过程中,大中型城市有线电视台多采用欧洲的DVB-T标准在试播。
中国的地面数字电视标准方案目前还在制定过程之中。
3)条件接收系统标准(CA)、用户管理系统(SMC)已制定完成。
5.2数字电视现状及发展:
1)中国数字电视规划:
国家广电总局制定了《我国有线电视向数字化过渡时间表>。
2003年数字电视标准出台(未按期实现)。
2005年进行数字电视的商业播出,有线数字电视用户超过3000万户,直辖市、东部地区地(市)级以上城市、中部地区省会市和部分地(市)级城市、西部地区部分省会市的有线电视完成向数字化过渡。
2008年用数字电视转播奥运会,东部地区县以上城市、中部地区地(市)级城市和大分县级城市、西部地区部分地(市)级以上城市和少数县级城市的有线电视基本完成向数字化过渡。
2010年全面实现数字广播电视,中部地区县级城市、西部地区大部分县以上城市的有线电视基本完成向数字化过渡。
2015年停播模拟信号,西部地区县级城市的有线电视基本完成向数字化过渡。
2)数字电视现实的困难:
通过进行最高码率、最低码率以及优先级等参数的设置与调整,能够优化信号传输系统。在保证统计复用组内带宽充分的情况之下,通过调整最高码率,让其与输入码流一致,能够使得节目码流全都通过统计复用器,从而保证了图像的质量。调整最低码率,能够有效地过滤掉噪声大、质量差的码流,去其糟粕取其精华,从而提升了信号的整体质量。另外,对TS流设置优先级,在统计复用器的处理过程中,通过运行统计复用算法,实现对TS流的优先级控制。根据节目的收视率和输入信号的质量进行精心调整,可以使得有线数字节目运营商受益。
2.统计复用技术的应用研究
2.1统计复用技术在互动电视系统中的应用
视频点播是互动电视的重要功能。用户通过STB发射点播信号,通过CMTS回传通道,将点播信息发送到VOD服务器,互动电视系统中的VOD服务器在接收到点播请求之后,将点播的节目数据流SPTS输送到各地市的交换机中,通过交换机将信号输送到分机房的IPQAM设备上,经过调制后,将信号进行发射,最后由机顶盒中的接收天线进行接收,完成视频点播服务。随着各地加大互动业务的推广力度,用户的点播数也产生了大幅度的增长。然而,在点播高峰期,视频通道的负荷可达80%,视频通道与用户需求之间产生了较大的矛盾,为满足用户的点播需求,必须扩大视频通道,而视频通道的扩容成本高,建设周期长。另外,有些地区的分机房的IPQAM设备不足,也无法满足用户的点播需求。在这样情况下,通过引入统计复用技术,能够在不影响画面质量的前提下,通过对视频服务器要输出的TS流进行管理,实现单频点TS流增加50%的效果。这就相当于扩大了50%的视频通道容量。另外,在一些点播热点区域,利用统计复用技术,电视台通过修改前端的相关参数,就能够将服务器要发出的信号进行压缩,节省通道的占用,在点播量出现下降的时候,通过恢复相关设置就能实现功能的恢复。利用统计复用技术实现了互动电视系统的“软控制”。
2.2统计复用技术在地面数字电视中的应用
MPEG—2作为较为成熟的一种音频视频编码技术,被广泛应用于有线数字电视、卫星数字电视、制作数字电视节目和视频光盘等领域。地面数字电视广播,由于地面传输环境的复杂,容易发生多径反射现象,容易发生信号的衰减,而且传播过程中干扰信号多,因此信号传输通道的负荷量就比较低。在一些县级电视单位,无法直接复用卫星信号的TS流,加之,频率资源有限。因此,往往会在一个频点中压缩8~10个以上的电视节目,影响了节目的画面质量,也造成了资源的浪费。利用统计复用器能够实现对MPEG—2传输流的再复用,完成多节目的传送,实现数字电视节目的传输。仅1U高度的统计复用器就能够对192个HD数字MPEG—2业务的码流进行重组、复用以及码率转换等。而这些MPEG—2业务可以是音频、视频,也可以是SPTS、MPTS。而且利用统计复用技术能够直接复用卫星TS流,减少了中间环节,智能地对输出的节目码流进行分配,保证了数字电视节目的图像质量。另外,在一些县级地面数字电视广播中,实测码率仅为1.6Mbps,采用统计复用技术后,提高了图像分辨率,在42英寸的液晶电视机上画面质量仍然为人们所接受。
二、数字电视地面广播技术应用分析
(一)车载移动电视
我国在2002年推出了公交车移动电视服务,上海因此成为我国第一个公交车上有移动电视服务的城市,同时也成为世界第二个普及移动电视的城市。自此,我国正式进入数字电视地面广播技术应用的实施阶段。上海是继新加坡之后世界上第二个普及移动电视的城市,并组建了经济实用的数字电视地面广播单频网,覆盖率在90%以上。移动电视技术的关键在于移动接收,即车载高速移动接收,接收情况如何会受到很多因素的影响,如车速变化、环境变化,同时多普勒效应频率变化也会对接收情况有一定影响。其中,多普勒频移和动态多径问题是移动接收需要解决的主要问题。我国一直在研究适合自己的数字电视地面广播标准,我国的DTTB制定原则为:传输信息量大,抗干扰能力强,兼容现有模拟广播电视,灵活性强,具有可扩展性。
(二)手机电视
电视可以说是最大的媒体,如今电视也在不断地与手机相融合,让人们无论在什么地方都能看到电视节目,如电子报纸、商务电视、新闻和购物等,这不仅可以增加电视业的收入,将电视节目浓缩在重量轻、体积小的产品中成为了可能,电视广播节目内容也因为数字电视地面广播技术与通信技术的融合变得更丰富。手机电视的节目码率较低,主要是因为其屏幕大小受限制,因此在DVB-T的IP数据广播下,由于带宽仅占100KHz到380KHz之间,所以如果电视频道为8MHz,则可以传送25到80套电视节目。然而地面电视广播每个节目所占带宽约2-5MHz,同样为8MHz的电视频道,地面电视广播只能传送3到4套节目。虽然DVB-T在便携、移动和固定接收方面都有较为出色的性能,但如果用于手机接收地面DTV信号就会存在性能、功耗和移动网络是否能够灵活设计等问题。
二、频率合成器
频率合成器的主要功能为输出调制需要的视频载波本振信号频率,为单频网提供参考时间和参考频率。载波频率的产生通过PLL(锁相环频率合成器)完成。PLL回路包括一个恒温VCXO(压控晶体振荡器),带宽为10MHz。输出的每个频率都与10MHz基准频率同步,10MHz基准频率的频率精度较高,较高的频率精度可降低噪声和确保短期的稳定性。5控制电路数字激励器一般都配有可实现远程遥控的RS232接口,同时安装以工控机为核心的控制处理单元。控制处理单元提供了发射机当前的运行状态信息、故障报警信息、参数配置信息、发射机的开启与关闭及历史记录等信息。通过操控工控机可以显示功放系统内部各功放模块的实时状态,控制单元通过外接传感器监测发射机各装置,管理发射机的全部操作。
2数字广播电视技术维护工作应用的特点
2.1系统越来越复杂
随着数字化广播电视播放技术的实现,广播电视节目的数量和频道一直在不断的增加,而为了保证对所有的频道和节目进行灵活控制,保证广播电视节目播放的稳定性和安全性,数字化广播电视播放系统也跟着不断地改革和更新,导致系统变得越来越复杂,极大的增加了系统维护的工作难度。
2.2系统传输容量不断扩大
自从进入二十一世纪以来,科学技术就一直在飞速发展,各行各业的技术也跟着不断进行提升,而广播电视播放技术同样如此,播放系统的播放手段一天比一天先进,数字压缩量和系统传输容量越来越大,于是,对广播电视播放系统的精细化要求也越来越高。
2.3广播电视播放系统实现信息化和智能化
二十一世纪是一个信息化时代,也是一个互联网技术全面普及的时代,在这种时展形势的带动之下,广播电视信号的传输也逐渐的实现了信息化和智能化。所以,为了能够迎合广播电视播放技术的发展,在数字广播电视技术维护工作中应用的维护系统也应该逐渐实现信息化和智能化。
2.4提升数字广播电视传输系统的稳定性和安全性
虽然广播电视播放系统已经实现了数字信息化,播放和传输系统的稳定性和可靠性也得到了有效提升,但是,非法入侵信号以及外来干扰风险也跟着有了大幅度的增加,所以,在日常的维护工作中,维护人员除了要重视对系统的维护和检修工作之外,还要对来自外界的非法入侵和干扰进行严格监控,以全面提升数字广播电视传输系统的稳定性和安全性。
2.5保证设备安全和播放安全
想要有效保证广播电视信号传输安全以及设备运行安全,首先就要保证设备和播放的安全性。因此,在数字广播电视技术维护工作中,除了对播放系统和传输系统进行维护和检修之外,还要保证设备运行的安全性以及广播电视播放系统运行的安全性,避免在广播电视播放过程中发生安全事故,影响广播电视播放的稳定性和安全性。
3数字广播电视技术维护工作应用对策
3.1明确设备和系统工作原理,及时有效解决故障
想要做好数字广播电视技术的维护工作,首先就要对数字广播电视播放的设备以及播放系统的工作原理进行详细了解,一旦数字广播电视播放真的出现问题,尽可能保证在第一时间找到故障所在,并对故障进行有效解决,降低停播率,最大限度的降低对人们精神文化生活影响。通常情况下,在对故障进行检查的过程中,首先要根据电路运行以及数字技术的特点,在结合设备以及播放系统运行原理的基础上对故障发生的部位进行初步判断。然后,再利用专业的设备仪器对故障进行详细的检测,确定故障发生的位置并对故障进行合理解决。
3.2对设备和系统进行定期检修
跟所有系统的维护工作一样,对数字广播电视播放设备以及播放系统进行定期检修具有十分重要的影响作用。尤其是对于一些比较容易受到损害,比较容易受到温度影响的设备和元件的维护,更是会直接关系到广播电视播放系统运行的稳定性和可靠性,以及故障发生的频率。所以,在对数字广播电视技术进行维护的工作中,一定要做好设备和系统的定期检查工作,以此来降低故障发生的可能性,把隐患消除在萌芽状态,对数字广播电视播放设备和系统的稳定运行形成更好的保障。
3.3对设备以及系统运行状态和所发生故障进行详细记录
在日常的维护工作中,一定要做好设备以及系统运行状态和所发生故障的记录,这样就使维护工作人员可以对设备以及系统运行特点进行详细了解,有针对性的做好设备和系统的维护工作。如此一来,当维护工作人员能够对设备的运行状态以及经常发生的故障拥有一个详细的了解之后,一旦出现故障,维护人员就可以第一时间对故障发生的位置进行初步确定。并且,在遇到相同故障的情况下,维护工作人员就可以在参考纪律档案的基础上及时发现问题,合理排除故障,更好的保障广播电视节目播放的稳定性和可靠性。
3.4加强自身学习,提高工作能力
随着科学技术的不断发展,数字广播电视播放技术也在不停的改革和更新,作为维护工作人员,如果不能够通过学习和总结来提高自身的工作能力,就会因为自身能力所限而满足不了数字广播电视维护工作需求,进而导致广播电视不能够稳定、可靠进行播放。所以,在日常的维护工作中,维护人员一定做好通过对每一种故障出现以及解决情况的记录,并对其进行不断摸索和学习,提高自身的工作能力,一旦日后发生相同或者是相似的问题,能够在最短的时间内进行合理解决。除此之外,维护人员还要加强自身的学习,了解最新最先进的数字广播电视播放系统的工作原理,学习最高效的维护管理方法,并通过不断的实践和总结对所学知识和技术进行验证和巩固,最终实现能够完美胜任数字广播电视技术维护工作的目标。
1.1基于图像识别的三维注册通过摄像头读取、识别真实对象后,再显示相关的信息与图像,例如通过识别书的封面,结合互联网搜索技术,进而展示书的出版信息、作者信息和价格等;又例如Fitnect通过识别人体,实现虚拟服装的试穿。该方案强调的是虚拟对象与真实对象的结合,弱化了与环境的关系,因此多用于展示与真实对象相关的信息。而难点在于该方案需要强大的图像识别技术,要求硬件拥有强硬的计算能力,因此目前大部分基于该方案的增强现实软件都仅针对一个类别的物品进行识别(例如图书、人体等)。
1.2基于标识的三维注册通过摄像头识别一个特定的标识,进而在标识上方显示与标识对应的信息与图像,例如Tissot提供的虚拟试戴手表体验,试用者需要先在手腕处佩戴印有特殊图案的纸质“手表”(如图1所示)。该方案优点在于虚拟对象定位非常精确且稳定,特别是在展示三维图像时,虚拟对象可以随着标识的移动而改变、旋转图像,因此能够大幅度提高用户体验。而缺点在于该方案总需要用户预先准备好标识,且通常需要用户自行打印标识,这在一定程度上提高了用户的使用成本。
1.3基于GPS定位的三维注册如今大多数移动设备都具备GPS(GlobalPositioningSystem)定位功能,因此当需要展示与地理位置相关的信息和图像时,可以获得设备当前所在位置和虚拟对象所在位置,计算出相对的距离、方位,进而在屏幕上进行展示。该方案多用于基于地理位置的服务(LocationBasedService,LBS),例如展示某景点的历史信息、商家的打折信息等。该方案的缺点在于所展示的虚拟对象也需要具有地理位置信息,此信息需要人员提前准备,在用户需要显示虚拟对象时再即时获取,这也意味着在地点A展示的信息,用户在地点B是无法看到的。
1.4基于相对位置的三维注册该方案需要利用大多数移动设备具有的陀螺仪、重力感应等传感器设备,获取设备的旋转数据。相较于其他三种方案,该方案可以不需要得到用户、真实对象以及虚拟对象的位置,而直接在屏幕上展示虚拟对象,甚至可以由用户操作来移动虚拟对象、调整大小、旋转角度。该方案多用于展示静态的、与环境关系较小的信息或图像,例如一款玩家需要击落在空中飞翔的敌方战机的增强现实游戏;雪佛兰(Chevrolet)公司2013年初推出一款名为“雪拼季”的APP,用户可以在APP中抓取虚拟的彩色雪花,当集满6款不同颜色的雪花后就有一次赢取雪佛兰科迈罗CAMARO(大黄蜂)的机会,此APP所使用的就是基于相对位置的三维注册方案。总之,无论采用何种三维注册方案,共同的目标都是真实。为了更为真实的呈现效果,虚拟对象和真实场景需要完美的贴合,应当处理好虚拟对象的大小、相互重叠、景深等,考虑环境对虚拟对象的光照、阴影并且减少当真实对象或移动设备移动、抖动时造成的虚拟对象变化的延迟[3]。
2、增强现实在电子商务领域的应用
增强现实技术的最终目的是为了展示信息,因此可以广泛应用于旅游、教育、医疗、建筑、娱乐等多个领域。正因为它能实现虚拟与真实的结合,因此能够为用户提供实用的、独特的视觉感受和用户体验,这样的特性能够为传统电子商务锦上添花,提供更为真实的商品展示和购物体验。
2.1商品试穿、试戴和试用在网络上够买衣服、鞋帽、首饰等商品,用户往往想了解这些商品的上身效果,并且通过效果来决定衣物的尺寸,而目前的电子商务很少有提供用户在家就能试穿、试用衣物的功能,增强现实技术为这一问题带来了解决方案。正如前文所提到的,Fitnect提供了虚拟衣物的试穿功能,国内的京东网也表示将于2014年在移动客户端实现基于增强现实的试穿功能。在实际生活中,客户通过一些尺寸较大的等身高的镜子实现衣物的试穿,而客户家中通常不会备有等身高的屏幕,因此目前还无法达到最佳的衣物虚拟试穿的用户体验。而小物件、与用户人体无关的物件的试用,则可以通过增强现实技术轻松实现,例如前文所提到的Tissot手表的试戴,又如珠宝首饰、发型、纹身等。USPS的PriorityMail采用增强现实技术,让用户打印标识,进而可以方便地根据邮寄物品的大小选择所需要的盒子;IKEA的移动客户端IKEANow实现了家具等装饰品和家居用品的预览(如图2所示)。
2.2LBS电子商务由于有着共同的地理位置信息特性,基于GPS三维注册实现的增强现实让LBS电子商务有了新的发展方向,该方向多为一些基于增强现实的移动客户端应用,为用户在导航、购物、点评、社交、旅游等方面提供服务。Yelp是美国最大的点评网站,在它的移动客户端中提供了基于增强现实的点评展示功能(如图3所示)。通过这款APP,用户可以直接看到某家商店所在的位置、食客对某家餐厅的评价。类似的APP还包括Layer、NokiaCityLens等等。同时LBS社交也可以基于增强现实技术而发展,甚至LBS社交信息和LBS电子商务信息可以同时展示,Wikitude便是这样一款APP,它提供了诸多的频道,通过增强现实技术展示来自各个平台的LBS信息。
2.3商业营销增强现实技术非常适合用来开发游戏,因此为商家们提供了一系列新的营销手段,在这一方面需要商家营销团队提供独特创意的支持。2012年,别克品牌为了推广新车,推出了一款增强现实游戏APP。在游戏开始时,参与者将虚拟汽车藏匿在城市的一个角落,如果其他用户发现,则可以将汽车“据为己有”,并在180秒内重新藏匿汽车,单次成功藏车时间最长的参与者将获得一辆真正汽车。在2013年雪佛兰推出的“雪拼季”APP中(如图4所示),除了可以用一套彩色雪花换取一次抽取大黄蜂的机会外,每抓1片彩色雪花,即可根据相关优惠政策抵扣1000元购车现金,并可用于雪佛兰的所有国产车型,不同车型享有不同抵扣额度,最高可抵扣10000元购车现金,这项活动在一定程度上增加了雪佛兰汽车在当时的销量。日本电通集团(DentsuGroup)的iButterfly是一款纯营销应用,用户可以发现并捕捉各色“蝴蝶”,蝴蝶身上包含商家活动、优惠券、免费试用等营销信息(如图5所示),从而通过游戏成功地实现了商业营销。
2电子技术课程实践教学的改革之路
2.1实践环节教学体系改革,重新制定教学规划学生在大一下学期可以学习到《电路及磁路》、《电路实验》等课程,将实验教学和理论教学相分离,设置电路实验课程,强化对基础实验环节在学时方面的编排,初步创建通过运用仪器及基本课程内容作为基础实验。到了第二学年上学期,可以学习《模拟电子技术》《、数字电子技术》的课程,在课程中设置的实验主要为基础实验和培养学生能力为主的实验,令学生在课堂上可以意识到电子元器件、数字电子电路和模拟电子线路等,并在第二学年上学期底设置6周电工电子装配训练课程,并将EDA技术引进电子实践教学内,在训练过程里,学生可以通过对EDA软件的掌握,了解电子电路的设计、电子电路的焊接、安装与调试。通过训练,学生透过对软件的学习,了解画图、仿真以及PCB制板方面的内容,并进行使用,透过仿真结论来了解知识的掌握程度,并对硬件的欠缺给予补充。之后通过老师测试或通过学生选择课题,通过学生亲自设计电路,老师从旁指导的形式,积极调动学生的主观能动性,建立学生独立的思考能力及创新能力。设计通过小组方式构成,让学生感受整个制图、设计、焊接、调试、安装的过程,通过理论与实践相结合,提升实践能力。并在与同学的合作过程里学习相互配合的能力,提升团队合作精神。透过长期的实践累积,此种实践方式能够有效提升学生面对实际问题时的电子设计制作能力。
2.2赛课综合,将比赛融入于实践环节,提升学生积极性随着学校的扩招,学生人数持续攀升,而硬件设施却没有及时跟上,实训老师与实训环境欠缺,所以,在实训过程里,许多学生会出现懒惰的心态,希望有人能够代替执行的心理,因此,为了提升实训价值,不仅要提高老师的监督力度,还要极力提升学生的积极性。通过实训,并搭配不同赛事,进行电子电路设计的制作。通过排名,与学生就业相结合,并组织优秀学生参加培训,以备参加不同的省级、国家级赛事,一旦获得较高的成绩,不仅可以荣获学校的表彰,还能够激发学生的参与实践能力。
2.3透过学生社团方式激发学生学习兴趣以电子技术课程特征为主,创建大学生电子社团,收纳大一新生,运用课余时间对新进入的成员进行系统培训,先对新成员进行所学专业介绍,先学习不同电子元器件和焊接练习让新成员能够认知到电工电子,并在进行电路课学习的同时,通过老师的引导、大二学生的带领,令新成员掌握电子电路制作参加电子电路设计制作比赛初赛,让学生浅显的观摩到电工电子的基础知识以及电路焊接方式,尤其是学生完成作品后,因为只能观摩到最终结果,而无法了解到内部原理,所以在遇到问题之后,可以通过主动翻阅资料和询问老师的方式获得答案,因此在后续的课程里才会更加积极学习,从而提升对学习的兴趣。并且在为新生辅导的同时,老生也提升了自身的专业知识,并且在活动当中提升了自身的组织管理能力及协调能力,较大提升学生的学习兴趣与品质。
2.4打造高素质实验型教师老师自身的专业素养成为了实验教学质量的保险,改变理论老师和实验老师的限制,需要理论老师在实验室同实验老师共同进行教学、研发、指导。不仅可以提升老师的理论能力及实验素养,并且实验老师与实验技术人员透过培训,提高综合能力,拓展知识面,较大提升了业务素养,给提升电工电子实验教学能力给予了保障。也可以说,学生培养职业能力要依赖于老师的实践能力,因此指导员素质的高低,能够保障实践教学环节的连续、设计乃至进行整个过程并展现出自身的工作人员。
2采用虚拟实验管理平台和虚拟仿真软件的对比研究
虚拟仿真软件中元件采用的是元器件符号,仪器仪表采用例化的符号,界面方便整洁、易于调试,但是对于学生认知的能力帮助不大;虚拟实验管理平台内部的元器件和仪表仪器,是按照实际器件模型来进行建模。比如对于电阻来说,采用和实际实物相同的色环电阻,这对于学生认识实验器件和设备具有很大的帮助作用,对于仪器仪表也都是采用和实际仪表相同的操作界面,直观性强,可操作性高,避免了学生在实际实物操作过程中因为不熟悉实验设备而产生损失。虚拟实验管理平台中,在设计搭建电路之前要考虑元器件在整个区域的排放位置,如果摆放不正确就需要删除后重新搭建,这类似于在实际面包板中搭建电路,在设计电路之前必须先对整体进行布局思考;在仿真软件中搭建电路的整体摆放特别方便,如果有错误也可以进行整体移动。从这一点来说,采用虚拟实验管理平台没有采用虚拟仿真软件方便快捷,但是有利于学生提前思考能力的培养,尽量把问题解决在发生之前。对于虚拟实验管理平台和虚拟仿真软件相比,仿真软件的功能更强大,虚拟实验管理平台更加针对学生日常实验,而仿真软件更针对学生进行大型设计。在仿真软件中,如果有两条导线相连一般通过节点的方式,在虚拟实验管理平台中一般通过接到连接的器件管脚的方式,因为在实际中用面包板,不能够使用裸线,因此它们之间的相连是通过接到对应器件节点的方式。针对模拟电子技术课程中的三极管放大电路分别采用虚拟仿真软件和虚拟实验管理平台进行实验,并在学生实验后针对这两种方法和采用硬件实验进行了比较,95%以上的学生认为采用虚拟实验管理平台的方式比采用虚拟仿真软件的方式更加接近真实实验环境,如果能在课程实验中先进行虚拟平台实验,再进行真实实验互补的实验的模式能更加有效地促进实验能力。
2教学方法改革
(1)改变传统教师直接讲新内容的方式,可以在每节课开始,先写出本节课要解决的所有问题,按照问题来讲课,让学生带着问题听课,这样可以提高学生学习兴趣。例如在讲卡诺图化简时,可先提几个问题:①什么是最小项?②卡诺图的结构?③逻辑函数和卡诺图的关系?④用卡诺图如何化简表达式以及卡诺图化简规则?在讲课中可一步一步逐渐解决问题,最后让学生学会如何用卡诺图化简逻辑表达式。
(2)因为在数字电子技术课程中主要以分析和设计两部分为主,在学生学习这门课程中就可以让学生逐步建立设计思维,可从最基础最简单的开始,例如最初可让设计一个判断输血者与受血者的血型是否符合的逻辑电路,4-6个人分为一组,采用小组讨论的形式,最后要求每组说明自己的设计思路,并比较每种设计的优劣点。这样可逐步设计计数器、秒表计时器等等。当然在此过程中,为防止个别学生偷懒,可在每组说明自己的设计思路时,要求每位同学只说一个部分。
(3)传统的教学手法主要用黑板讲授,但是数字电子技术这门课有大量的电路,像集成芯片的内部电路图,需花费大量时间画图,而且这种教学手法单一,很难提高学生学习兴趣,随着现代教学技术发展,多媒体技术应用越来越多,我们可以在数字电子技术的教学中采用多媒体教学,当然多媒体教学也有弊端,幻灯片放映过快,没有黑板讲述思路清晰,所以我们可以在以多媒体讲课为主的情况下,采用黑板辅助的教学方式。这样既节省大量教学时间,又可以提高学生学习兴趣。
(4)实验教学部分需要降低验证性实验的比例,增加设计性实验内容,为增加学生对实验的重视度,可增加实验考试部分,可在实验开始时告诉学生将会进行实验考试,实验考试内容就在所有做过的实验中,到时抽签决定做那个实验,可以提高学生独自做实验的积极性。
二、基于CDIO教育理念的“数字电子技术”课程教学模式重构
1.课堂授课策略的重构
目前,在多数高校中“数字电子技术”课程普遍采用的是“教师讲授+多媒体教学”的传统教学形式,主要以教师讲解为主,以帮助学生熟练掌握基础知识为指导思想,一般是先利用幻灯片向学生介绍本章节涉及的逻辑单元的内部结构、工作原理和逻辑功能等,然后通过例题给学生讲解组合逻辑电路或时序逻辑电路的工作原理及其实现过程。在整个课堂教学过程中,学生更多的是充当“听众”的角色,跟着教师的思路去理解、记忆相关的知识点,学生的“学”完全围绕教师的“教”来进行,这种传统的教师主动“教”的模式,只能带来学生被动“学”的困境。不可否认,这种教学方法对学生快速掌握课程知识点具有显著的效果,但是,也会导致学生在未来工作中面对实际的工程项目束手无策的尴尬局面。根据CDIO“做中学,学中做”的理念,教师要改变原有的教学方法,采取能培养学生的自主学习能力和创新能力的基于问题的教学方法(Prob-lembasedLearning,PBL)。PBL教学方式是先由教师在课前提出根据教学目标精心设计的具有启发性的问题,再由学生通过查阅相关资料学习解决问题的“教与学”紧密结合的过程。在这个教学过程中,作为课堂教学主体之一的教师是学习方法的引导者、基础知识的讲授者、创新教学模式的整体设计者、学习过程的监控者、学习质量的评价者和师生互动之间的协助者;而作为教学过程中心的学生,需要自己解决学习问题,承担自主学习的责任,成为学习过程的真正主体。“数字电路技术”课程中组合逻辑电路这部分教学内容,教师可以立足于生活引出“数字显示抢答器”的设计问题,由学生分组讨论并各抒己见,让学生的自得到尊重,让学生的学习兴趣得以激发,在学生完成设计后,教师在现场用电子电气设计自动化(ElectronicDesignAutomation,EDA)软件Multisim搭接电路并仿真实效,对学生的设计做出评价,EDA软件具体可参考文献。这样的教学模式,不仅能让学生在解决问题的过程中掌握相关的知识技术和学习策略,也有利于学生更好地适应未来职场上创新性的开发工作,而于教师本身而言,也是一个教学相长的过程,对教学水平的提高和职业技能的开拓都大有裨益。
2.教学内容的重构
“数字电子技术”原有课程教学内容以数字逻辑电路的基础知识和原理为主线,教学目标主要是让学生了解或验证相关的知识点。在现有教学内容和目标的框架下,学生虽然能够掌握单一的知识点及其应用技巧,但不清楚如何在整个项目中合理地使用各类技术,形成“只见树木,不见森林”的认知习惯,造成学生知识结构的单一性和浅薄性。笔者在教学过程中,经常遇到学生反映教学内容枯燥难懂,在未来工作中又没有实际意义,由此形成了教学主客体的双重尴尬局面。在CDIO特色的教学内容体系下,通过项目设计将整个课程体系有机、系统地融合起来,所有的教学内容都围绕该项目展开;符合CDIO模式思想的“数字电子技术”教学内容,需要教师能从较高层次把握这些内容各自的地位和作用,帮助学生理清课程中各种内容之间的关系,从而凸显设计和应用,改变过去重视原理、忽视设计、忽视应用的状况。“数字电子技术”课程教学内容以原理、设计和应用为主线,将课程教学内容划分成与之对应的三个部分:(1)数字电子技术原理部分,涉及逻辑门电路和触发器等;(2)数字逻辑电子电路设计部分,涉及组合逻辑电路和有记忆功能的时序逻辑电路等;(3)数字电子技术应用部分,涉及硬件描述语言、EDA电子仿真实验和硬件电路调试实验等。笔者拟建立基于CDIO特色的“数字电子技术”教学内容体系,如图1所示,虚线框的内容代表教学内容,实线框的内容代表教学内容相应教学的作用。
3.教学评价模式的重构
在传统教学评价模式中,理论考试和实践考试分离,课程考核基本采用单一笔试的考评方式,像大部分课程仍采用“期末成绩(70%)+平时成绩(30%,包括出勤和作业两个部分)”的评价模式,该模式简单公正,但注重的是理论知识的考核。这种考核方式仅仅反映出学生对理论知识的掌握程度,很难体现学生的实践能力和工作态度;此外,这种只关注结果的考核评价具有较浓的功利色彩,学生也仅仅为考试而学习,没有主动参与学习过程的热情,根本体会不到学习的乐趣,更谈不到创新能力的提高。CDIO创新教学模式的愿景是要为工科学生提供一种强调工程基础、建立在实际工程上产品的C—D—I—O过程的环境基础上的工程教育;而基于CDIO的教育理念构建的课程考核评价方式,应将培养符合产业界的工程师需要具备的各种能力和素质变为学生考核的主要目标。因此,我们拟建立以教师、实验师和学生三方为主体,结合学习过程、项目结果和考试三方面的综合评价模式,在这种评价模式下课程的成绩评定,采用“结果性”考核与关注学生在学习过程中体现出的态度、素养、人际团队能力和工程系统能力等“过程性”考核相结合的模式来决定。减少“结果性”期末理论考核在总评中所占比例,设定比例为35%,重点考查学生的知识和技术。加强“过程性”考核的力度,提高平时考核所占比例,学习过程和项目结果占的比例为65%,重点考查学生的能力和态度。学习过程考核主要由课堂表现16分和协作成绩14分组成,教师评课堂表现,学生互评协作成绩;项目结果考核中项目质量和创新占20分,项目答辩占10分,这两部分成绩是教师和实验师针对项目团队打出的,互评成绩5分是根据项目组内根据对项目的贡献程度由学生互评得出,既能使成绩总体上取决于团队成绩,使学生重视团队协作,又能衡量在一个项目组内各学生对项目贡献的大小。然而,项目设计的结果往往不是唯一答案,因此,要重点关注有特点、亮点的设计方案,并给予大力鼓励与表扬。总之,“结果性”和“过程性”课程的考核评价不仅注重知识和技术的评价,而且要注重能力和态度的评价。
2电视媒体中数字媒体技术发展的方向和趋势
未来的媒体传播将要依赖于移动互联网的发展,而移动互联网的发展依托于互联网网速的提高,网络访问速度的提高更是决定于三网融合的拟合度和兼容性。从目前来看,我国三网融合还处在探索阶段,技术壁垒已经不是决定性的问题,政策导向和推动将是今后发展的动力,这也将是三网融合技术的起始点。移动互联网的入口,即终端、内容、交互应用将进一步改变三网融合的格局,最终演化为下一代广播电视网、移动互联网、物联网的融合。
2.1增强现实技术在电视媒体中的应用
增强现实技术是一种跨界于虚拟与现实世界,将两个世界的信息一体化的新技术。其通过技术手段模拟仿真后,将虚拟的信息放置在现实,实现了一种超现实的感官。未来媒体发展的两个趋势是信息平台一体化和虚拟现实视界融合。而作为传统电视媒体要想跟上时代的节奏,不能只通过政策来防止终端的流失,而应通过改革来应对被互联网蚕食的市场份额。现如今,网络机顶盒风靡全国,它不仅拥有传统电视所具有的内容,更是实现了网络资源和交互式功能的集成。因此,很多的广电用户转而变相投奔了互联网资源。而作为电视媒体也正在积极发展高清机顶盒业务,这一技术既丰富了传播内容,也提高了画面质量。从电视内容上看,视觉增强技术有利于提高节目制作质量,在直播一些重大体育赛事时,可以通过视觉增强技术,实现多空间、多内容的交互叠加,以提高画面的丰富性和趣味性。由此不仅吸引了更多的观众回归电视媒体,同时对于电视广告的推广也具有重要意义。
2.2建立以需求为生产驱动的电视媒体系统
建立一个全方位交互式的电视媒体系统是一个庞大的工程,它需要现有的电视网络突破地域和政策上的限制,更大程度的满足人们的差异化需求。以需求带动节目的制作和播出,不仅可以为用户提供更快捷、完备的新闻资讯,还可以为用户提供权威的指导。但这对于电视媒体来讲却是一个庞大的系统工程,以用户为中心的节目制作,其中必要的审查和监督机制的建立是系统的核心内容。只有在内容上得到保证,为用户过滤掉垃圾内容,才能保障用户享受到最方便、最周到的服务,以提升自己的生活品味。
2.3电视媒体传播载体的发展
从最初的单向电视节目的传播,到现如今交互式高清节目的出现,技术的快速发展在改变人类思维方式的同时,也成为人类不断突破想象力极限的原动力。最初人们获得信息只能依靠电视和广播,而后就发展成为电脑、手机、平板电脑,甚至是可穿戴设备。可以说这些终端设备的不断演变和发展,推动了人们获得信息的途径,也改变着人们获取信息的习惯。试想,若干年后,当你需要获得第一手的信息资讯时,可能带上眼镜,电视媒体就会出现在你的面前,同时将触觉、嗅觉等不同的感官信息集合到智能可穿戴设备上,这将彻底颠覆原有的呈现模式。简言之,电视媒体下的数字媒体技术的发展将使媒体内容和传播途径发生巨大改变,使人们的生活更加便捷,与人们的生活也将更加紧密。
3电视媒体需要改进的问题
3.1需借鉴数字媒体的尖端技术
如借鉴数字媒体的服务与互动元素,改变以往的制作播出模式,增加互动点播模式,从终端点播的数据中分析其规律和偏好,将对今后节目制作的方法和广告的推广有着重要的意义。还应通过各种网络平台、移动终端平台,增加观众互动环节,以增强观众的参与感和互动性。
3.2全面提高从业人员的职业水平和行业洞察力
这就要求电视从业人员无论在新技术的应用方面,还是节目的采编和采访渠道的手段等方面都应该有所提高。以热点话题的敏感性为切入点,不断延伸节目主题的深度和宽度,从受众的角度出发,揣摩其心理好奇点,进行内容最大限度的延展,增加观众的粘性。
3.3建立健全、完善的数字媒体与电视媒体的相关政策制度
随着数字媒体爆炸似发展,应尽快建立业内标准,这样既可以保证媒体发展的脚步,又可以保证其在一个合理合法的环境中公平竞争。
二、有线电视接入网技术发展趋势
(一)融合与统一
从根本上说,融合与统一是有线电视接入网发展的必然趋势。由DOCSIS逐渐升级为DOCSIS3.1,由EPOC+EPON逐渐升级为Epoc,EPOC又和DOCSIS3.1中的PHY不断融合与统一。科学技术的迅猛发展对其融合与统一具有促进作用,例如SDR,促使本来极为困难或者说几乎是不可能的互通与融合——各个技术简单化融合。很多厂商与网络运营商都希望统一与同和,这对成本与风险的降低、市场的扩大极为有利,其成本也包括运维成本与设备成本。然而,以往技术通常难以实现统一化,所以急需一种统一架构。统一架构设想:前端多种技术本身属于一个集成统一平台,而CCAP就是其中最为典型的一个例子;基本能够统一光节点中所含的光电转换装置,即:EPOC中继架构与C-DOCSIS2.0中所含PHY架构、C-DOCSIS2.0在OFDM参数与编码调制方式方面具有相近或者一致性,且从设备与芯片生产应用视角来看有完全统一的可能性。
(二)最需要的架构
一般系统速率等级均为下小上大,该系统具体到接入网,始终希望接入网局端设备速率比设备终端大。且各级速率总容量始终为下大上小,将其收敛、汇聚的特点充分体现出来,FCU一方面起到电与光之间相互转换的作用,另一方面还起到1G-10G相互转换的作用。在已知网络条件下,FCU中各个支路能够频率复用,由此EPOC频谱需求就能够得到完全解决。此外,EPOC局端并未设1G阶段,而无法规模部署10GEPON的重中之重就是ONU光模块有着过高的价格,10GEPOC同样会出现类似性问题,所以10G与1G之间的转换具有必要性。一般由若干个64MHZ的子信道共同组成1GEPOC,这样不仅能够对FBC技术予以采用,同时还能够通过绑定技术实现,而且子信道带宽是终端速率的标准。
(三)逆向思维的EPOC
就现阶段来说,实现EPOC的关键与难点是可变速率和固定频谱的同轴怎样与固定速率光纤相匹配。逆向思维:与固定速率条件相满足,通过可变频谱同轴,同时和同轴信道相适应所导致的速率与调制效率的改变。无线通信与模拟通信是固定频谱信道主要来源,对无线电的感知,势必需要与可变频谱相适应。同轴本身属于一种处于封闭状态的本地信道,能够对频谱进行充分挖掘与灵活配置。数字化,尤其是在进一步深入光纤后,以太网中的同轴信道能且应换一种思路,确保以太网频谱、速率具有可变性,而TDO则在可变频谱更为适用。所有FCU均与一个调制简表相对应:统一对下行进行调制,下行调制后保证速率固定,且匹配于10GEPON速率,根据该FCU应用场景最差的情况对频谱进行配置。如果宽带有多余,可作他用,例如:低等级、非实时的应用。由此光纤段与同轴段相同,均为固定码率,而频谱宽带与调制指数两者可有所不同。在准动态或者静态对上下行宽带进行配置的情况下,FDO和TDD也无根本性差别。基于FTTB(光纤到楼),除一些频段高端损耗比较大或者有干扰外,设计SNR的指标可超过45dB,能够为调制率最高要求提供有利保障。就算是有太大损耗的频谱,若未受到干扰,那么其信噪比是相对较为平稳的,只是无法上升至调制率要求最高值,然而,基本上调制率处于稳定状态。所以,频谱需求一般不会有特别大的改变。对OLT进行进一步扩展:其中一部分与10GEPON相对应,其速率从头到尾处于固定状态;另一部分则对可变速率技术予以绑定且扩展,像HPAV或者HiNoc。在调制后具有不恒定速率的条件下,同轴段由信道频谱中将(10GEPON)速率通道划分出来,此为固定通道,其余为可变通道。由此能够与EOC演进相适应,同时与前后代技术两者具有兼容性与共存性。一般由OAM统一调度频谱资源。
(四)高度分散与高度集中
由于存储容量、计算能力及传输宽带的不断增大,控制、调度及业务平台逐渐向云端集中,且应用处理与选择也逐渐向终端分散,其中间逐渐简约化,层次也逐渐变少,仅仅剩透明管道。此为有线电视接入网技术高度分散与高度集中的必然发展趋势。首先,接入网部分会出现高度集成,即:功能下降大约2个数量级,基层度上升大约2个数量级,其成本同样会相应下降。某企业在CCBN领域所展出CCAP板卡容量为64(频点)×50(IPQAM)+32(频点)×50Mbit/s×8(DOCSIS3.0端口)=16Gbit/s。如果根据户均静态宽带计算,那么一块板卡就能够支持1301户。如果一个机架有80块板卡的容量,那么一个机架就能够支持大约10万户。就算是静态宽带箱100Mbit/s升级,一个机架也能够支持1万户,这样计算得出,一个10m2的计算机房间能够支持大约10万户。若根据20%的静态宽带渗透率计算,如果一个机架能够为5万户地区服务,那么一个面积为10m2左右的机房就能够为50万户地区服务。由于以太网高度集中带来业务平台与技术平台的不断统一与融合、高度分散所引发的终端融合具有其发展必然性。