电视技术在舰船上的应用

张宁

（海军驻上海地区舰艇设计研究军代表室 上海 200011）

电视技术在舰船上的应用

张宁

（海军驻上海地区舰艇设计研究军代表室 上海 200011）

模拟电视技术；数字电视技术；IPTV技术

随着远海航行时间的增加，船用闭路电视系统已经成为现代舰船必不可少的装备。综合考虑使用环境等各方面因素，对电视技术在舰船上的应用进行了分析，重点介绍了模拟电视技术；数字电视技术；IPTV技术各自的特点和三者之间的区别以及未来舰船电视技术的发展趋势。

0 引言

随着我国海军由黄水海军向蓝水海军的发展，舰船远海航行次数和时间也不断增加，改善他们的业余文化生活成为一个重要课题。以此次中国舰艇编队索马里护航行动为例，船员要经历几个月的航渡时间。期间，模拟电视系统接收不到国内常见的卫星电视节目［1］。要解决这个问题，采用最新的交互式IPTV技术是一个有效的方法。

电视技术的进步，导致舰船电视已从早期的模拟电视过渡到数字电视。目前，随着网络、流媒体、存储、数据压缩等技术发展，交互式的网络电视（IPTV）在舰船上也开始得到愈来愈多的应用。如果航渡期间采用最新的交互式IPTV技术，出海前安装配置好节目服务器，在航行途中即使收不到卫星电视信号，也可开展内容丰富的VOD点播业务，可极大地满足舰员生活、娱乐、教育等多方面的需求。

1 舰船电视技术的形式及其应用

按照电视体制来划分，舰船电视技术可分为模拟电视技术、数字电视技术和IPTV技术。

1.1 模拟电视技术在舰船上的应用

最初在舰船上应用的电视主要以模拟电视技术为主。模拟电视技术，就是将原始的音视频信号经过调制、放大输出。图像信号的产生、传输、处理到接收机的复原，整个过程都是在模拟体制下完成。

模拟电视的特点是采用时间轴，每帧在垂直方向取样，以幅度调制方式传送电视图像信号。在稍远距离信号传输中，必须加入放大器才能保证其收看效果；而为降低频带、避开人眼对图像重现的敏感频率，又将一帧图像分成奇、偶两场扫描。因此模拟电视存在易受干扰、色度畸变、亮色串扰、行串扰、行蠕动、大面积闪烁、清晰度低和临场感弱等缺点。最终，模拟电视信号通过同轴电缆进行传输，用户直接用电视机进行电视节目的接收与收看。图1为一个典型的舰船用模拟闭路电视系统框图。

图1 舰船用模拟闭路电视系统框图

1.2 数字电视在舰船上的应用

1.2.1 数字电视技术简介

数字电视的发展基于数字电子技术，是相对模拟电视而产生的。它是一个系统，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，即系统所有过程信号是由0、1组成的数字流［2］。数字电视具有如下特点：

（1）现在模拟电视频道带宽为8 MHz，只能传送一套普通的模拟电视节目。采用数字电视后，一个频道内就可传送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），电视频率利用率大大提高。

（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小一个数量级。

（3）易于实现信号存储，而且存储时间与信号的特性无关，可实现移动接收等各种数据增值业务，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。

当然，数字电视也有一些缺点：其取样过程、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。有些损伤可修复，而有些损伤只能通过一些补偿措施削弱其影响，但不影响电视技术向数字化的转变。

1.2.2 舰船数字电视技术

数字电视在技术上的优势已使其在舰船上得到了广泛的应用，是目前大中型舰船主要采用电视技术，满足了舰员生活、娱乐、教育等多方面的需求。由于舰船航行会经常换靠码头，舰船数字电视的节目源以数字卫星电视接收和码头岸基箱接收地方闭路电视节目为主，同时还兼顾传统的室外模拟天线的接收。有些地区的码头数字电视尚未完全普及，这就要求舰船数字电视需同时兼容模拟格式。

舰船上数字电视信号同模拟电视信号一样，也是通过射频同轴电缆进行传输的；电视终端采用数字机顶盒，对数字电视节目进行接收和收看。由于保留了现有模拟电视视频格式，对于原采用舰用模拟电视制式的用户端只需加装数字电视机顶盒便可接收数字电视节目，利于系统升级，减少升级给用户带来的费用。下页图2为一个基本的舰船用数字闭路电视系统框图。

1.3 IPTV技术在舰船上的应用

1.3.1 IPTV技术简介

IPTV又称交互式网络电视，是一种利用宽带有线电视网，集合互联网、流媒体、通信等多种技术，向用户提供包括数字电视在内多种交互式服务的崭新技术。IPTV系统技术能提供将音、视频流媒体节目以IP包的方式，从节目中心（firstmile）播出，并通过骨干网、城域网和宽带接入网（lastmile）传输，直到被用户接收的完整技术解决方案。一个端到端的IPTV系统一般具有节目采集、节目存储和服务、节目传送网络、用户接收端四个部件。用户终端可以是IP机顶盒＋电视机，也可以是单台的计算机，十分灵活。

IPTV主要特点表现在其业务开展主要基于宽带IP网，与有线网需要进行双向改造相比，先天具

图2 舰船数字闭路电视系统框图

有交互性优势。传统广播方式中，观众只能被动接收、无法与节目内容互动，但IPTV则可提供建立在通信网络上的互动性视频服务，让用户可以有多种选择。它也可以为用户提供包括可视电话、VOD、互联网浏览和远程教育等在内的交互式流媒体增值服务，提供丰富的信息。例如，用户可以在任意时间点播那些已经播过的节目，并可对节目进行快进﹑慢放等调节。

1.3.2 舰船IPTV技术

IPTV技术在大中型舰船上已逐步得到应用。舰船闭路电视系统的主要功能侧重于VOD点播业务，音视频信号的传输基于舰船内的IP传输网络。系统具有良好交互性，可灵活实现电子菜单、节目预约、实时快进、快退以及节目编排等多种功能；也可将电视服务与军网网页浏览、电子邮件，以及多种在线信息咨询、娱乐和政治教育功能结合在一起。

随着电子、通信、网络、信号处理等技术的发展，舰船上加载了各类电子设备，融合了各种不同的系统。这些系统多采用网络互联，舰船电磁环境日益变得复杂。考虑到简化网络平台以及电磁兼容等方面的因素，全船将采用统一的宽带屏蔽传输链路。船用电视系统可与电视监视系统、通信系统、各类平台管理系统共用一个宽带网络平台，这对IPTV技术的应用十分有利。

舰船IPTV系统按功能分成电视信号接收及处理前端、服务端、电视用户终端三大部分。接收前端包括卫星电视接收设备、数字压缩编码设备、百兆以太网交换机、电视节目采编等设备；服务端包括流媒体服务器、管理服务器、VOD服务器、千兆以太网交换机、磁盘存储阵列等设备；用户终端为电视机和IP机顶盒或是计算机。系统依托舰内综合信息传输网提供的专用宽带以太网信息传输通道进行视音频信号的传输。图3为一个基于IPTV体制的舰船闭路电视系统框图。

图3 舰船闭路电视系统（IPTV）框图

2 舰船电视技术的比较

IPTV技术、模拟电视技术以及数字电视技术，都存在各自的特点。其主要区别如表1所示。

表1 IPTV技术与模拟电视技术以及数字电视技术的比较

3 结语

舰船上对电视的应用需求已由一般的模拟电视，发展到数字电视和带来更多交互、选择的IPTV；电视形式也由单一直播电视节目发展到直播、点播、教育培训、通知、娱乐、图文信息、电子邮件、节目录制等多功能。上述三种电视技术都在舰船上得到应用，但具体选择何种电视技术，还应从各方面综合考虑，如性价比、舰船大小、整个舰船的线路传输环境等多种因素。

模拟电视只能被动地收看模拟电视图像质量的直播电视节目，且存在易受干扰、电视扩展性较差、不便于系统升级改造的缺点。但由于其成本比较低、技术成熟，所以比较适合安装在小型舰船上。数字电视的优势在于良好的图像质量和相对较低的成本，IPTV的优势在于交互。对于远海航行的船员来说，由于广播电视直播卫星无法做到全球覆盖［4］，全球许多海域接收不到电视节目信号，此时电视节目交互性的吸引力是毋庸置疑的。当然，这是建立在网络状况成熟和标准的基础上，需要有强大的节目服务器和网络交换平台作为支撑。

我们可以预见：在大型远洋舰船上，由于远海航行任务时间长、经常收不到卫星电视信号，IPTV设计将逐渐成为一种发展趋势。

［1］虞章才.中国海军舰艇编队首批护航行动全程揭密［J］.当代海军，2009（7）：17-18.

［2］鲁业频，朱仁义等.数字电视原理与应用技术［M］.北京：国防工业出版社，2009.

［3］中华人民共和国国家标准.GB/T6510-1996电视和声音信号的电缆分配系统［S］.1996.

［4］张宁.远海航行卫星电视接收问题的分析及解决方案［J］.海军工程大学学报（综合版），2009（4）：90-92.

Television technology in modern ships

ZHANG Ning
（Representative Office of Naval Warship Design&Research，Shanghai，200011，China）

analog television technology；digital television technology；IPTV technology

With the increasing of voyages time across the sea，television becomes necessary in modern ships.By considering the environment and other factors，this paper analyses the application of the television technology on board.The description is focused on the characteristics and discrepancy among analog television technology，digital television technology，IPTV technology as well as the development tendency of the television technology on board.

U665.24

A

1001-9855（2011）06-0058-04

2011-04-25；

2011-06-03

张宁（1968-），男，汉族，工程师，主要从事舰船设计审查工作。