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广电的新老四大关键技术

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2001-03-03 来源:光明日报 许中明 我有话说

二十四年前,本文作者应我报之约,写了《电视技术展望》一文,刊载于1977年11月2日第3版“科技战线”中。文中所展望的光阀式投影、1200行的高清晰度电视、电视卫星广播、电缆电视(有线电视)、光纤通信、频带压缩、磁带录像机与携带式摄像机结合、数码技术(数字技术)等,现已成为我们生活中的生动现实。今天我们再度发表作者的新作《广电的新老四大关键技术》一文,以飨读者。——编者

在新中国广播电视事业的发展史上,无线广播、农村有线广播、彩色电视、有线电视作为四项规模宏大、影响深远的关键业务,代表了我国广播电视技术取得的巨大成就。

无线广播五十年代开始大规模建设的无线广播是从引进成套设备入手的。在引进了中波、短波电台和播音馆设备后,逐步学会了生产全套的广播设备。国产设备价格不及进口之半,还装备了工厂,推进了电子工业。广播事业也因此飞速发展,十来年间,播音语种和发射电力都跃居世界前列。

有线广播新中国建立伊始,农村缺电、农民还买不起收音机,在相当长时期就靠着上亿个有线广播喇叭把广播送到田头和炕头,深受农民欢迎。

彩色电视1956年日本在北京展出了黑白电视设备,我国买了下来,作为样机,试制出电视台设备,在1958年开播了黑白电视。当时电视节目少,也没有传送网络,同时四五百元一台的电视机老百姓还买不起,因此20来年间,全国只发展了两三百万台,没能普及。然而,黑白电视是电视事业发展的第一步,显示了电视的威力,培养了队伍。

改革开放后,电视事业才兴旺起来。20多年间,3亿多台电视机进入百姓家,影响遍及全国,节目传向世界,观众数量和生产能力达到世界前列。

发展彩色电视必先选定制式。1959年开始研究NTSC制彩色电视,一年后实现了开路试播,后因经济困难下马。文革中搞“彩色电视会战”,要求一定要用自己的制式,结果试验了40多种国外已否定的制式,也没成功。回头来看,世界上各种新制式都是以新技术、新器件为基础的,必须有创新,才可能提出新制式。而新的制式还必须在技术和经济上都有显著的优点才站得住脚。学习继承人类文明的优秀成果是进步、决不是耻辱。1972年我国专家去西欧考察彩色电视制式时发现:PAL制在技术上较优,适于我国多山地区使用,采用的国家也较多。于是提出了采用PAL制的建议,于1973年5月开始了PAL制彩色电视试播。后来使用通信卫星传送节目,逐步把卫星、光缆和数字微波联成网络。

有线电视城镇有线电视的异军突起是在二十世纪九十年代。起初是靠群众集资办起来的。但有人担心它会播低格调节目,还会分流主要节目的观众。于是先试点。试后的结论是:“网越大,监督的眼睛越多,越没人敢播坏节目”,“看主要节目的效果也更好了”。

有线电视的优势有四条:1.容量大:有线电视的电缆能传节目百套左右。与之相比,无线电视的播送频道就少得多了,我国无线电视频道虽有68个,但由于每个发射台的干扰范围远大于它的覆盖范围,所以减少了可用的频道数目。2.质量好:有线电视的信号在光缆、电缆里传送,减少了外来干扰和重影,还能把各套节日调整一致。3.收费低:始于群众集资兴办,初装费二三百元,月收视费8—12元,还不需装天线,体现了公益性。4.可办多种业务:因为有线电视的电缆容量现在只用了一少半,而光缆的频带就更宽了。

有线电视的发展方兴未艾,入网户数虽多,也只占全国总户数的1/4,预期10年内还将翻番。有线电视已成为我国频带最宽、入户率最高的网络。

以上是新中国广播电视事业所取得的主要技术成就。面对新的技术革命和新世纪的挑战,我国广播电视事业需要着力发展以下4类关键技术,才能确保我国广播电视事业在新的历史阶段立于不败之地。

数字化对于广播电视技术事业,数字化无疑是划时代的飞跃。数字化的优点是明显的。1.信号质量好:信号的损伤和叠加的杂波都能消除。2.便于采用大规模集成电路,提高了可靠性,又便于作复杂的处理、查找故障、设置备份和降低造价。3.提高频谱利用率:靠作复杂处理消除大量冗余信息。采用统计复用等技术还能进一步提高频谱利用率。这是模拟技术所做不到的。4.便于与其他数字信号组合传送。因此,数字化是信号处理、记录、传输和自动化播出的必由之路。目前电视台的数字设备已很普遍,下一步就是电视信号的数字化播出。

高清晰度(高清)电视HDTV自1934年电视开播以来,从343行到405行再到525/625行,是逐步提高清晰度、接近人眼分辨力的过程。即将到来的千行左右的数字化高清电视将是21世纪前叶电视广播的主要形式。目前国外已在研究2000行及更多行的超高清电视了。

实现高清电视,首先要制定出适合国情的制式标准。对于采用统一图像格式CIF以利设备生产和节目交换,以及采用MPEG—2信源编码标准,国际已有共识。我国用卫星传送数字电视(含高清)采用DVB—S标准,有线电视将用DVB—C标准。图像场频仍用50赫(工频),以利节目制作和接收。考虑经济条件、高清节目制作难度和观众的不同层次需求,会有一个标准电视与数字标准电视D—SDTV、高清电视并存的过渡时期。高清电视开播初期,高清节目往往不够,可把标准电视节目转成高清格式播出,或播几套D—SDTV。在过渡期间,各种机顶盒STB将应运而生,以保证各层次电视机收看不同标准的节目。

高清电视换装的巨大投入将拉动电子工业,而谁掌握了高清显像技术,就掌握了高清电视机这个量大面广产品的核心,将是最大的赢家。

直播卫星DBS用卫星的大功率转发器作直接覆盖—卫星直播,具有覆盖面广、实现快、质量好、频道多的优点,特别适宜于地旷人稀的边远地区和地形复杂的山区、海岛。转发器发射功率大,地面能用小直径(半米以下)的碟形天线来作个体接收,设备简单便宜,便于普及。采用数字压缩技术,可传的节目套数增加4—5倍,达百套以上,作用就更大了。它的主要弱点是:Ku(12吉赫)以上频段的电波,波长接近雨滴直径,雨致衰减较大,大雨可导致接收质量下降,甚至局部地区的信号短时中断。在有线电视已较发达的条件下发展直播卫星,需解决个体接收的政策和技术,考虑保护轨位和频道的权益等。除广播电视节目外,直播卫星还适宜播送多科目的远程教学,使优秀教师能为全国讲课。

摄录编播设备技术彩色电视开播以来,摄录编播设备几乎全部进口,久之视为当然。如再不占领这块阵地,不仅巨大市场仍将拱手让人,电子技术会失去这块前沿,而且事业发展将缺乏自主实力。新技术的出现是难得的机遇。例如由磁性纳米棒组成的量子磁盘,存储密度极高,将导致记录技术的飞跃,而这是播出设备的核心。在纳米技术面前,大家的起点是相近的,这是难得的跨越机会。

到了21世纪,许多目前受到经济条件限制的业务,如高清电视、壁挂式或投影式大屏幕家庭影院、卫星直播、光纤入户多网融合、密集波分复用宽带光通信、数字声广播、视频点播、远程教学、医疗和商务等,都有了实现的可能。而现有点对面的广播电视,在继续发挥其主功能作用的同时,双向交互式业务也将逐渐加快开展。

(作者为国家广播电影电视总局科技委高级顾问、全国政协委员。)

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