广播的技术

二、广播的技术

一般认为,通过无线电波或通过导线向广大地区或一定区域传递声音节目,统称为广播。按照传输方式分类,通过无线电微波传送的,称为无线广播或开路广播;通过电缆或导线传送的,称为有线广播或闭路广播。其中通过人造地球卫星作为转发站发送的,称为卫星广播;通过因特网传送的,称为网上广播。按照覆盖范围,可分为地方广播、全国广播和国际广播;按照技术标准,又可分为模拟广播和数字广播。

(一)按照技术标准划分

广播是电子媒介行业的鼻祖。传统的广播主要提供两种类型的服务,即调幅(AM)与调频(FM)。在新技术背景下,广播又开发了两种新型服务,即数字音频广播(DAB)与数字多媒体广播(DMB)。

1.调幅广播(AM)

调幅广播(Amplitude Modulation)采用调幅制,即载波频率不变,其幅度随声音的强弱而变化的制式。调幅广播用于长波(载波波长为2000-1050米)、中波(载波波长为570-187米)、短波(载波波长为130.43-11.5米)广播,频带比较窄。现在长波电台已很少见,我国长波频率主要用做无线电通信和导航等业务,没有进行广播业务。中波、短波可以容纳较多电台。调幅广播信噪比很低,在20dB左右,所以除了单声道广播,还可以在一个中波频率内送左右两个声道,成为兼容立体声广播,但其质量已远低于节目源本身,同时又很难保证移动接收条件下的信号质量。

2.调频广播(FM)

调频广播(Frequency Modulation)是载波的频率随声音的强弱而变化的制式。调频广播是载波频率在米波段的88-108兆赫的超短波广播,也称米波段调频广播(载波波长为3.45-2.8米),占用的频带较宽,需200千赫,是一般调幅广播的10倍,这也是中波和短波广播不能采用调频制的原因。调频广播的最高音频可以取到15千赫(调幅广播只取9-10千赫),所以声音的保真度高,音质好,特别适合于播送音域宽广的音乐节目。在调频接收机里,还可以用限幅的方法消除传输时由于干扰所引起的寄生调幅,因此调频广播的抗干扰能力强。因此,广播节目的传送也都采用调频信号。调频还特别适宜于立体声广播,它可以把原声场中所感受到的空间印象(立体感)如实地传送给听众,从而进一步增强广播的感染力。

3.数字音频广播(DAB)

数字音频广播(Digital Audio Broadcasting)是继AM、FM传统模拟广播之后的第三代广播———数字信号广播,它的出现是广播技术的一场革命。首先,从技术上讲,数字广播实际上是一种基于数字传输和接收技术的新的标准。因为使用了数字化的传输和接收技术,信号损失极小,广播信号的音质大大提高。同时,兼有很强的移动接收能力,在一定范围内不受多重路径干扰的影响,以保证固定、携带及移动接收的高质量。其次,使用数字压缩技术,广播信号需要的频率宽度大大减小,这意味着无线电的频谱空间可以得到更大限度的利用。DAB与传统广播(FM、AM)最大的差异,除了DAB具有CD音质的传输质量及技术外,还可以接收多媒体信息,包括文字、数据,甚至实时信息的更新。因此DAB的应用并不局限于音讯传输(Audio Broadcast)服务,更重要的是数据信息服务(Data Broadcasting)。

4.数字多媒体广播(DMB)

数字多媒体广播(Digital Multimedia Broadcasting)是在数字音频广播DAB基础上发展起来的面向未来的新一代广播系统。它将数字化了的音频信号及各种数据业务信号,在数字状态下进行各种编码、调制、传递等处理。它突破传统单一的声音广播业务的瓶颈,将单一的声音广播业务推向了多媒体领域。即在发送高质量声音节目的同时,传递各种诸如图像、文字、数据、图片及活动影像等数字业务,包括影视娱乐节目、智能交通导航、电子报纸杂志、金融股市信息、互联网信息、城市综合信息等可视数据业务,广泛应用于公交车、出租车、轻轨、地铁、火车、轮渡等各种移动载体上或住所、办公室里,为传统广播业务的发展开辟了广阔的空间。

5. CMMB

CMMB是英文China Mobile Multimedia Broadcasting(中国移动多媒体广播)的简称。它是国内自主研发的第一套面向手机、PDA、MP3、MP4、数码相机、笔记本电脑多种移动终端的系统,利用S波段信号实现“天地”一体覆盖、全国漫游,支持25套电视节目和30套广播节目。2006年10月24日,国家广电总局正式颁布了中国移动多媒体广播行业标准,确定采用我国自主研发的移动多媒体广播行业标准。

CMMB规定了在广播业务频率范围内,移动多媒体广播系统广播信道传输信号的帧结构、信道编码和调制。该标准适用于30MHz到3000MHz频率范围内的广播业务频率,通过卫星和/或地面无线发射电视、广播、数据信息等多媒体信号的广播系统,可以实现全国漫游。

CMMB的主要特点:

(1)可提供数字广播电视节目、综合信息和紧急广播服务,实现卫星传输与地面网络相结合的无缝协同覆盖,支持公共服务。

(2)支持手机、PDA、MP3、MP4、数码相机、笔记本电脑以及在汽车、火车、轮船、飞机上的小型接收终端,接收视频、音频、数据等多媒体业务。

(3)采用具有自主知识产权的移动多媒体广播电视技术,系统可运营、可维护、可管理,具备广播式、双向式服务功能,可根据运营要求逐步扩展。

(4)支持中央和地方相结合的运营体系,具备加密授权控制管理体系,支持统一标准和统一运营,支持用户全国漫游。

(5)系统安全可靠,具有安全防范能力,具有良好的可扩展性,能够适应移动多媒体广播电视技术和业务的发展要求。

CMMB提供的服务:

根据移动多媒体广播电视的特点和业务发展的需要,CMMB业务平台主要由公共服务平台、基本业务平台、扩展业务平台等三个平台构成。

(1)公共服务平台是向用户提供公益服务的移动多媒体广播电视业务平台,主要由公益类广播电视节目和政务信息、紧急广播信息构成。CMMB公共服务平台向合法用户提供的服务,为无偿服务。

(2)基本业务平台是向用户提供基本数字音视频广播服务和数据服务的业务平台,包括卫星平台和地方平台传送的数字音视频广播服务和数据服务。CMMB基本业务平台向合法用户提供的服务,为有偿服务。

(3)扩展业务平台是向用户提供扩展广播电视节目服务和综合信息服务的业务平台。提供的服务主要由四方面构成:一是经营类的广播电视付费节目;二是经营类的音视频点播推送服务,利用系统闲置时间将用户订制的广播电视节目推送到用户终端;三是综合数据信息服务,主要有股票信息、交通导航、天气预报、医疗信息等;四是双向交互业务,主要有音视频点播、移动娱乐、商务服务等。目前,CMMB主要以音视频服务为主,扩展服务中综合信息、双向交互等服务将随着业务的发展逐步推广应用。CMMB扩展业务平台向合法用户提供的服务,为有偿服务。

(二)按照传输方式划分

1.无线广播

无线广播(wireless broadcasting)是利用无线电波将广播节目传播给广大用户的广播方式。1873年,英国的麦克斯韦从理论上证明了无线电波的存在,建立了电磁理论。1888年,德国科学家赫兹通过火花放电的实验,产生并接收了无线电波,验证了电磁波的存在,证实了电磁理论的正确。1895年,俄国的波波夫和意大利的马可尼利用无线电信号进行通信实验获得成功。20世纪初开始实现播送语言和音乐的声音广播。1920年10月,世界上第一座有营业执照的无线广播电台美国匹兹堡KDKA广播电台开始播音。^[5]从此,无线电广播在人们生活中占据了重要的位置。

无线广播按照其发射电波的频率高低不同,可分为中波广播、短波广播、米波广播、分米波广播。调幅广播都使用中波段和短波段,调频广播使用米波段的一部分。中国规定调频广播的频段为87.5- 108兆赫。分米波段用于电视广播。

2.有线广播

有线广播(wired broadcasting)是利用金属导线或光导纤维组成的传输网络,把广播节目直接传送给用户接收设备的广播方式。可以使用专用的传输分配网络,也可使用电信传输网络和低压电力传输网络。1876年有线电话诞生,为有线广播打下技术基础。1880年,俄国人奥霍罗维奇成功研制用导线把剧院里的音乐节目传输出去的播音设备。1893年,在匈牙利的布达佩斯连接了700多条电话线,定时广播新闻,形成正式的有线广播。1924年,苏联开办有线广播,德、法等国也利用电话网传送广播节目,发展成能输送多套节目的有线广播网。

有线广播抗自然干扰和工业干扰能力强、工作稳定可靠,容易控制时间和空间,而且光导纤维传输节目的质量高。

3.网络广播

网络广播是网络传播多媒体形态的重要体现,也是广播电视媒体网上发展的重要体现。对传统广播而言,网络广播是其功能的补充,两者是互补和合作关系。

广播与互联网的融合最早表现为传统广播上网。从互联网的运作形态来看,传统广播上网基本上是传统广播声音节目的一种网络化,或者把整个节目放到网上,或者对传统广播的节目进行重新的组合。这种在线广播的方式拓展了广播的生存空间,延伸了广播的影响力。但它仅仅是把广播的有声节目通过网络来传播,是传统电台抢占新的传播渠道的一种形式。

广播与互联网有机融合的另一种形式是网络电台。这是一种基于网络传播的电台,通过在因特网站点上建立广播服务器,在服务器上运行节目播送软件,将节目广播出去,访问者在自己的计算机上运行节目接收软件,访问该站点,收听、收看、阅读广播信息。网络电台是专门针对网络用户设置的电台,互动性和参与性增强,个性特征鲜明。传统广播创办网络电台,是在整合了传统广播庞大媒体资源的基础上,将电台和网络的优势加以融合创新。目前,一些有实力的大台在开通在线广播的基础上,同时创办网络电台,实现广播在互联网上的平移,借网络的优势为广播所用。

4.卫星广播

卫星广播(satellite broadcasting)是利用人造地球卫星上的转发器向地面转播声音广播信号,供一般公众直接接收的广播方式。自从1963年7月美国成功发射世界上第一颗同步通信卫星“同步Ⅱ号”后,卫星通信技术快速发展。到20世纪70年代中期,各国开始发射实验用的广播卫星。到80年代,卫星广播进入实用阶段。卫星广播接收包括个体接收和集体接收两种:个体接收系统卫星的发射功率较大,到达地面的电波较强,用直径一米以下的小型天线和简单的设备即可接收,这是卫星广播的主要形式;集体接收系统卫星的发射功率较小,要用较大的天线和较复杂的设备接收。卫星广播系统由广播卫星、地面接收网、上行站和测控站组成,具有覆盖面积大、广播质量高、投资和维护费用低等特点。

5.手机广播

手机广播即通过手机实时收听收看或下载播放音视频节目。从技术层面上讲,手机广播的实现主要有以下途径:基于通信网络,即只通过电信网来实现;基于广播和通信的融合网络,即通过广播网实现下传,并通过电信网实现上传。一是在手机中内置了FM广播调谐器,用手机可以直接收听电台广播节目;一是随着GPRS、3G、WAP等无线通信技术和服务的发展、完善,依托于移动通讯网络和互联网络,用上网手机实时收听或点播网络广播节目。手机广播的节目可以利用广播电台现有的广播资源、音频资料库资源,或者经过二次加工创作形成。节目形式包括:短信SMS、彩信MMS、动漫、音视频、语音互动IVR、在线广播等。节目内容包括新闻、音乐、娱乐以及各类信息。手机广播在定向性、实时性、移动性和互动性等方面,较其他媒体有着明显的优势。