一、引言
眾所周知，模擬電視有NTSC、PAL和SECAM三種標准。目前，數字電視也陷入這種局面，美國、歐洲和日本各自形成三種不同的數字電視標准。美國的標准是ATSC(Advanced Television System Committee先進電視制式委員會)；歐洲的標准是DVB(Digital Video Broadcasting數字視頻廣播)；日本的標准是ISDB(Integrated Services Digital Broadcasting綜合業務數字廣播)。
現在，數字電視尚無統一的國際標准，本文就現行的三種數字電視標准分別予以介紹，並在技術規范、標准參數及特點等方面進行比較。
二、ATSC標准
ATSC數字電視標准由四個分離的層級組成(圖1所示)，層級之間有清晰的界面。最高層為圖像層，確定圖像的形式，包括像素陣列，幅型比和幀頻。第二層是圖像壓縮層，采用MPEG-2圖像壓縮標准。第三層是系統復用層，特定的數據被納入不同的壓縮包中，如節目1圖像，節目2聲音，或者輔助數據，采用MPEG-2系統標准。最后一層是傳輸層，確定數據傳輸的調制和信道編碼方案。對於地面廣播，其標准采用Zenith公司開發的8VSB，此系統可通過6MHz的地面廣播頻道實現19.3Mb/s的傳輸速率。該標准也包含適合有線電視系統高數據率的16VSB模式，可在6MHz的有線信道中實現38. 6Mb/s的傳輸速率。
下面兩層共同承擔普通數據的傳輸，上面兩層確定地普通數據傳輸的基礎上運行的特定配置，如HDTV或SDTV(標准清晰度電視)。
上面兩層還確定ATSC標准支持的具體圖像格式，共有18種格式(HDTV6種、SDTV12種)，14種采用逐行掃描方式。
⑴ HDTV，1920像素(H)×1080像素(V)，寬高比16：9，幀頻60Hz/隔行掃描制，幀頻30Hz/逐行掃描制，幀頻24Hz/逐行掃描制；
⑵ HDTV，1280像素(H)×720像素(V)，寬高比16：9，幀頻60Hz/逐行掃描制，幀頻30Hz/逐行掃描制，幀頻24Hz/逐行掃描制；
⑶ SDTV，704像素(H)×480像素(V)，寬高比16：9或4：3，幀頻60Hz/隔行掃描制，幀頻60Hz/逐行掃描制，幀頻30Hz/逐行掃描制，幀頻24Hz/逐行掃描制；
⑷ SDTV，640像素(H)×480像素(V)，寬高比4：3，幀頻60Hz/隔行掃描制，幀頻60Hz/逐行掃描制，幀頻30Hz/逐行掃描制，幀頻24Hz/逐行掃描制。
HDTV除1種之外，圖像格式都采用逐行掃描。因為1920×1080格式不適合在6MHz信道內以60幀/秒進行逐行掃描，故以隔行掃描取代之。SDTV的640×480圖像格式與計算機的VGA格式相同，保證了與計算機的適用性。在所有12種SDTV格式中，有9種采用逐行掃描，保留3種為隔行掃描方式以適應現有的視頻系統。
盡管ATSC DTV標准包含了高數據率的16VSB傳輸模式以適應有線電視系統，而美國的有線電視業實際上采用的是相近但不相同的標准，這是因為美國有線電視業在ATSC DTV標准被FCC通過之前已對發展不同的數字化技術投入大量的資金。作為ATSC的重要成員，有線電視通信工程協會已采納了數字化有線系統的標准，此標准協調了美國有線工業現行標准化和ATSC DTV的標准。另外，這些有線標准包括反映現行標准的一級圖像格式，ATSC SDTV圖像格式，同時設定了一套二級圖像格式，有線業可用於后兼容的電視上。二級圖像格式與ATSC DTV格式相同，包括HDTV和SDTV兩種格式。
另外ATSC還開發通過了在幀頻為50Hz的國家使用的另行標准。HDTV的像素陣列相同，但幀頻為25HZ和50HZ。SDTV格式的垂直分辨率為576行而水平分辨率則不同；也包含352×288格式，適應必要的窗口設置。基於50Hz版本的ATSC DTV標准使采用幀頻為50Hz的國家更易於使用。
三、 DVB標准
3.1 DVB廣播傳輸系統
DVB 數字廣播傳輸系統利用了包括衛星、有線、地面、SMATV、MNDSD 在內的所有通用電視廣播傳輸媒體。它們分別對應的DVB標准中：DVB-S、DVB-C、DVB-T、DVB-SMATV、DVB-MS和DVB-MC。
⑴ DVB-S(ETS 300 421)—數字衛星直播系統標准
該標准以衛星作為傳輸介質。通過衛星轉發的壓縮數字信號，經過衛星接收機后由衛星機頂盒處理，輸出現有模擬電視機可以接收的信號。這種傳輸覆蓋面廣，節目量大。數據流的調制采用四相相移鍵控調制(QPSK)方式，工作頻率為11/12GHz。在使用MPEG—2的MP@ML(主類@主級)格式時，用戶端達到CCIR601演播室質量的碼率為9Mb/s，達到PAL質量的碼率為5Mb/s。一個54MHz轉達發器傳送速率可達68Mb/s，並可供多套節目復用。
在DVB-S標准公布之后，幾乎所有的衛星直播數字電視均采用該標准，包括美國的Echostar等。我國也選用了DVB-S標准。
⑵ DVB-C(ETS 300 429)—數字有線廣播電系統標准
該標准以有線電視網作為傳輸介質，應用范圍廣。它具有16、32、64QAM三種方式，工作頻率在10GHz以下。采用64QAM正交調幅調制時，一個PAL通道的傳送碼率為41.34Mb/s，還可供多套節目復用。系統前端可從衛星和地面發射獲得信號，在終端需要電纜機頂盒。
⑶ DVB-T(ETS 300 744)—數字地面廣播系統標准
這是最復雜的DVB傳輸系統。地面數字發射的傳輸容量，在理論上大致與有線電視系統相當，本地區覆蓋好。現在采用編碼正交頻分復用(COFDM)調制方式，8MHz帶寬內能傳送4套電視節目，而且傳輸質量高。但這種系統其接收費用高，頻道也較少。
⑷ DVB-SMATV(ETS 300 473)—數字SMATV(衛星共用天線電視)廣播系統標准
該標准是在DVB-S和DVB-C基礎上制定的。
⑸ DVB-MS(ETS 300 748)—高於10GHz的數字廣播MMDS分配系統標准
MMDS是采用調幅微波向多點傳送，分配多頻道電視節目的系統。該標准基於DVB-S，使攜帶大量節目的微波信號直接入戶。用DVB-S接收機配上一個MMDS頻率變換器就可接收DVB-MS信號。
⑹ DVB-MC(ETS 300 749)—低於10GHz的數字廣播MMDS分配系統標准,該標准基於DVB-C，使攜帶大量節目的微波信號直接入戶。用DVB-C接收機配上一個MMDS頻率變換器就可接收DVB-MC信號。
3.2 DVB 基帶附加信息系統
DVB數字廣播系統除傳送普通的視頻、音頻信號外，還需傳送接收IRD調諧、節目指南，以及圖文、字幕、圖標等信息。適用於此類基帶附加信息系統的DVB標准包括：DVB-SI、DVB-TXT和DVB-SUB。
⑴ DVB-SI(ETS 300 468)—數字廣播業務信息系統標准
該標准用於IRD自行設置，並為用戶提供廣播業務指南。DVB—SI由一系列的表和描述符構成，它們給出了有關DVB業務或節目的所有參數。
⑵ DVB-TXT(ETS 300 472)—數字圖文廣播系統標准：該標准用於固定格式圖文電視的傳送。
⑶ DVB-SUB(ETS 300 743)—數字廣播字幕系統標准：該標准用於字幕及圖標(台標等)的傳送。
3.3 DVB交互業務系統
DVB數字廣播系統中的許多業務能根據需要，提供某中形式的交互服務。在通用DVB數字廣播系統的基礎上，進一步構成交互業務系統的要素包括與其他相關國際標准兼容的交互業務網絡獨立協議，傳送交互服務過程命令與控制信號的回傳信道等。與此對應的交互業務系統DVB標准有：DVB—NIP、DVB-RCC和DVB-RCT。
⑴ DVB-NIP(ETS 300 802)—DVB交互業務網絡獨立協議標准
⑵ DVB-RCC(ETS 300 800)—CATV系統DVB反傳信道標准
⑶ DVB-RCT(ETS 300 801)—PSTN/ISDN的DVB反傳信道標准
3.4 DVB 條件接收及接口表准
DVB數字廣播系統中有些業務傳送的是加擾的條件接受信息。條件接收的通用接口，使 IRD(Integrated Receiver Decoder,綜合解碼接收機)能夠解擾采用通用加擾算法的加擾信息。DVB數字廣播系統與其他電信網絡(例如PDH、SDH、ATM等)的連接擴展了DVB技術的應用范圍，其與這些電信網絡的接口實現了DVB向電信網絡的過渡。此外還有用於連接專業設備及IRD的接口。關於這些接口的DVB標准包括：DVB-CI、DVB-PDH、DVB-SDH、DVB-ATM、DVB-PI和DVB-IRDI。
⑴ DVB-CI(EN 50221)—條件接收及其它應用的通用接口標准
條件接收可確定哪些數字接收機能夠接收特定的廣播電視節目。這是付費電視廣播的基本部分，因而對數字電視運行的成功發展至關重要。
⑵ DVB-PDH(ETS 300 813)—PDH(准同步數字系列)網絡DVB接口標准
⑶ DVB-SDH(ETS 300 814)—SDH(同步數字系列)網絡DVB接口標准
⑷ DVB-ATM(ETS 300 815)—ATM網絡DVB接口標准
⑸ DVB-PI(EN 50083—9)—CATV/SMATV前端及類似的專業設備接口標准
⑹ DVB-IPDI(EN 50201)—DVB-IRD接口標准
4 、ISDB標准
ISDB是日本的DIBEG(Digital Broadcasting Experts Group 數字廣播專家組)制訂的數字廣播系統標准，它利用一種已經標准化的復用方案在一個普通的傳輸信道上發送各種不同種類的信號，同時已經復用的信號也可以通過各種不同的傳輸信道發送出去。ISDB具有柔軟性、擴展性、共通性等特點，可以靈活地集成和發送多節目的電視和其它數據業務。ISDB基本結構如圖2所示。
5 、DVB與 ATSC的比較
歐洲“DVB標准”和美國“ATSC數字電視標准”的主要區別如下：
(1)方形像素：在ATSC標准中采納了“方形像素”(Square Picture Eelements),因為它們更加適合於計算機；而DVB標准最初沒有采納，最近也采納了。此外，范圍廣泛的視頻圖像格式也被DVB采納，而ATSC對此則不作強制性規定。
(2)系統層和視頻編碼：DVB和ATSC標准都采納MPEG-2標准的系統層和視頻編碼，但是，由於MPEG-2標准並未對視頻算法作詳細規定，因而實施方案可以不同，與兩個標准都無關。
(3)音頻編碼：DVB標准采納了MPEG-2的音頻壓縮算法；而ATSC標准則采納了AC-3的音頻壓縮算法。
(4)信道編碼：兩者的擾碼器(Radomizers)采用不同的多項式；兩者的里德—所羅門前向糾錯(FEC)編碼采用不同的冗余度，DVB標准用16B，而ATSC標准用功20B；兩者的交織過程(Interleaving)不同；
在DVB標准中網格編碼(Trellix coding)有可選的不同速率，而在ATSC標准中地面廣播采用固定的2/3速率的網格編碼，有線電視則不需采用網格編碼。
(5)調制技術：衛星廣播系統中DVB標准采用QPSK，而ATSC標准不涉及衛星廣播。有線電視系統中DVB標准采用任選的16/32/64QAM，而ATSC標准采用16VSB，兩者完全不同。地面廣播系統中DVB標准采用具有QPSK、16QAM或64QAM的COFDM(2K個或8K個載波)；而ATSC標准采用8VSB。
6 、三種數字地面廣播系統的比較
ISDB-T和歐洲的DVB-T非常類似,可以說是經修改的歐洲方案,傳輸方案仍是COFDM,使用的編碼方式相同,調制方法也相同,也分為2K和8K兩種模式。因為日本電視射頻帶寬為6MHz,所以載波數、載波間隔有所差別。
同時傳送多種級別的圖像(HDTV、SDTV、LDTV)，傳送多套節目，同時進行圖像 、聲音和數據業務，這些都是數字電視的共同優點，對美、歐、日三種制式均適用。而抗多徑能力強，可分層，可移動接收，可組成單頻網則是OFDM的優點，也是歐洲、日本制式的共同優點。根據分層和窄帶接收同時實現固定接收、移動接收和便攜接收，則僅是日本制式的特點。與DVB-T相比,ISDB-T增加了部分接收和分層傳輸功能。
所謂部分接收是指系統將整個６ＭＨz帶寬分為13段，每段423kＨz，主要解決窄帶和寬帶業務的同時接收問題，其接收機可以接收６ＭＨz全帶寬，也可以接收頻帶中心的那一段的窄帶423kＨz信號。前者主要用於固定和車載移動接收，而后者則主要用於小型便攜接收機，但由於帶寬較窄，接收條件差，實際只能用於音頻廣播和數據。這樣一來就有可能不必再有單獨的數字廣播(DVB)。但這對於電台和電視台分別運營的情況，又提出了新的問題。
所謂分層是指對不同段的糾錯和調制方式進行不同的設置，以針對不同重要程度的信息和不同接收條件和不同接收區域。該系統一共分成四層，如Ａ層可具有最高的可靠性，用來傳送解碼必須的重要信息，而其他各層則可安排不同的保護率以適應不同的業務。
7、DVB、ATSC和ISDB成員近況
據最新網絡資信，DVB成員已經達到265個(來自35個國家和地區)，主要集中在歐洲並遍及世界各地，我國的廣播科學研究院和TCL電子集團也在其中。ATSC成員30個，其中有美國國內成員20個、來自阿根廷、法國、韓國等7個國家的成員10個，我國的廣播科學研究院也參加了ATSC組織。ISDB籌划指導委員會委員17個，其他成員23個，其成員都是日本國內的電子公司和廣播機構。
由三個數字電視標准的成員數量及分布情況，可以看出DVB 標准的發展最快，普及范圍最大。
8、小結
由於模擬電視三種標准(及其許多子標准)的分隔，在各大洲之間、各國之間造成了很多障礙，使全世界的消費者為模擬電視標准的多樣性付出了高昂的代價。目前，全世界的數字電視專家正在從中吸取教訓、清理障礙、力求改變這種現狀。可以預言在不遠的將來ATSC、DVB、ISDB等數字電視標准都將不覆存在，取而代之的是統一的國際數字電視標准。