CMMB單頻網(wǎng)荊門地區(qū)覆蓋方案實(shí)踐

張建國(guó)，別業(yè)鵬，江 濤

（1.湖北中廣傳播有限公司 荊門分公司，湖北 荊門 448000；2.荊門電視臺(tái)，湖北 荊門 448000；3.嘉興學(xué)院，浙江 嘉興 314001）

1 荊門地區(qū)手機(jī)電視概述

荊門位于湖北中部，地處美麗富饒的江漢平原西部，東眺武漢，西臨三峽，南望瀟湘，北通川陜，荊門地區(qū)下轄鐘祥、京山、沙洋、屈家?guī)X管理區(qū)，東西橫距75 km，南北縱距86 km，受特殊地理位置的制約，有很多觀眾無(wú)法收看到荊門地區(qū)地方廣播電視信號(hào)，而手機(jī)電視的覆蓋能有效提高收視到達(dá)率。

CMMB為中國(guó)移動(dòng)多媒體廣播電視，為加大荊門地區(qū)覆蓋、更好地服務(wù)用戶，經(jīng)國(guó)家廣電總局批準(zhǔn)，在荊門市的東寶山使用DS45CH，在湖北全省首批開(kāi)通CMMB業(yè)務(wù)，覆蓋荊門市城區(qū)，經(jīng)湖北中廣傳播有限公司批準(zhǔn)，在荊門地區(qū)建立全市單頻網(wǎng)[1-4]。

2011年5月，湖北中廣傳播有限公司荊門分公司在荊門移動(dòng)公司的全力支持下，完成了荊門地區(qū)CMMB覆蓋項(xiàng)目建設(shè)。作為全省的試點(diǎn)地區(qū)，率先實(shí)現(xiàn)全地區(qū)覆蓋，有效覆蓋人口約為150萬(wàn)人。

2 方案簡(jiǎn)介

該系統(tǒng)原理流程如圖1所示。

荊門地區(qū)手機(jī)用戶目前能收看收聽(tīng)到CCTV-NEWS、CCTV-1、CCTV-5、“睛彩”電影、“睛彩”天下、荊門新聞、荊門新農(nóng)村7套電視節(jié)目和中國(guó)國(guó)際、中央人民廣播電臺(tái)2套廣播節(jié)目。中央臺(tái)的5套節(jié)目由衛(wèi)星數(shù)字接收機(jī)（型號(hào)CD?VB－5110G）接收CMMB衛(wèi)星信號(hào)，并進(jìn)行解調(diào)、拆裝，還原出IP數(shù)據(jù)包，包括中央前端的音視頻包以及ESG、緊急廣播等信息。荊門的2套節(jié)目由SUMAVISION 9110 CMMB Encoder接收H.264編碼標(biāo)準(zhǔn)的IP格式信號(hào)。16口H3C千兆以太網(wǎng)交換機(jī)接收中央前端7套節(jié)目的音視頻IP包和符合H.264編碼格式的2套荊門節(jié)目音視頻IP包，并一起轉(zhuǎn)發(fā)給CMMB復(fù)用器。8口TP-Link千兆以太網(wǎng)交換機(jī)是傳輸接口的擴(kuò)展，可滿足同時(shí)向各縣市區(qū)轉(zhuǎn)發(fā)CMMB復(fù)用后的信號(hào)，CMMB復(fù)用器與電視臺(tái)CMMB激勵(lì)器之間的ASI信號(hào)傳輸路由采用同軸電纜連接。

3 關(guān)鍵設(shè)備介紹

3.1 編碼器

編碼器實(shí)物如圖2所示。

基于H.264的嵌入式編碼設(shè)備，具有低功耗、高壓縮率、使用方便等特性，內(nèi)置編碼器，集成2路音頻編碼和1路串口傳輸通道；數(shù)據(jù)傳輸采用TS over IP或RTP over IP方式，能夠與第三方編碼設(shè)備進(jìn)行互通；SUMAVI?SION 9110具備LCD/按鍵、SNMP網(wǎng)管和Web界面三種控制方式，方便在不同情況下進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作和集中控制。

3.2 衛(wèi)星接收器

衛(wèi)星CDVB5110G接收機(jī)采用強(qiáng)大的處理器，帶兩路AV輸出:一路有OSD疊加的視頻輸出，用于監(jiān)視；另一路無(wú)OSD疊加的視頻輸出，用于進(jìn)入有線網(wǎng)。并且該處理器帶有ASI格式的TS流輸出。

3.3 H3C交換機(jī)

該設(shè)備主要將節(jié)目接收的IP節(jié)目包轉(zhuǎn)發(fā)給復(fù)用器。

3.4 復(fù)用器

項(xiàng)目的復(fù)用采用了統(tǒng)計(jì)復(fù)用，統(tǒng)計(jì)復(fù)用指被復(fù)用的各個(gè)節(jié)目傳送的碼率不是恒定的，各節(jié)目之間實(shí)行按圖像復(fù)雜程度分配碼率的原則，如圖3所示。統(tǒng)計(jì)復(fù)用達(dá)到的效果為:構(gòu)成編碼圖像的比特率和編碼圖像復(fù)雜性的匹配，其結(jié)果是對(duì)每個(gè)電視節(jié)目采用可變的比特率分配，最終優(yōu)化了帶寬的使用；移動(dòng)多媒體廣播復(fù)用器是基于CMMB規(guī)范的處理平臺(tái)，通過(guò)RTP/UDP/TCP/IP接收多路媒體業(yè)務(wù)、音頻廣播業(yè)務(wù)、ESG、數(shù)據(jù)廣播、應(yīng)急廣播、條件接收的數(shù)據(jù)流，按照移動(dòng)多媒體廣播復(fù)用標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行復(fù)用幀的復(fù)用，再經(jīng)過(guò)PMS打包后ASI輸出到調(diào)制器、激勵(lì)器發(fā)射到無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信終端隨時(shí)隨地接收音視頻廣播節(jié)目和信息服務(wù)等業(yè)務(wù)[5-6]。

4 信號(hào)的傳輸

到各縣市區(qū)的信號(hào)通過(guò)TP-Link 8口千兆交換機(jī)IP包提供，通過(guò)端到端IP-ASI適配器實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳輸。

IP-ASI光纖傳輸適配器的工作原理為:各發(fā)射點(diǎn)節(jié)目信號(hào)源傳輸從荊門電視發(fā)射臺(tái)機(jī)房傳出，中間環(huán)節(jié)走荊門移動(dòng)公司的光纖網(wǎng)絡(luò)鏈路到各地區(qū)縣廣電局發(fā)射點(diǎn)，如圖4所示。

在各縣市區(qū)分別添加HC1230A IP-ASI適配器，將市電視臺(tái)發(fā)射機(jī)房CMMB復(fù)用器輸出的ASI信號(hào)通過(guò)HC1230A IP-ASI適配器送到各縣市區(qū)接收點(diǎn)，IP-AS雙向適配器適配為ASI信號(hào)，再將ASI送到發(fā)射機(jī)。

5 信號(hào)的發(fā)射

5.1 發(fā)射方式選擇

荊門地區(qū)CMMB覆蓋中，數(shù)字電視發(fā)射機(jī)工作頻率選擇在UHF頻段，主要采用U波段地面無(wú)線發(fā)射來(lái)構(gòu)建城市U波段地面無(wú)線覆蓋網(wǎng)絡(luò)；采用DS45CH單頻網(wǎng)覆蓋方式。

5.2 前期骨干站點(diǎn)建設(shè)方案

荊門地區(qū)CMMB覆蓋項(xiàng)目首期分別在荊門市城區(qū)、京山縣、鐘祥市、沙洋和屈家?guī)X5個(gè)中心城區(qū)建點(diǎn)，共5臺(tái)CMMB發(fā)射機(jī)，其中屈家?guī)X站點(diǎn)采用500 W發(fā)射機(jī)，其他站點(diǎn)均為1000 W發(fā)射機(jī)。其站點(diǎn)部署及場(chǎng)強(qiáng)覆蓋示意如圖5所示。

荊門市城區(qū)站點(diǎn)發(fā)射機(jī)系統(tǒng)與縣市區(qū)發(fā)射機(jī)系統(tǒng)共同組成荊門轄區(qū)內(nèi)的CMMB單頻網(wǎng)。分別在上述5個(gè)臺(tái)站增加環(huán)境監(jiān)控部分，實(shí)現(xiàn)了發(fā)射機(jī)數(shù)據(jù)、環(huán)境情況等傳至監(jiān)控中心進(jìn)行統(tǒng)一管理，單頻網(wǎng)的組建通過(guò)從前端統(tǒng)一分配節(jié)目源，同時(shí)采用GPS同步來(lái)完成。個(gè)別站點(diǎn)間距離較近如有相干問(wèn)題，可在實(shí)際調(diào)試時(shí)把時(shí)延進(jìn)行微調(diào)來(lái)改變其射頻保護(hù)率以滿足組網(wǎng)要求，保證組網(wǎng)效果。首期各站點(diǎn)最近距離約40 km，最遠(yuǎn)約60 km，從實(shí)際效果看，沒(méi)有出現(xiàn)相干問(wèn)題。

6 設(shè)備維護(hù)與安全管理

預(yù)設(shè)各站點(diǎn)的機(jī)房均在發(fā)射塔的電視發(fā)射臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)房，面積均大于16 m2，個(gè)別機(jī)房?jī)?nèi)有其他設(shè)備使用，但可滿足發(fā)射機(jī)的放置需求，發(fā)射機(jī)供電均可采用發(fā)射臺(tái)原有的穩(wěn)壓電源（均有裕量）。考慮到夏天機(jī)房溫度會(huì)超過(guò)30℃，以上4個(gè)站點(diǎn)均需安裝3匹左右?guī)嚯娀謴?fù)的柜式空調(diào)。由于CMMB發(fā)射機(jī)功率較大，需要用風(fēng)道的方式把熱風(fēng)排出機(jī)房，解決散熱問(wèn)題。通過(guò)窗體和墻體過(guò)孔設(shè)立出風(fēng)口位置，開(kāi)口面積為400 mm×400 mm。機(jī)房?jī)?nèi)需安裝風(fēng)道，風(fēng)道長(zhǎng)度各站點(diǎn)均為5 m。

7 系統(tǒng)特點(diǎn)

系統(tǒng)特點(diǎn)如下:

1）系統(tǒng)采用單頻網(wǎng)覆蓋方式

節(jié)目傳輸分配中心通過(guò)傳輸鏈路以IP方式將信號(hào)通過(guò)移動(dòng)公司網(wǎng)絡(luò)傳輸分配到各個(gè)發(fā)射站，完成荊門地區(qū)單頻網(wǎng)的基本覆蓋。

2）系統(tǒng)采用移動(dòng)10 Mbit/s普通網(wǎng)絡(luò)鏈路傳輸

若采用專芯光纖（裸纖傳輸）端到端傳輸方案，需端到端設(shè)備數(shù)量多，光纖資源利用率低，端點(diǎn)越多越明顯，并存在投資高且嚴(yán)重資源浪費(fèi)的問(wèn)題。該系統(tǒng)采用4K-OFDM（8 MHz）、8 MHz系統(tǒng)帶寬基于時(shí)隙的幀結(jié)構(gòu)方式進(jìn)行編碼，采用移動(dòng)公司10 Mbit/s（及以上）網(wǎng)絡(luò)即可滿足傳輸實(shí)際需求。而后采用HC1230A IP-ASI適配器通過(guò)IP包傳輸，既保障了信號(hào)質(zhì)量，同時(shí)節(jié)約網(wǎng)絡(luò)資源，節(jié)省了成本。此方案需注意設(shè)備運(yùn)行的安全保障，要做好備份和電源保障，特別注意防止中心點(diǎn)故障造成系統(tǒng)癱瘓。

3）荊門地區(qū)節(jié)目進(jìn)入CMMB網(wǎng)

荊門地區(qū)節(jié)目經(jīng)CMMB復(fù)用后通過(guò)鏈路傳送給各個(gè)發(fā)射機(jī)。

4）預(yù)留同傳通道

利用移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成同傳通信，終端通過(guò)同傳通道向中央、地方兩級(jí)節(jié)目播出平臺(tái)發(fā)送信息，從而實(shí)現(xiàn)交互業(yè)務(wù)。

8 總結(jié)

2011年5月下旬，荊門地區(qū)各中心城區(qū)成功實(shí)現(xiàn)了CMMB手機(jī)信號(hào)全覆蓋，豐富了電視信號(hào)覆蓋手段，為發(fā)展文化產(chǎn)業(yè)起到積極作用。各站點(diǎn)在建設(shè)過(guò)程中遇到的各地已占用同頻問(wèn)題，經(jīng)與有關(guān)單位協(xié)商，均優(yōu)先讓位于CMMB使用。隨著科技飛速發(fā)展，CMMB的發(fā)展前景將更廣闊，收視群體將更多。

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