地鐵數(shù)字電視系統(tǒng)建設(shè)的探討

朱旭升

【摘要】 隨著地面數(shù)字電視廣播的發(fā)展，將數(shù)字電視引入地鐵，建設(shè)地鐵數(shù)字電視系統(tǒng)將成為必然；本文對(duì)地鐵數(shù)字電視建設(shè)的覆蓋要求、系統(tǒng)構(gòu)成及功能進(jìn)行了分析論述。

【關(guān)鍵詞】 地鐵數(shù)字電視 覆蓋 系統(tǒng) POI 漏泄電纜

一、概述

隨著地面數(shù)字電視廣播的發(fā)展，城市軌道交通作為流動(dòng)人口眾多、受眾面最大的空間區(qū)域，將數(shù)字電視引入地鐵，建設(shè)地鐵數(shù)字電視系統(tǒng)將成為必然；地鐵數(shù)字電視也是實(shí)現(xiàn)以人為本、進(jìn)一步提高地鐵為乘客服務(wù)質(zhì)量、加快各種信息傳遞的重要手段。

二、覆蓋要求

地鐵數(shù)字電視建成后要達(dá)到以下要求：

1、射頻信號(hào)評(píng)價(jià)

支持列車運(yùn)行速度不大于100公里/小時(shí)的視頻信息實(shí)時(shí)傳輸。

以1.5米高度，增益不高于2dB接收天線，在移動(dòng)速度不超過100公里/小里情況下對(duì)覆蓋信號(hào)進(jìn)行測(cè)試，要求覆蓋區(qū)域內(nèi)95%區(qū)域內(nèi)信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)不低于35dBuV；90%區(qū)域不低于32dBuV。

覆蓋區(qū)域內(nèi)載噪比（C/N）≥14dB；覆蓋區(qū)域信號(hào)不對(duì)原有效覆蓋區(qū)形成多徑干擾。

2、碼流信號(hào)評(píng)價(jià)

要求覆蓋區(qū)域90%區(qū)域內(nèi)誤碼率小于≤2x10-4。要求覆蓋區(qū)域90%區(qū)域內(nèi)每分鐘丟包率率為≤5。

3、圖像主觀評(píng)價(jià)。

標(biāo)準(zhǔn)GY/T 134-1998《數(shù)字電視圖像主觀評(píng)價(jià)方法》。在工程中可分為以下幾個(gè)等級(jí)：

工程要求在目標(biāo)覆蓋后達(dá)到：覆蓋區(qū)域內(nèi)實(shí)際接收測(cè)試效果要求圖像流暢，無馬賽克現(xiàn)象；達(dá)到主觀圖像評(píng)價(jià)4級(jí)以上。

視頻顯示不能出現(xiàn)明顯斷點(diǎn)、失幀、抖動(dòng)、馬賽克等，音頻播放不能出現(xiàn)明顯噪音、滑碼等，確保乘客可享受平滑連續(xù)穩(wěn)定的視覺聽覺感受。

三、系統(tǒng)組成

系統(tǒng)由地鐵播控中心、傳輸子系統(tǒng)、車站子系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、車載子系統(tǒng)構(gòu)成。（圖1）

3.1地鐵播控中心

負(fù)責(zé)地鐵電視節(jié)目的播出、控制

負(fù)責(zé)地鐵電視信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)同步控制；

負(fù)責(zé)地鐵電視系統(tǒng)設(shè)備的監(jiān)測(cè)、控制；

負(fù)責(zé)地鐵電視節(jié)目信號(hào)的傳輸和監(jiān)測(cè)；

3.2傳輸子系統(tǒng)

地鐵移動(dòng)電視碼流信號(hào)（TS流）的傳輸；通過專門的光纖傳輸通道將控制中心的TS流信號(hào)傳送到有發(fā)射機(jī)的相關(guān)車站。

其它車站的地鐵電視信號(hào)由有發(fā)射機(jī)的車站通過光纖直放站和專門的光纖傳送。

為了滿足監(jiān)控信號(hào)的上傳，監(jiān)控信號(hào)需要1個(gè)10M以太網(wǎng)通道。以太網(wǎng)通道利用地鐵既有系統(tǒng)以太網(wǎng)通道。

3.3車站子系統(tǒng)（發(fā)射機(jī)站）

通過ASI光端機(jī)接收地鐵控制中心的ASI信號(hào)，利用GPS進(jìn)行單頻網(wǎng)同步；將ASI信號(hào)送入到數(shù)字電視發(fā)射機(jī)，經(jīng)發(fā)射機(jī)調(diào)制、功率放大后的RF信號(hào)輸入民用通信系統(tǒng)POI的數(shù)字電視接口，通過地鐵民用通信系統(tǒng)在隧道內(nèi)敷設(shè)得泄漏電纜完成地鐵隧道區(qū)間和站廳、站臺(tái)的信號(hào)覆蓋。

發(fā)射機(jī)輸出耦合出一路射頻信號(hào)輸入到數(shù)字電視光纖近端機(jī)，將地鐵電視射頻信號(hào)通過光分路器傳輸?shù)桨l(fā)射機(jī)站控制的各光纖遠(yuǎn)端機(jī)站。

每站設(shè)一網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控單元，監(jiān)控ASI光端機(jī)、GPS、數(shù)字電視發(fā)射機(jī)、光纖近端機(jī)等設(shè)備的狀態(tài)，通過10M以太網(wǎng)與中心機(jī)房進(jìn)行信息傳輸，使中心機(jī)房可以監(jiān)控、設(shè)置發(fā)射機(jī)站各種設(shè)備，以便集中管理；

3.4車站子系統(tǒng)（光纖直放站站）

通過光纖直放站遠(yuǎn)端機(jī)接收發(fā)射機(jī)站光纖近端機(jī)發(fā)送的地鐵電視射頻信號(hào)，通過光電轉(zhuǎn)換后將射頻信號(hào)送入數(shù)字電視功放單元進(jìn)入推送放大，然后輸入民用通信系統(tǒng)POI的數(shù)字電視接口，通過地鐵民用通信系統(tǒng)在隧道內(nèi)敷設(shè)得泄漏電纜完成地鐵隧道區(qū)間和站廳、站臺(tái)的信號(hào)覆蓋。

每站設(shè)一網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控單元，監(jiān)控光纖遠(yuǎn)端機(jī)等設(shè)備的狀態(tài)，通過10M以太網(wǎng)與中心機(jī)房進(jìn)行信息傳輸，使中心機(jī)房可以監(jiān)控、設(shè)置光纖遠(yuǎn)端機(jī)站各種設(shè)備，以便集中管理。

3.5監(jiān)控子系統(tǒng)

對(duì)播控中心、發(fā)射系統(tǒng)和車站子系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)信息的收集和報(bào)表顯示，提供系統(tǒng)安全機(jī)制，確保系統(tǒng)正常運(yùn)營(yíng)；系統(tǒng)監(jiān)控終端將生成的系統(tǒng)日志存儲(chǔ)在中心服務(wù)器，管理/控制系統(tǒng)設(shè)備。

通過設(shè)備監(jiān)控軟件實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)、設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，并及時(shí)排除故障。

3.6車載子系統(tǒng)

通過車載天線，接收隧道區(qū)間內(nèi)漏纜發(fā)射的地鐵電視信號(hào)，通過機(jī)頂盒將視頻信號(hào)傳輸?shù)礁鬈噹@示終端；

接收PIS系統(tǒng)信息，將導(dǎo)乘信號(hào)通過分布系統(tǒng)傳輸?shù)礁鬈噹@示終端。

3.7車載子系統(tǒng)

通過車載天線，接收隧道區(qū)間內(nèi)漏纜發(fā)射的地鐵電視信號(hào)，通過機(jī)頂盒將視頻信號(hào)傳輸?shù)礁鬈噹@示終端；

接收PIS系統(tǒng)信息，將導(dǎo)乘信號(hào)通過分布系統(tǒng)傳輸?shù)礁鬈噹@示終端。

四、覆蓋計(jì)算

由各車站發(fā)射機(jī)或直放站遠(yuǎn)端機(jī)輸出的地鐵電視RF信號(hào)，輸入到民用通信無線系統(tǒng)的各車站下行POI對(duì)應(yīng)端口，通過民用通信無線系統(tǒng)的下行鏈路（下行漏泄電纜、下行天線分布系統(tǒng)等），完成對(duì)地鐵站臺(tái)層、上下行隧道區(qū)間、站廳層及出入口通道的信號(hào)覆蓋。

漏泄電纜采，滿足700MHz～2500MHz工作頻段；在較長(zhǎng)隧道區(qū)間，設(shè)置光纖直放站遠(yuǎn)端機(jī)以延伸覆蓋。

能量覆蓋距離確定

對(duì)于地鐵數(shù)字電視系統(tǒng)：

1-5/8″漏泄電纜700MHz關(guān)鍵指標(biāo)如下：

地鐵電視信號(hào)覆蓋場(chǎng)強(qiáng)電平需大于-72dBm（35dBv），由于數(shù)字電視接收天線可置于機(jī)車內(nèi)，系統(tǒng)附加損耗及余量取15dB；

95%漏泄電纜耦合損耗73dB；漏泄電纜末端所需最小功率為X：

則有：X-（73+15）>-72dBm； X >16dBm。

1、各車站光纖直放站遠(yuǎn)端機(jī)（發(fā)射機(jī)）覆蓋距離：

若置于各站數(shù)字電視發(fā)射機(jī)和光纖直放站遠(yuǎn)端機(jī)輸出至POI對(duì)應(yīng)端口功率為20W（43dBm）；

POI插入損耗 8.5dB；

POI輸出口至漏纜間的路由損耗 = 7/8"饋線損耗+連接跳線損耗 = 2dB；

隧道內(nèi)分合路器損耗：1dB；

漏泄電纜百米傳輸損耗 1.9dB；

在漏泄電纜中傳輸距離為D：

則有：（43-8.5-2-1）-（D×1.9）= 16dBm；D≈800m

兩邊覆蓋，隧道長(zhǎng)度可為2×800=1600m，

即長(zhǎng)度為1600m以下的隧道區(qū)間，地鐵數(shù)字電視信號(hào)可滿足覆蓋要求；大于1600m的隧道區(qū)間，需設(shè)置光纖直放站以延伸覆蓋。

2、隧道光纖直放站（10W）最大延伸距離：

隧道光纖直放站輸出功率40dBm ，多頻分合路器插損為1.5dB，二功分器插損為3.5dB，滿足覆蓋場(chǎng)強(qiáng)大于-72dBm時(shí)，漏泄電纜末端所需最小功率為16dBm 。

則有：40-（1.5+3.5）-（D×1.9）= 16dBm；D≈1000m；

則最大延伸距離1000*2=2000m。

五、總結(jié)

借助于地鐵民用通信覆蓋系統(tǒng)，搭建地鐵數(shù)字電視系統(tǒng)平臺(tái)，是目前國(guó)內(nèi)地鐵數(shù)字電視系統(tǒng)建設(shè)的主要技術(shù)手段之一。

地鐵數(shù)字電視系統(tǒng)的建設(shè)不僅能為廣大乘客提供豐富的視覺享受，更好的為乘客服務(wù)，同時(shí)也為地鐵及廣電運(yùn)營(yíng)商帶來豐厚的商業(yè)價(jià)值。

目前，北京、廣州、上海、深圳、南京等地鐵公司都與廣電成立了股份公司，在封閉的地下傳播空間，在擁有較高收視保障的媒體終端硬件條件下，構(gòu)建優(yōu)質(zhì)的[電視]媒體資訊傳播平臺(tái)，不斷提升乘客對(duì)媒體的收視關(guān)注度，收益頗豐。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]李建光，喻春軒.《數(shù)字電視和移動(dòng)電視的原理及應(yīng)用》湖南科技出版社，2006

[2]劉文開，《地面廣播數(shù)字電視技術(shù)》，人民郵電出版社，2003

[3] GY/T 238.1—2008《地面數(shù)字電視廣播信號(hào)覆蓋客觀評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)量方法》

[4] DGJ08-109-2004《城市軌道交通設(shè)計(jì)規(guī)范》