通過單頻網(wǎng)組建旗縣級應(yīng)急廣播傳輸系統(tǒng)

楊玉茹 朱 巖

1.科左后旗融媒體中心 內(nèi)蒙古 通遼市 028000

2.翁牛特旗融媒體中心 內(nèi)蒙古 赤峰市 024500

應(yīng)急廣播是直接面向基層群眾傳遞信息的系統(tǒng)工程，必須有一個迅速、快捷的傳輸通道，做到統(tǒng)一協(xié)調(diào)、上下貫通、可管可控、綜合覆蓋的應(yīng)急廣播體系，適應(yīng)媒體融合發(fā)展方向，創(chuàng)新應(yīng)急廣播形式和手段，建設(shè)安全可靠、反應(yīng)快捷的旗縣級應(yīng)急廣播體系。

當(dāng)前應(yīng)急廣播應(yīng)用主要有光纖、4G、DTMB、直播衛(wèi)星以及FM，其中FM 應(yīng)用較廣泛。由于行政村區(qū)劃數(shù)量多、密集，F(xiàn)M 頻率資源有限，難以合理規(guī)劃使用，勢必造成同頻干擾或鄰頻干擾。相比FM 廣播，CDR 在應(yīng)急廣播方面更具優(yōu)勢，避免鄰村同頻干擾等問題，其成本更低，覆蓋更廣，抗干擾性更強(qiáng)，更能保障網(wǎng)絡(luò)安全，未來公共服務(wù)中，CDR逐漸將取代FM，更好地為人民群眾提供高質(zhì)量服務(wù)。

1 旗縣級應(yīng)急廣播系統(tǒng)基本框架

旗縣級應(yīng)急廣播系統(tǒng)作為國家應(yīng)急廣播體系的重要組成部分，由旗縣級播出系統(tǒng)、傳輸網(wǎng)絡(luò)、接收終端和效果監(jiān)測評估系統(tǒng)等組成，系統(tǒng)框圖如圖1 所示。

圖1 縣級應(yīng)急廣播系統(tǒng)

主要功能如下：

旗縣級應(yīng)急廣播平臺。旗縣級平臺通過與廣播電視臺播出系統(tǒng)、傳輸網(wǎng)絡(luò)、通信網(wǎng)絡(luò)對接，實現(xiàn)應(yīng)急廣播信息播發(fā)，并對信息回傳進(jìn)行監(jiān)測和評估。

信源傳輸。一切信源可通過新媒體平臺服務(wù)器與通信系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，送至各鄉(xiāng)鎮(zhèn)村，再通過組建單頻網(wǎng)形式覆蓋各類終端。

傳輸覆蓋網(wǎng)。旗縣級應(yīng)急廣播覆蓋網(wǎng)可由數(shù)字廣播CDR、調(diào)頻廣播、地面數(shù)字電視、有線數(shù)字電視、機(jī)動應(yīng)急廣播系統(tǒng)、應(yīng)急廣播大喇叭系統(tǒng)等廣播電視傳輸覆蓋系統(tǒng)中的一種或多種組成。

終端設(shè)備。包括CDR 接收設(shè)備、有線數(shù)字電視機(jī)頂盒、地面數(shù)字電視終端、PC 機(jī)、移動客戶端（APP）、公共接收終端和大喇叭及CDR 音箱等設(shè)備。

監(jiān)測評估系統(tǒng)。接收旗縣級應(yīng)急廣播平臺、應(yīng)急廣播適配器和終端運(yùn)行數(shù)據(jù)，實現(xiàn)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測、播發(fā)狀態(tài)監(jiān)測、傳輸覆蓋資源管理、播發(fā)內(nèi)容監(jiān)測和播發(fā)效果評估。

安全系統(tǒng)。旗縣級應(yīng)急廣播安全系統(tǒng)確保從應(yīng)急信息接入、播出、控制、傳輸覆蓋，最終到達(dá)終端全流程的信息安全系統(tǒng)。

2 預(yù)警信息與突發(fā)事件分析

自然災(zāi)害。主要包括干旱、洪澇災(zāi)害、冰雹、白災(zāi)、颶風(fēng)、地震等極端天氣、自然災(zāi)害。

事故災(zāi)難。主要包括重大交通、火災(zāi)、建筑安裝、生產(chǎn)安全等各類事故。

公共衛(wèi)生。主要包括傳染病疫情、食品安全、飲用水安全及其他嚴(yán)重影響公眾健康和生命安全事件。

社會安全。主要包括群體性、經(jīng)濟(jì)安全、涉外突發(fā)、恐怖襲擊等事件。

3 數(shù)字電視單頻網(wǎng)（SFN）組建原理

來自前端的TS 碼流送入單頻網(wǎng)適配器，完成碼率適配和秒幀初始化包（SIP）插入，形成包含秒幀初始化包的TS 流通過節(jié)目分配網(wǎng)絡(luò)（光纜或微波）傳送到各個發(fā)射臺站，調(diào)制同步處理后變換成射頻信號進(jìn)行發(fā)射。地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)，通過GPS系統(tǒng)或北斗系統(tǒng)完成各個發(fā)射點信號同步，原理如圖2所示。

圖2 數(shù)字電視單頻網(wǎng)（SFN）

通過透明傳輸網(wǎng)絡(luò)，把完全相同的TS 碼流分配到各發(fā)射臺站。節(jié)目傳輸分配網(wǎng)主要有：光纖傳送和數(shù)字微波傳送，其中光纖網(wǎng)絡(luò)包括共享光纖方式（圖3）與獨占光纖方式（圖4）；微波網(wǎng)絡(luò)主要包括DS3數(shù)字微波和SDH 數(shù)字微波（圖5）。節(jié)目分配網(wǎng)絡(luò)均需要相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)適配設(shè)備。

圖3 SDH 節(jié)目分配網(wǎng)

圖4 獨立光纖節(jié)目分配網(wǎng)

圖5 SDH 數(shù)字微波節(jié)目分配網(wǎng)

4 單頻網(wǎng)的碼流傳輸和同步前端

同步碼流傳輸有光纖、數(shù)字微波等多種方式，有條件的可以選擇雙備份。無論采取何種方式必須確保單頻網(wǎng)同頻、同時、同內(nèi)容。

同步前端是單頻網(wǎng)的重要組成部分，是單頻網(wǎng)實現(xiàn)同步的關(guān)鍵所在。同步前端輸出的同步碼流質(zhì)量直接影響單頻網(wǎng)同步覆蓋效果。

同步前端主要作用：接收統(tǒng)計復(fù)用器的輸出碼流、并在GPS 發(fā)出1PPS時刻插入同步數(shù)據(jù)包SIP，在GPS 參考時鐘10MHz協(xié)助下、完成碼率調(diào)整使之符合國際規(guī)定的信道凈荷率。

5 單頻網(wǎng)的組建模式

組網(wǎng)技術(shù)方案分為：光纖傳TS 流輸方案、數(shù)字微波TS 流傳輸方案、微波射頻中繼傳輸方案、同頻再調(diào)制轉(zhuǎn)發(fā)方案（僅適合單載波調(diào)制模式）、光纜延時補(bǔ)點方案。在實際應(yīng)用中可根據(jù)實際情況選擇科學(xué)合理技術(shù)方案組建單頻網(wǎng)組網(wǎng)，實現(xiàn)地面數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)多級覆蓋，如圖6所示、圖7 所示。

圖6 光纖傳TS流輸方案

圖7 數(shù)字微波TS流輸方案

6 行政村終端配置

按國標(biāo)配置與平臺無縫兼容的接收設(shè)備，適合不同傳輸方式傳來的平臺信號，完成應(yīng)急信息接收和呈現(xiàn)。

每個行政村配置1 套300W數(shù)字廣播發(fā)射系統(tǒng)（CDR）把應(yīng)急廣播信息覆蓋至自然村。組建CDR 系統(tǒng)單頻網(wǎng)節(jié)省頻率資源，消除頻率干擾。

行政村或自然村可部署2-4只數(shù)字音頻音柱（或高音喇叭），做到可管可控。個體可通過數(shù)字收音機(jī)接收，進(jìn)一步完善廣播電視公共服務(wù)體系。

結(jié)論

數(shù)字音頻廣播（CDR）是繼調(diào)幅和調(diào)頻廣播之后的第三代廣播，它全部采用最新數(shù)字處理方式進(jìn)行音頻廣播，有杜比降噪功能，具有失真小、噪音低、音域定位準(zhǔn)的特點。CDR可實現(xiàn)高精度北斗定位（厘米級） 方案，可以為自動駕駛、無人農(nóng)耕、地理測繪等應(yīng)用提供多種服務(wù)。CDR 是未來發(fā)展趨勢，擁有巨大市場需求?；诋?dāng)前有線網(wǎng)絡(luò)光纜已經(jīng)到村，應(yīng)采取“光纜傳輸+無線覆蓋”模式組建地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)進(jìn)行同步廣播。利用高山臺站及微波站有利條件，擴(kuò)大廣播電視覆蓋，完善廣播電視公共服務(wù)體系及應(yīng)急廣播系統(tǒng)。