地鐵數字電視系統建設的探討

朱旭升

【摘要】 隨著地面數字電視廣播的發展，將數字電視引入地鐵，建設地鐵數字電視系統將成為必然；本文對地鐵數字電視建設的覆蓋要求、系統構成及功能進行了分析論述。

【關鍵詞】 地鐵數字電視 覆蓋 系統 POI 漏泄電纜

一、概述

隨著地面數字電視廣播的發展，城市軌道交通作為流動人口眾多、受眾面最大的空間區域，將數字電視引入地鐵，建設地鐵數字電視系統將成為必然；地鐵數字電視也是實現以人為本、進一步提高地鐵為乘客服務質量、加快各種信息傳遞的重要手段。

二、覆蓋要求

地鐵數字電視建成后要達到以下要求：

1、射頻信號評價

支持列車運行速度不大于100公里/小時的視頻信息實時傳輸。

以1.5米高度，增益不高于2dB接收天線，在移動速度不超過100公里/小里情況下對覆蓋信號進行測試，要求覆蓋區域內95%區域內信號場強不低于35dBuV；90%區域不低于32dBuV。

覆蓋區域內載噪比（C/N）≥14dB；覆蓋區域信號不對原有效覆蓋區形成多徑干擾。

2、碼流信號評價

要求覆蓋區域90%區域內誤碼率小于≤2x10-4。要求覆蓋區域90%區域內每分鐘丟包率率為≤5。

3、圖像主觀評價。

標準GY/T 134-1998《數字電視圖像主觀評價方法》。在工程中可分為以下幾個等級：

工程要求在目標覆蓋后達到：覆蓋區域內實際接收測試效果要求圖像流暢，無馬賽克現象；達到主觀圖像評價4級以上。

視頻顯示不能出現明顯斷點、失幀、抖動、馬賽克等，音頻播放不能出現明顯噪音、滑碼等，確保乘客可享受平滑連續穩定的視覺聽覺感受。

三、系統組成

系統由地鐵播控中心、傳輸子系統、車站子系統、監測子系統、車載子系統構成。（圖1）

3.1地鐵播控中心

負責地鐵電視節目的播出、控制

負責地鐵電視信號的網絡同步控制；

負責地鐵電視系統設備的監測、控制；

負責地鐵電視節目信號的傳輸和監測；

3.2傳輸子系統

地鐵移動電視碼流信號（TS流）的傳輸；通過專門的光纖傳輸通道將控制中心的TS流信號傳送到有發射機的相關車站。

其它車站的地鐵電視信號由有發射機的車站通過光纖直放站和專門的光纖傳送。

為了滿足監控信號的上傳，監控信號需要1個10M以太網通道。以太網通道利用地鐵既有系統以太網通道。

3.3車站子系統（發射機站）

通過ASI光端機接收地鐵控制中心的ASI信號，利用GPS進行單頻網同步；將ASI信號送入到數字電視發射機，經發射機調制、功率放大后的RF信號輸入民用通信系統POI的數字電視接口，通過地鐵民用通信系統在隧道內敷設得泄漏電纜完成地鐵隧道區間和站廳、站臺的信號覆蓋。

發射機輸出耦合出一路射頻信號輸入到數字電視光纖近端機，將地鐵電視射頻信號通過光分路器傳輸到發射機站控制的各光纖遠端機站。

每站設一網絡監控單元，監控ASI光端機、GPS、數字電視發射機、光纖近端機等設備的狀態，通過10M以太網與中心機房進行信息傳輸，使中心機房可以監控、設置發射機站各種設備，以便集中管理；

3.4車站子系統（光纖直放站站）

通過光纖直放站遠端機接收發射機站光纖近端機發送的地鐵電視射頻信號，通過光電轉換后將射頻信號送入數字電視功放單元進入推送放大，然后輸入民用通信系統POI的數字電視接口，通過地鐵民用通信系統在隧道內敷設得泄漏電纜完成地鐵隧道區間和站廳、站臺的信號覆蓋。

每站設一網絡監控單元，監控光纖遠端機等設備的狀態，通過10M以太網與中心機房進行信息傳輸，使中心機房可以監控、設置光纖遠端機站各種設備，以便集中管理。

3.5監控子系統

對播控中心、發射系統和車站子系統相關設備進行設備狀態信息的收集和報表顯示，提供系統安全機制，確保系統正常運營；系統監控終端將生成的系統日志存儲在中心服務器，管理/控制系統設備。

通過設備監控軟件實時監控系統、設備的運行狀態，及時發現設備故障，并及時排除故障。

3.6車載子系統

通過車載天線，接收隧道區間內漏纜發射的地鐵電視信號，通過機頂盒將視頻信號傳輸到各車廂顯示終端；

接收PIS系統信息，將導乘信號通過分布系統傳輸到各車廂顯示終端。

3.7車載子系統

通過車載天線，接收隧道區間內漏纜發射的地鐵電視信號，通過機頂盒將視頻信號傳輸到各車廂顯示終端；

接收PIS系統信息，將導乘信號通過分布系統傳輸到各車廂顯示終端。

四、覆蓋計算

由各車站發射機或直放站遠端機輸出的地鐵電視RF信號，輸入到民用通信無線系統的各車站下行POI對應端口，通過民用通信無線系統的下行鏈路（下行漏泄電纜、下行天線分布系統等），完成對地鐵站臺層、上下行隧道區間、站廳層及出入口通道的信號覆蓋。

漏泄電纜采，滿足700MHz～2500MHz工作頻段；在較長隧道區間，設置光纖直放站遠端機以延伸覆蓋。

能量覆蓋距離確定

對于地鐵數字電視系統：

1-5/8″漏泄電纜700MHz關鍵指標如下：

地鐵電視信號覆蓋場強電平需大于-72dBm（35dBv），由于數字電視接收天線可置于機車內，系統附加損耗及余量取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端機（發射機）覆蓋距離：

若置于各站數字電視發射機和光纖直放站遠端機輸出至POI對應端口功率為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，隧道長度可為2×800=1600m，

即長度為1600m以下的隧道區間，地鐵數字電視信號可滿足覆蓋要求；大于1600m的隧道區間，需設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，滿足覆蓋場強大于-72dBm時，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

借助于地鐵民用通信覆蓋系統，搭建地鐵數字電視系統平臺，是目前國內地鐵數字電視系統建設的主要技術手段之一。

地鐵數字電視系統的建設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，同時也為地鐵及廣電運營商帶來豐厚的商業價值。

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，構建優質的[電視]媒體資訊傳播平臺，不斷提升乘客對媒體的收視關注度，收益頗豐。

參 考 文 獻

[1]李建光，喻春軒.《數字電視和移動電視的原理及應用》湖南科技出版社，2006

[2]劉文開，《地面廣播數字電視技術》，人民郵電出版社，2003

[3] GY/T 238.1—2008《地面數字電視廣播信號覆蓋客觀評估標準及測量方法》

[4] DGJ08-109-2004《城市軌道交通設計規范》