三亞廣播電視公共服務(wù)體系技術(shù)改造及實施方案

三亞市廣播電視公共服務(wù)體系技術(shù)改造及實施方案三亞廣播電視臺 趙小南 海南廣播電視總臺 趙帥摘要：本文配合央廣節(jié)目無線覆蓋工程建設(shè)，在國家公共文化服務(wù)體系建設(shè)意見指導(dǎo)下，對三亞市廣播電視村村通原有的MMDS系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，結(jié)合三亞地形地貌及人口分布實際情況和當(dāng)?shù)卣?wù)信息發(fā)布/應(yīng)急廣播公共信息應(yīng)急服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)的需要，提出“高低結(jié)合，以高為主，小功率多點發(fā)射單頻網(wǎng)”DTMB地面電視廣播覆蓋網(wǎng)技術(shù)及相應(yīng)的規(guī)劃、實施方案。關(guān)鍵詞：央廣無線覆蓋，公共信息應(yīng)急服務(wù)體系，MMDS，DTMB，單頻網(wǎng)。1、背景2014年12月，總局聯(lián)合財政部印發(fā)關(guān)于實施中央廣播電視節(jié)目無線數(shù)字化覆蓋工程的通知，參照國辦發(fā)【2006】79號國務(wù)院辦公廳關(guān)于進(jìn)一步做好新時期廣播電視村村通工作的通知，中央廣播電視節(jié)目無線數(shù)字化覆蓋工程由國家新聞出版廣電總局、財政部統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一組織，按照分級負(fù)責(zé)原則，中央、省、地、縣負(fù)責(zé)解決本級廣播電視節(jié)目覆蓋所需經(jīng)費(fèi)并負(fù)責(zé)具體建設(shè)。2015年1月，中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)了關(guān)于加快構(gòu)建現(xiàn)代公共文化服務(wù)體系的意見，服務(wù)內(nèi)容包括讀書看報、收聽廣播、觀看電視、觀賞電影、送地方戲、設(shè)施開放、文體活動等，要求實現(xiàn)全體公民都能公平可及地獲得大致均等的基本公共服務(wù)為基礎(chǔ)的基本公共服務(wù)均等化，構(gòu)建由基本公共服務(wù)范圍和標(biāo)準(zhǔn)、資源配置、管理運(yùn)行、供給方式以及績效評價等所構(gòu)成的系統(tǒng)性、整體性制度安排的基本公共服務(wù)體系。三亞市現(xiàn)有的廣播電視村村通系統(tǒng)由一個MMDS發(fā)射主站和6個轉(zhuǎn)發(fā)站組成，無論是服務(wù)范圍、服務(wù)質(zhì)量還是業(yè)務(wù)發(fā)展都不能滿足目前公共文化服務(wù)的需求，因此，三亞市廣播電視臺決定配合央廣節(jié)目全國無線覆蓋工程的建設(shè)，在現(xiàn)有村村通系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)改造，通過新技術(shù)、新產(chǎn)品應(yīng)用，充分發(fā)揮國標(biāo)的技術(shù)優(yōu)勢，搭建一個覆蓋三亞全區(qū)的國標(biāo)地面數(shù)字電視廣播單頻網(wǎng)，構(gòu)建三亞市廣播電視公共服務(wù)體系。2、三亞市國標(biāo)地面數(shù)字電視廣播網(wǎng)規(guī)劃2.1 規(guī)劃原則三亞位于海南島的最南端，三面環(huán)山，地勢自北向南逐漸傾斜，形成一個狹長狀的多角形，北有抱坡嶺，東有大會嶺、虎豹嶺和海拔393米的高嶺(狗嶺)，南有南邊嶺，東鄰陵水縣，西接樂東縣，北毗保亭縣，南臨南海；陸地總面積1919.58平方公里，海域總面積6000平方公里，其中規(guī)劃市區(qū)面積約37平方公里。東西長91.6公里，南北寬51公里。 三亞地區(qū)城區(qū)用戶較為集中，郊區(qū)及北部山區(qū)用戶相對分散。自然環(huán)境是山多、水多、熱帶雨林覆蓋率高，覆蓋條件惡劣。針對三亞市的實際情況，三亞市國標(biāo)地面數(shù)字電視廣播網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃選用分配的DS-24/31/41三個頻點，通過“高低結(jié)合，高為主，小功率多發(fā)射點為輔”技術(shù)、以主發(fā)射站點+盲區(qū)補(bǔ)點相結(jié)合的方式規(guī)劃覆蓋全區(qū)多頻點單頻網(wǎng)，考慮到覆蓋效果，用戶接受方便和覆蓋成本問題，人口密集地方采用高山建發(fā)射站進(jìn)行覆蓋。其他地區(qū)充分利用現(xiàn)有電視、調(diào)頻或微波發(fā)射塔臺站的鐵塔、機(jī)房、供電、通訊、交通等條件，選擇補(bǔ)點發(fā)射站點完成覆蓋。依據(jù)表1歐廣聯(lián)（EBU）的五級評分標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)劃主站覆蓋區(qū)內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)站接收圖像信號質(zhì)量不低于4.5分，主站、轉(zhuǎn)發(fā)站服務(wù)區(qū)用戶的接收圖像信號質(zhì)量不低于3.5分。根據(jù)地面數(shù)字電視廣播傳輸系統(tǒng)實施指南規(guī)定，在一般情況下，地面數(shù)字電視的覆蓋區(qū)域參考ITU-R P.1546建議書中的方法計算，因此，本次規(guī)劃采用ITU-R P.1546信道模型。其適用范圍為平原丘陵等地形起伏較少的區(qū)域，同時針對三亞市多山地區(qū)，增加電波繞射模型進(jìn)行修正。2.2覆蓋網(wǎng)規(guī)劃方案1）、發(fā)射臺站選擇綜合考慮面積覆蓋、人口覆蓋以及建設(shè)成本，在已有臺站中選取主發(fā)射站和補(bǔ)點發(fā)射站，通過專業(yè)規(guī)劃軟件模擬計算，狗嶺設(shè)立功率為1000W發(fā)射站；南山設(shè)立功率為500W發(fā)射站；奶嶺、海妃嶺、海棠灣設(shè)立功率為300W發(fā)射站；加上馬嶺補(bǔ)點、三亞學(xué)院補(bǔ)點、芭蕉村補(bǔ)點、海棠灣補(bǔ)點、東方紅村補(bǔ)點設(shè)立50W轉(zhuǎn)發(fā)站，可覆蓋三亞大部分地區(qū)及98%以上人口。具體規(guī)劃臺站分布見圖1：圖1規(guī)劃站點分布2）、規(guī)劃技術(shù)參數(shù)兼顧覆蓋需求，傳輸碼率、單頻網(wǎng)組網(wǎng)（保護(hù)間隔）及接收門限等因素，規(guī)劃采用傳輸模式為：C=3780，64QAM，F(xiàn)EC=0.6，PN=945，交織模式720，碼率21.658Mbps；工作頻率為562MHz，658MHz，738MHz，即24，31，41頻道，帶寬8MHz；根據(jù)GB/T 26666-2011，固定接收在95%地點概率時服務(wù)區(qū)接收門限為-75dBm。規(guī)劃采用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：三亞地區(qū)數(shù)字高程地圖，精度30M，包含地形高度信息。以及上述各發(fā)射站點的經(jīng)緯度、高度等信息。主要規(guī)劃參數(shù)：單頻網(wǎng)主發(fā)射站點臺站位置的選取、補(bǔ)點轉(zhuǎn)發(fā)位置選擇、發(fā)射功率、天線方向、轉(zhuǎn)發(fā)時延等。3）、覆蓋效果仿真通過專業(yè)軟件計算，系統(tǒng)建成后三亞市地面數(shù)字電視廣播網(wǎng)絡(luò)覆蓋效果如圖2所示。圖2、系統(tǒng)覆蓋效果圖中紅色區(qū)域為補(bǔ)點后新增的有效覆蓋區(qū)域。4）、單頻網(wǎng)兼容性分析本方案信號調(diào)制模式幀頭為945，保護(hù)間隔125us，發(fā)射站距離適中。信號在區(qū)域內(nèi)的到達(dá)時間差基本在保護(hù)間隔內(nèi)，有疊加效果。如圖3紅色區(qū)域為服務(wù)重疊區(qū): 圖3服務(wù)區(qū)、服務(wù)重疊區(qū)、重疊區(qū)分析通過SFN分析得出的場強(qiáng)疊加效果結(jié)果。如圖4。圖4 SFN場強(qiáng)疊加結(jié)果紅色區(qū)域的場強(qiáng)沒有達(dá)到場強(qiáng)門限；黃色區(qū)域為可接收區(qū)域；綠色部分為良好接收區(qū)域。主要由于山區(qū)的地形復(fù)雜，對信號的傳播影響很大。通過對比發(fā)現(xiàn)重疊區(qū)導(dǎo)致的惡化效果不明顯。3、系統(tǒng)技術(shù)方案3.1總體方案三亞市地面數(shù)字電視廣播系統(tǒng)包括節(jié)目前端、節(jié)目傳輸、發(fā)射系統(tǒng)及監(jiān)測監(jiān)控等，如圖5所示。圖5系統(tǒng)傳輸鏈路總體框圖三亞市國標(biāo)地面數(shù)字電視廣播網(wǎng)絡(luò)采用固定覆蓋，通過CH24（562MHz）、CH31（658MHz）、CH41（Fc738MHz）三個頻點播出。根據(jù)固定覆蓋網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，分別在狗嶺、南山、奶嶺、海妃嶺、海棠灣設(shè)立五個個發(fā)射站臺，組成單頻網(wǎng)，同時在三亞學(xué)院、馬嶺、東方紅村進(jìn)行補(bǔ)點覆蓋。節(jié)目前端完成衛(wèi)星節(jié)目的接收、轉(zhuǎn)碼及本地節(jié)目編碼、復(fù)用等，系統(tǒng)前端設(shè)在三亞市電視臺，便于統(tǒng)一管理及集中監(jiān)控。復(fù)用好的節(jié)目流通過微波/光纖傳送到狗嶺發(fā)射塔。3.2節(jié)目前端系統(tǒng)節(jié)目前端系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的核心，集中了節(jié)目制作、系統(tǒng)管理及監(jiān)控。前端系統(tǒng)包括衛(wèi)星節(jié)目接收、轉(zhuǎn)碼編碼、復(fù)用加擾、EPG/SI插入、CA/BOSS系統(tǒng)、網(wǎng)管系統(tǒng)及單頻網(wǎng)同步系統(tǒng)等。本方案節(jié)目前端采用全I(xiàn)P組網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)調(diào)度更加靈活、系統(tǒng)擴(kuò)容及新增業(yè)務(wù)嵌入更加方節(jié)目來源主要是接收衛(wèi)星節(jié)目及海南省、三亞市本地電視臺節(jié)目，衛(wèi)星節(jié)目由IP衛(wèi)星綜合接收機(jī)獲取，經(jīng)AVS轉(zhuǎn)碼器轉(zhuǎn)成AVS+格式碼流；本地節(jié)目以SDI或ASI信號輸入到AVS編碼器編碼成AVS+格式碼流。碼流經(jīng)復(fù)用、加擾，加入EPG/SI信息，生成3個頻點的傳輸流，分別經(jīng)過單頻網(wǎng)適配器處理，轉(zhuǎn)換成DS3格式，通過微波鏈路或光纖傳送到發(fā)射站臺。前端系統(tǒng)可以輸送3個頻點的固定節(jié)目，每個頻點的凈載荷為21.658Mbps，1個頻點可以傳輸12套節(jié)目。前端系統(tǒng)內(nèi)所有數(shù)據(jù)流傳輸通過千兆交換機(jī)進(jìn)行IP路由，方便今后系統(tǒng)擴(kuò)展。3.3 節(jié)目分配(傳輸)三亞市地面數(shù)字電視廣播網(wǎng)絡(luò)節(jié)目傳輸系統(tǒng)如圖5所示。從位于電視臺內(nèi)的節(jié)目前端將節(jié)目源通過互為備份的光纖和微波兩條鏈路傳送到狗嶺，再由狗嶺通過微波鏈路傳送到馬嶺、奶嶺、海妃嶺3個站點，南山站信號由馬嶺通過微波鏈路轉(zhuǎn)發(fā)；海棠灣站由海妃嶺站通過微波鏈路轉(zhuǎn)發(fā)。3.4 發(fā)射系統(tǒng) 狗嶺、南山、奶嶺、海妃嶺、海棠灣5個主發(fā)射站組成單頻網(wǎng)，其中，狗嶺發(fā)射功率為1KW；南嶺發(fā)射功率為500W；奶嶺、海妃嶺、海棠灣發(fā)射功率均為300W。同時在馬嶺、海棠灣及三亞學(xué)院、芭蕉村及東方紅村部署50W的補(bǔ)點。發(fā)射系統(tǒng)包含單頻網(wǎng)同步設(shè)備，為方便將來增加頻點，各環(huán)節(jié)均采用模塊化設(shè)計，擴(kuò)容時僅需增加相應(yīng)模塊，現(xiàn)有投資不會受損。3.5 監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)包括實時監(jiān)看播出節(jié)目內(nèi)容及質(zhì)量、各個站點的發(fā)射機(jī)的工作狀態(tài)、工作環(huán)境、故障信息實現(xiàn)集中監(jiān)測和控制以及空中信號各項技術(shù)指標(biāo)的實時監(jiān)測等，滿足系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行、故障及時排除、以及安全播出的需要。4、結(jié)論及發(fā)展展望三亞市地面數(shù)字電視廣播網(wǎng)技術(shù)方案通過了業(yè)內(nèi)專家評審。專家組認(rèn)為該方案根據(jù)三亞市多山地區(qū)的地理特征和單頻組