2024年1月4日发(作者:简成益)
D. 一 筹 【本文献信息】张建国,别业鹏,江涛.CMMB单频网荆门地区覆盖方案实践fJ].电视技术,2012,36(4) CMMB单频网荆门地区覆盖方案实践 张建国 ,别业鹏 ,江涛 (1.湖北中广传播有限公司荆门分公司,湖北荆门448000;2.荆门电视台,湖北荆门448000; 3.嘉兴学院,浙江嘉兴314001) 【摘 要】移动多媒体广播采用卫星和地面无线广播方式,荆门地区CMMB手机覆盖是对荆门电视覆盖非常有效的补充。对项 目设计背景、方案设计、系统工作流程、系统关键设备、信号传输、接收等方面作了介绍,重点阐述设备选型、实践中遇到的问题 与解决办法。并以实际运用设计为目标,以期为同行带来启发。 【关键词】OFDM调制技术;单频网;卫星和地面无线广播;统计复用 【中图分类号】TN949 【文献标识码】B 1 荆门地区手机电视概述 原出IP数据包,包括中央前端的音视频包以及ESG、紧急 荆门位于湖北中部,地处美丽富饶的江汉平原西部, 广播等信息。荆门的2套节目由SUMAVISION 9110 东眺武汉,西临三峡,南望潇湘,北通川陕,荆门地区下辖 CMMB Encoder接收H.264编码标准的IP格式信号。16 钟祥、京山、沙洋、屈家岭管理区,东西横距75 km,南北 口H3C千兆以太网交换机接收中央前端7套节目的音视 纵距86 km,受特殊地理位置的制约,有很多观众无法收 频IP包和符合H.264编码格式的2套荆门节目音视频IP 看到荆门地区地方广播电视信号,而手机电视的覆盖能 包,并一起转发给CMMB复用器。8口TP—Link千兆以太 有效提高收视到达率。 网交换机是传输接口的扩展,可满足同时向各县市区转发 CMMB为中国移动多媒体广播电视,为加大荆门地 CMMB复用后的信号,CMMB复用器与电视台CMMB激励 区覆盖、更好地服务用户,经国家广电总局批准,在荆门 器之间的ASI信号传输路由采用同轴电缆连接。 市的东宝山使用DS45CH,在湖北全省首批开通CMMB 3关键设备介绍 业务,覆盖荆门市城区,经湖北中广传播有限公司批准, 3.1编码器 在荆门地区建立全市单频网I ~。 编码器实物如图2所示。 2011年5月,湖北中广传播有限公司荆门分公司在 荆门移动公司的全力支持下,完成了荆门地区CMMB覆 盖项目建设。作为全省的试点地区,率先实现全地区覆 盖,有效覆盖人口约为150万人。 2 方案简介 该系统原理流程如图1所示。 图2编码器实物 基于H.264的嵌入式编码设备,具有低功耗、高压缩 率、使用方便等特性,内置编码器,集成2路音频编码和1 路串口传输通道;数据传输采用TS over IP或RTP over IP方式,能够与第三方编码设备进行互通;SUMAVI. SION 9110具备LCD/ ̄键、SNMP网管和Web界面三种 图1荆门地区CMMB传输覆盖系统原理流程 控制方式,方便在不同情况下进行现场操作和集中控制。 荆门地区手机用户目前能收看收听到CCTV—NEWS、 3.2卫星接收器 CCTV一1、CCTV一5、“睛彩”电影、“睛彩”天下、荆门新闻、荆 卫星CDVB5 1 10G接收机采用强大的处理器,带两路 门新农村7套电视节目和中国国际、中央人民广播电台2套 AV输出:一路有OSD叠加的视频输出,用于监视;另一 广播节目。中央台的5套节目由卫星数字接收机(型号CD. 路无OSD叠加的视频输出,用于进入有线网。并且该处 vB一5110G)接收CMMB卫星信号,并进行解调、拆装,还 理器带有ASI格式的TS流输出。 投稿网址hnp://www.VideoE.cn I《电视技术》第36卷第4期(总第379期)1 1
HD. 3.3 H3C交换机 ●秘敖一 i 0匹n i c"i 选择在UHF频段,主要采用U波段地面无线发射来构建 城市u波段地面无线覆盖网络;采用DS45CH单频网覆 盖方式。 5.2前期骨干站点建设方案 荆门地区CMMB覆盖项目首期分别在荆门市城区、 该设备主要将节目接收的IP节目包转发给复用器。 3.4复用器 项目的复用采用了统计复用,统计复用指被复用的 各个节目传送的码率不是恒定的,各节目之间实行按图 像复杂程度分配码率的原则,如图3所示。统计复用达 京山县、钟祥市、沙洋和屈家岭5个中心城区建点,共5台 CMMB发射机,其中屈家岭站点采用500 W发射机,其他 到的效果为:构成编码图像的比特率和编码图像复杂性 的匹配,其结果是对每个电视节目采用可变的比特率分 站点均为1 000 W发射机。其站点部署及场强覆盖示意 配,最终优化了带宽的使用;移动多媒体广播复用器是基 如图5所示。 于CMMB规范的处理平台,通过RTP/UDP/TCP/IP接收多 路媒体业务、音频广播业务、ESG、数据广播、应急广播、 条件接收的数据流,按照移动多媒体广播复用标准进行 复用帧的复用,再经过PMS打包后ASI输出到调制器、激 励器发射到无线网络,以实现移动通信终端随时随地接 收音视频广播节目和信息服务等业务 一。 ……一一 I I 信道处理 I I ……一 图5 站点部署及场强覆盖示意 荆门市城区站点发射机系统与县市区发射机系统共 同组成荆门辖区内的CMMB单频网。分别在上述5个台 I I l I I 站增加环境监控部分,实现了发射机数据、环境情况等传 至监控中心进行统一管理,单频网的组建通过从前端统 一图3复用器工作原理 分配节目源,同时采用GPS同步来完成。个别站点间 4信号的传输 到各县市区的信号通过TP—Link 8口千兆交换机IP 距离较近如有相干问题,可在实际调试时把时延进行微 调来改变其射频保护率以满足组网要求,保证组网效 果。首期各站点最近距离约40 km,最远约60 km,从实 际效果看,没有出现相干问题。 包提供,通过端到端IP—ASI适配器实现信号的传输。 IP—ASI光纤传输适配器的工作原理为:各发射点 节目信号源传输从荆门电视发射台机房传出,中间环 节走荆门移动公司的光纤网络链路到各地区县广电局 6设备维护与安全管理 预设各站点的机房均在发射塔的电视发射台的标准 机房,面积均大于16 m ,个别机房内有其他设备使用,但 可满足发射机的放置需求,发射机供电均可采用发射台 原有的稳压电源(均有裕量)。考虑到夏天机房温度会超 发射点,如图4所示。 电视台 数孚微坡 过30℃,以上4A"站点均需安装3匹左右带断电恢复的 柜式空调。由于CMMB发射机功率较大,需要用风道的 方式把热风排出机房,解决散热问题。通过窗体和墙体 过孑L设立出风口位置,开口面积为400 mmx400 mm。机 房内需安装风道,风道长度各站点均为5 In。 演播厅 发射塔 图4 IP—ASI适配器传输原理 在各县市区分别添加HC1230A IP—ASI适配器,将 市电视台发射机房CMMB复用器输出的ASI信号通过 HC1230A IP—ASI适配器送到各县市区接收点,1P—AS 双向适配器适配为ASI信号,再将ASI送到发射机。 7 系统特点 系统特点如下: 1)系统采用单频网覆盖方式 节目传输分配中心通过传输链路以IP方式将信号 (下转第20页) 5信号的发射 5.1发射方式选择 荆门地区CMMB覆盖中,数字电视发射机工作频率 1 2《电视技术》第36卷第4期(总第379期)I投稿网址hnD://www.VideoE.on
卧P s&AP 矿 ●鞠教● lde0匹 口i n ct ri DM9000网口扩展芯片扩展网口的方法。该设计详细地 分析了DM9000初始化过程,指出DM9000发送和接收函 数需要解决的问题和实现的具体过程,并且把DM9000 网口芯片作为LWIP网口通信协议的驱动底层,实现了 LWIP协议操作系统模拟层接口并最终实现LWIP协议 的移植。采用TCP通信测试整个系统的功能,并最终实 现了DSP与PC机的TCP通信,整个设计稳定、可靠,能够 图8 TCP通信测试 有效地运用在现实的网口功能上,具有很好的市场前景。 参考文献: [1]张翠,邓志良.LWIP协议栈在 ̄C/OS~II上的移植和应用U】.微计算 机信息,2010,26(3):84—86. [2]李国辉,范科峰.基于ARM+DM9000的TCP/IP协议栈的移植与实 现『J1.电子科技,2008,21(6):66—69. [3】袁安富,夏生凤.基于ARM和Linux的DM9000网络接口设计及驱 开网络调试助手,如图8设置,然后单击连接,就能够把 PC机和DSP硬件板连接上,往发送区填入发送数据 LwIP(16进制为Ox5049574e)。从图7可以看到LWIP数 据存储PBUF中的payload已经接收到了0x5049574c,在 确定接收数据为0x5049574c后,DSP向PC发送字符串 “TCP TEST IS OK”,在图8网络调试助手的接收区可 以看到显示接收到来自IP地址192.168.1.25的数据 “TCP TEST IS OK”,TCP通信测试成功,表示DSP网口 扩展成功 -4】。 动实现『jJ.计算机工程与科学,2011,33(2):27—31. [4]胡俐蕊.基于LWIP  ̄C/OS—II网络应用程序设计方法【JJ.计算机 应用与软件,2010,19(1):145—148. ◇ 4 结束语 针对DSP6713B没有自带网口功能,提出了基于 (上接第12页) 通过移动公司网络传输分配到各个发射站,完成荆门地 区单频网的基本覆盖。 作者简介: 文张斌(1970一)。硕士,工程师,研究方向为光电子。 责任编辑:时雯 收稿日期:2011—08—10 8 总结 2011年5月下旬,荆门地区各中心城区成功实现了 2)系统采用移动10 Mbit/s普通网络链路传输 若采用专芯光纤(裸纤传输)端到端传输方案,需端 到端设备数量多,光纤资源利用率低,端点越多越明显, 并存在投资高且严重资源浪费的问题。该系统采用 4K—OFDM(8 MHz)、8 MHz系统带宽基于时隙的帧结构 CMMB手机信号全覆盖,丰富了电视信号覆盖手段,为发 展文化产业起到积极作用。各站点在建设过程中遇到的 各地已占用同频问题,经与有关单位协商,均优先让位于 CMMB使用。随着科技飞速发展,CMMB的发展前景将 更广阔,收视群体将更多。 参考文献: 【1]杨庆华.中国移动多媒体广播标准体系介绍[J】.现代电视技术,2008 (2):14—18. 方式进行编码,采用移动公司10 Mbit/s(及以上)网络即 可满足传输实际需求。而后采用HC1230A IP—ASI适配 器通过IP包传输,既保障了信号质量,同时节约网络资 源,节省了成本。此方案需注意设备运行的安全保障,要 做好备份和电源保障,特别注意防止中心点故障造成系 统瘫痪。 (2]叶志云,杨振.地市级CMMB覆盖实践[J】.卫星电视与宽带多媒体, 2010(5):65—67. [3]袁从年,廖世敏,周宗行.基于CMMB平台的富媒体广播系统简介 及应用探讨[J].广播与电视技术,2010,34(1o):80-83. 3)荆门地区节目进入CMMB网 个发射机。 4)预留同传通道 荆门地区节目经CMMB复用后通过链路传送给各 [4】国家广播电影电视总局.GY/T 220.1—2oo6,移动多媒体广播第1 部分:广播信道帧结构、信道编码和调制【s1.2006. 【5】方兴,杜啸岚,苏勇.卫星数字传输与微波技术【M].北京:中国广播 电视出版社,2005. 利用移动通信网络构成同传通信,终端通过同传通 道向中央、地方两级节目播出平台发送信息,从而实现交 互、I 务。 [6]李远东.CMMB超理论间距SFN设计的研究——cMMB下一阶段 建网策略探讨【J】.电视技术,2010,34(9):9-17. (Q> 责任编辑:时雯 收稿日期:2011—07—12 ZU《电视技术》第36卷第4期(^^ 总第379期)I投稿网址http:/1wwwVideoE.on .
2024年1月4日发(作者:简成益)
D. 一 筹 【本文献信息】张建国,别业鹏,江涛.CMMB单频网荆门地区覆盖方案实践fJ].电视技术,2012,36(4) CMMB单频网荆门地区覆盖方案实践 张建国 ,别业鹏 ,江涛 (1.湖北中广传播有限公司荆门分公司,湖北荆门448000;2.荆门电视台,湖北荆门448000; 3.嘉兴学院,浙江嘉兴314001) 【摘 要】移动多媒体广播采用卫星和地面无线广播方式,荆门地区CMMB手机覆盖是对荆门电视覆盖非常有效的补充。对项 目设计背景、方案设计、系统工作流程、系统关键设备、信号传输、接收等方面作了介绍,重点阐述设备选型、实践中遇到的问题 与解决办法。并以实际运用设计为目标,以期为同行带来启发。 【关键词】OFDM调制技术;单频网;卫星和地面无线广播;统计复用 【中图分类号】TN949 【文献标识码】B 1 荆门地区手机电视概述 原出IP数据包,包括中央前端的音视频包以及ESG、紧急 荆门位于湖北中部,地处美丽富饶的江汉平原西部, 广播等信息。荆门的2套节目由SUMAVISION 9110 东眺武汉,西临三峡,南望潇湘,北通川陕,荆门地区下辖 CMMB Encoder接收H.264编码标准的IP格式信号。16 钟祥、京山、沙洋、屈家岭管理区,东西横距75 km,南北 口H3C千兆以太网交换机接收中央前端7套节目的音视 纵距86 km,受特殊地理位置的制约,有很多观众无法收 频IP包和符合H.264编码格式的2套荆门节目音视频IP 看到荆门地区地方广播电视信号,而手机电视的覆盖能 包,并一起转发给CMMB复用器。8口TP—Link千兆以太 有效提高收视到达率。 网交换机是传输接口的扩展,可满足同时向各县市区转发 CMMB为中国移动多媒体广播电视,为加大荆门地 CMMB复用后的信号,CMMB复用器与电视台CMMB激励 区覆盖、更好地服务用户,经国家广电总局批准,在荆门 器之间的ASI信号传输路由采用同轴电缆连接。 市的东宝山使用DS45CH,在湖北全省首批开通CMMB 3关键设备介绍 业务,覆盖荆门市城区,经湖北中广传播有限公司批准, 3.1编码器 在荆门地区建立全市单频网I ~。 编码器实物如图2所示。 2011年5月,湖北中广传播有限公司荆门分公司在 荆门移动公司的全力支持下,完成了荆门地区CMMB覆 盖项目建设。作为全省的试点地区,率先实现全地区覆 盖,有效覆盖人口约为150万人。 2 方案简介 该系统原理流程如图1所示。 图2编码器实物 基于H.264的嵌入式编码设备,具有低功耗、高压缩 率、使用方便等特性,内置编码器,集成2路音频编码和1 路串口传输通道;数据传输采用TS over IP或RTP over IP方式,能够与第三方编码设备进行互通;SUMAVI. SION 9110具备LCD/ ̄键、SNMP网管和Web界面三种 图1荆门地区CMMB传输覆盖系统原理流程 控制方式,方便在不同情况下进行现场操作和集中控制。 荆门地区手机用户目前能收看收听到CCTV—NEWS、 3.2卫星接收器 CCTV一1、CCTV一5、“睛彩”电影、“睛彩”天下、荆门新闻、荆 卫星CDVB5 1 10G接收机采用强大的处理器,带两路 门新农村7套电视节目和中国国际、中央人民广播电台2套 AV输出:一路有OSD叠加的视频输出,用于监视;另一 广播节目。中央台的5套节目由卫星数字接收机(型号CD. 路无OSD叠加的视频输出,用于进入有线网。并且该处 vB一5110G)接收CMMB卫星信号,并进行解调、拆装,还 理器带有ASI格式的TS流输出。 投稿网址hnp://www.VideoE.cn I《电视技术》第36卷第4期(总第379期)1 1
HD. 3.3 H3C交换机 ●秘敖一 i 0匹n i c"i 选择在UHF频段,主要采用U波段地面无线发射来构建 城市u波段地面无线覆盖网络;采用DS45CH单频网覆 盖方式。 5.2前期骨干站点建设方案 荆门地区CMMB覆盖项目首期分别在荆门市城区、 该设备主要将节目接收的IP节目包转发给复用器。 3.4复用器 项目的复用采用了统计复用,统计复用指被复用的 各个节目传送的码率不是恒定的,各节目之间实行按图 像复杂程度分配码率的原则,如图3所示。统计复用达 京山县、钟祥市、沙洋和屈家岭5个中心城区建点,共5台 CMMB发射机,其中屈家岭站点采用500 W发射机,其他 到的效果为:构成编码图像的比特率和编码图像复杂性 的匹配,其结果是对每个电视节目采用可变的比特率分 站点均为1 000 W发射机。其站点部署及场强覆盖示意 配,最终优化了带宽的使用;移动多媒体广播复用器是基 如图5所示。 于CMMB规范的处理平台,通过RTP/UDP/TCP/IP接收多 路媒体业务、音频广播业务、ESG、数据广播、应急广播、 条件接收的数据流,按照移动多媒体广播复用标准进行 复用帧的复用,再经过PMS打包后ASI输出到调制器、激 励器发射到无线网络,以实现移动通信终端随时随地接 收音视频广播节目和信息服务等业务 一。 ……一一 I I 信道处理 I I ……一 图5 站点部署及场强覆盖示意 荆门市城区站点发射机系统与县市区发射机系统共 同组成荆门辖区内的CMMB单频网。分别在上述5个台 I I l I I 站增加环境监控部分,实现了发射机数据、环境情况等传 至监控中心进行统一管理,单频网的组建通过从前端统 一图3复用器工作原理 分配节目源,同时采用GPS同步来完成。个别站点间 4信号的传输 到各县市区的信号通过TP—Link 8口千兆交换机IP 距离较近如有相干问题,可在实际调试时把时延进行微 调来改变其射频保护率以满足组网要求,保证组网效 果。首期各站点最近距离约40 km,最远约60 km,从实 际效果看,没有出现相干问题。 包提供,通过端到端IP—ASI适配器实现信号的传输。 IP—ASI光纤传输适配器的工作原理为:各发射点 节目信号源传输从荆门电视发射台机房传出,中间环 节走荆门移动公司的光纤网络链路到各地区县广电局 6设备维护与安全管理 预设各站点的机房均在发射塔的电视发射台的标准 机房,面积均大于16 m ,个别机房内有其他设备使用,但 可满足发射机的放置需求,发射机供电均可采用发射台 原有的稳压电源(均有裕量)。考虑到夏天机房温度会超 发射点,如图4所示。 电视台 数孚微坡 过30℃,以上4A"站点均需安装3匹左右带断电恢复的 柜式空调。由于CMMB发射机功率较大,需要用风道的 方式把热风排出机房,解决散热问题。通过窗体和墙体 过孑L设立出风口位置,开口面积为400 mmx400 mm。机 房内需安装风道,风道长度各站点均为5 In。 演播厅 发射塔 图4 IP—ASI适配器传输原理 在各县市区分别添加HC1230A IP—ASI适配器,将 市电视台发射机房CMMB复用器输出的ASI信号通过 HC1230A IP—ASI适配器送到各县市区接收点,1P—AS 双向适配器适配为ASI信号,再将ASI送到发射机。 7 系统特点 系统特点如下: 1)系统采用单频网覆盖方式 节目传输分配中心通过传输链路以IP方式将信号 (下转第20页) 5信号的发射 5.1发射方式选择 荆门地区CMMB覆盖中,数字电视发射机工作频率 1 2《电视技术》第36卷第4期(总第379期)I投稿网址hnD://www.VideoE.on
卧P s&AP 矿 ●鞠教● lde0匹 口i n ct ri DM9000网口扩展芯片扩展网口的方法。该设计详细地 分析了DM9000初始化过程,指出DM9000发送和接收函 数需要解决的问题和实现的具体过程,并且把DM9000 网口芯片作为LWIP网口通信协议的驱动底层,实现了 LWIP协议操作系统模拟层接口并最终实现LWIP协议 的移植。采用TCP通信测试整个系统的功能,并最终实 现了DSP与PC机的TCP通信,整个设计稳定、可靠,能够 图8 TCP通信测试 有效地运用在现实的网口功能上,具有很好的市场前景。 参考文献: [1]张翠,邓志良.LWIP协议栈在 ̄C/OS~II上的移植和应用U】.微计算 机信息,2010,26(3):84—86. [2]李国辉,范科峰.基于ARM+DM9000的TCP/IP协议栈的移植与实 现『J1.电子科技,2008,21(6):66—69. [3】袁安富,夏生凤.基于ARM和Linux的DM9000网络接口设计及驱 开网络调试助手,如图8设置,然后单击连接,就能够把 PC机和DSP硬件板连接上,往发送区填入发送数据 LwIP(16进制为Ox5049574e)。从图7可以看到LWIP数 据存储PBUF中的payload已经接收到了0x5049574c,在 确定接收数据为0x5049574c后,DSP向PC发送字符串 “TCP TEST IS OK”,在图8网络调试助手的接收区可 以看到显示接收到来自IP地址192.168.1.25的数据 “TCP TEST IS OK”,TCP通信测试成功,表示DSP网口 扩展成功 -4】。 动实现『jJ.计算机工程与科学,2011,33(2):27—31. [4]胡俐蕊.基于LWIP  ̄C/OS—II网络应用程序设计方法【JJ.计算机 应用与软件,2010,19(1):145—148. ◇ 4 结束语 针对DSP6713B没有自带网口功能,提出了基于 (上接第12页) 通过移动公司网络传输分配到各个发射站,完成荆门地 区单频网的基本覆盖。 作者简介: 文张斌(1970一)。硕士,工程师,研究方向为光电子。 责任编辑:时雯 收稿日期:2011—08—10 8 总结 2011年5月下旬,荆门地区各中心城区成功实现了 2)系统采用移动10 Mbit/s普通网络链路传输 若采用专芯光纤(裸纤传输)端到端传输方案,需端 到端设备数量多,光纤资源利用率低,端点越多越明显, 并存在投资高且严重资源浪费的问题。该系统采用 4K—OFDM(8 MHz)、8 MHz系统带宽基于时隙的帧结构 CMMB手机信号全覆盖,丰富了电视信号覆盖手段,为发 展文化产业起到积极作用。各站点在建设过程中遇到的 各地已占用同频问题,经与有关单位协商,均优先让位于 CMMB使用。随着科技飞速发展,CMMB的发展前景将 更广阔,收视群体将更多。 参考文献: 【1]杨庆华.中国移动多媒体广播标准体系介绍[J】.现代电视技术,2008 (2):14—18. 方式进行编码,采用移动公司10 Mbit/s(及以上)网络即 可满足传输实际需求。而后采用HC1230A IP—ASI适配 器通过IP包传输,既保障了信号质量,同时节约网络资 源,节省了成本。此方案需注意设备运行的安全保障,要 做好备份和电源保障,特别注意防止中心点故障造成系 统瘫痪。 (2]叶志云,杨振.地市级CMMB覆盖实践[J】.卫星电视与宽带多媒体, 2010(5):65—67. [3]袁从年,廖世敏,周宗行.基于CMMB平台的富媒体广播系统简介 及应用探讨[J].广播与电视技术,2010,34(1o):80-83. 3)荆门地区节目进入CMMB网 个发射机。 4)预留同传通道 荆门地区节目经CMMB复用后通过链路传送给各 [4】国家广播电影电视总局.GY/T 220.1—2oo6,移动多媒体广播第1 部分:广播信道帧结构、信道编码和调制【s1.2006. 【5】方兴,杜啸岚,苏勇.卫星数字传输与微波技术【M].北京:中国广播 电视出版社,2005. 利用移动通信网络构成同传通信,终端通过同传通 道向中央、地方两级节目播出平台发送信息,从而实现交 互、I 务。 [6]李远东.CMMB超理论间距SFN设计的研究——cMMB下一阶段 建网策略探讨【J】.电视技术,2010,34(9):9-17. (Q> 责任编辑:时雯 收稿日期:2011—07—12 ZU《电视技术》第36卷第4期(^^ 总第379期)I投稿网址http:/1wwwVideoE.on .