(mmds)覆盖工程项目可行性研究报告论文

第一章 总论 1.1.1项目建设背景 多伦县位于内蒙古自治区锡林郭勒盟东南部，北京的正北 方， 距北京直线距离 180 公里，是内蒙古自治区距北京最近的 旗县，是锡盟面向京津的南大门。全县现有农民约 1.5 万户近 7 万人，2007 年农民人均纯收入达到 3419 元，全县农村基础设施 进一步改善，但广播电视村村通工作相对滞后，与农村经济社会 协调发展和农民群众日益增长的精神文化需求还有很大的差距， 影响了社会主义新农村建设步伐，那些居住相对分散的居民长 期以来迫切需要看到与城区有线用户一样多一样好的电视节目。 1.2.2项目建设意义 进入“十一五 ”后，国家广 电总局启动了新一 轮广播电视村村 通工程，把加强农村广播电视工作、提高“ 村村通” 水平，作为广 电系统建设社会主义新农村的重要任务。省、市、县各级广播电 视部门按照党的十六届五中全会提出的建设社会主义新农村和 中办、国办关于进一步加强农村文化建设的意见，将“大力推 进广播电视进村入户” 列为了“ 加强农村公共文化建 设”的首要任 务。 广播电视村村通是党中央、国务院的一项重点工作，是实现 小康社会目标、建设社会主义和谐社会的一项重要任务，是加强 农村精神文明建设的一项基础性工作。我们自治区广播电视局 提出“ 明确指 导思想，理清工作思路，落实工作措施，开创我区广 2 播电视村村通工作新局面”，把实施“ 村村通 ”工程作为加强社会 主义精神文明建设、促进国民经济和社会发展、全面建设小康社 会的一项重要战略任务来抓。 “技 术 上瞄准前沿、行动上争抢先机、方法上灵活高效” ，建 设一个覆盖全县范围的数字电视系统平台，实现广播电视村村 通户户通，让广大乡村的农民也能收看到与城区同样多的 DVD 层次的数字电视节目，为全面实现小康社会目标、建设社会主义 和谐社会充分发挥出党和国家的喉舌作用。这是广电人做大做 强广播电视网络的基础性项目，是今明两年在加强、加快农村公 共文化建设中的一项重中之重的工作。 1.3项目建设的必要性和可行性 1.3.1项目建设的必要性 目前全国广播电视村村通工作总体上还处于较低水平，与 中央提出的建设社会主义新农村的总体目标、与农村经济社会 协调发展的要求、与农民群众日益增长的精神文化需求、与城市 居民享受的广播电视服务的数量和质量上还有很大的差距。主 要体现在以下三个方面： 一是部分地区还存在广播电视覆盖盲区。据初步统计，全国 还约有 47 万个已通电自然村的 5400 万农牧民群众听不到广播、 看不到电视。 二是广播电视村村通工作还存在起点低、入户率低和“返盲” 等问题。1998 年开始实施的村村通工程，由于受当时的经济技术 条件限制，投入少，起点低，每个行政村的接收点只能收听收看 -3- 到中央一套的广播、央视一套的电视和省一套的电视节目，而且 入户率低。再加上目前还有多个省（区、市）没有落实村村通工程 的维护经费，大部分还没有建立专门的维护队伍，在一些地方出 现了村村通“返盲” 问题 ，难以保证村村通、 长期通。 三是广大农村地区无线覆盖效果滑坡严重。目前我国广大 农村地区超过 80的农民群众仍然主要依靠无线方式接收广播 电视节目。全国大约有 6.5 万座无线发射台、转播台，绝大部分 都在市（地）、县两级广电部门。长期以来，由于资金投入不足、 设备陈旧老化、日常运行维护经费缺乏等原因，导致这些发射台、 转播台开机时间短、功率不足，直接影响了中央和省级节目的转 播覆盖，中央、省级第一套广播、电视节目在广大农村地区的无 线覆盖滑坡严重，难以满足农村群众听广播、看电视的基本需求。 无线覆盖下滑已成为我国目前农村广播电视发展的突出问题和 薄弱环节。 1.3.2项目建设的可行性 数字微波电视系统是广播电视村村通的一种成熟选择。随 着宽带数据接入技术的迅速普及和发展，信息已成为人类最重 要的资源，它主要表现为图像、声音和数据三种形式。信息网络 的发展方向是数字化、多功能化、产业化和网络化。而数字化技 术将极大地促进电视事业的快速发展。为适应数字电视广播或 未来高清晰度电视广播的传输要求，并满足不断增长的数据业 务对网络带宽的需求，广播电视系统的数字化是电视技术发展 的必然趋势。 4 数字电视系统与传统的模拟电视系统相比较有以下特点： （1）可以提高节目传输质量 随着模拟网络的延伸，模拟信号传输中固有噪声积累的缺 点越来越突出，传输距离越远，所需转接次数越多，沿站噪声积 累越大。同时模拟信号的传输会受到各种因素的干扰。对数字电 视而言，具有很强的抗干扰能力，只要误码不超过门限，传输过 程中的噪声、交调、互调等干扰都不会显现出来，不会对图像和 声音产生直接的干扰，得到的几乎是完美无损的图像和声音。 由于采用数字滤波与数字存储，容易使用简单的方法去除 噪声，改善图象的信噪比。同时由于亮度信号和色度信号分开传 输因而不存在亮色串扰问题，因此可以大大改善图象质量。 由于数字电视采用和 DVD 同样的编码方式，因此，数字电 视用户可以收看到清晰度达到 DVD 质量的电视节目，这些都是 模拟电视系统所无法比拟的。 （2）可以更有效地利用频率资源 模拟电视系统每频道占用 8MHz 带宽。数字电视系统由于 采用先进的 MPEG-2 图像压缩技术和 QAM 调制技术， 在 8 MHz 带宽 内一般可 传送 6-8 套数字电视节目，大大提高了频 带的利用率，缓解了频率资源紧张的矛盾。 （3）可利用有条件接收，加强网络管理 收费难一直是困扰电视系统经营者的一个重要问题。虽然 可采用模拟加解扰技术进行用户管理，但模拟加解扰对图像的 损伤较大，安全性也不够高，并不是一种理想的解决方案。与之 -5- 相比，数字系统易于加密，实现“条件接收” 。数字电视有条件接 收对图像无损伤、安全性好，可有效地进行用户管理，解决收费 难的问题。 用户为他们收看的电视节目支付费用既支持了电视经营者 的财政，反过来又促进了节目制作的发展，两者相辅相成形成良 性循环是一个既有社会效益又有经济效益的好方法。 （4）可以开展增值业务 电视数字化后，可以围绕新的技术和市场潜力，开发各种新 的业务。在现有的广播式电视业务方面，可以实现按频道收费， 可以大力发展专业频道，在节目内容的设置上能做到相当的专 业，比如专业的旅游频道、专业的保健频道或专业的教育频道等 等。频道内容划分得更加细致，频道数量大大增加，有利于更好 地对观众进行定位，满足不同层次观众的不同需求，让所有的观 众各取所需。为用户提供分层次的电视服务。在扩展业务和增值 业务方面，可提供图文电视、数据广播、远程教育、视频点播、电 子购物等业务。这些新的业务将使电视的服务内容由单一广播 电视拓宽到语音与数据通信，金融教育等领域，突破了传统广播 电视的工作模式，大大拓展了电视的业务发展空间。 （5）可有效抵御非法信号的侵入 传统的模拟电视信号由于没有有效的技术手段，安全性差， 很容易被外来非法信号侵入。一旦出现问题，将带来极坏的政治 影响，并对社会安定造成破坏。数字电视由于采用了特殊的数字 加密技术，并且只有专用数字电视机顶盒才能接收，因此，能有 6 效抵御非法信号的侵入，确保播出安全。 微波是卫星、光缆、微波三大电视信号传输方式之一。由于 微波属无线传输，与光缆相比主要优点有以下几项： （1）抵御自然灾害的能力强。如在 1976 年的唐山大地震、90 年代的特大洪灾中，在其它通信手段失效的情况下，微波保证了 通信和广播电视信号的畅通。 （2）受地理环境的限制小，应对突发事件的能力强。微波信 号即可翻山又可跨海，与光缆相比，受地理条件的限制小。随着 微波设备集成度的提高，使用摄像微波传送一体机，很容易在突 发事件现场实现信号的实时传输。 （3）建设和维护成本相对较低。特别是在山区、人烟稀少的 地区敷设光缆非常困难，而且成本会很高，微波可以很好地解决 这些地区的节目传输问题。 第二章 项目建设规 模及内容 2.1项目建设规模 该工程为 MMDS 多路微波传输系统，节目套数为 35 套，包 括多伦台，锡盟台，中央 3 套、5 套、6 套、8 套， 10 至 12 套和音 乐、少儿频道及 20 套其它省台的科技兴农、法律知识、卫生防疫、 文化娱乐等服务“三 农” 的广播电视节目，覆盖 70%以上的农民用 户。 2.2项目建设内容 建设一个数字电视平台，传送 35 DVD 层次的数字电视节目， 包括：主发射站 1 个，中继发射站 20 个，铺设 4000 米光缆，用户 -7- 接收设备。 2.3项目建设重点 广电总局新闻发言人朱虹曾经指出，新一轮的村村通广播 电视工作重点在以下三个方面： 一是对无线覆盖的盲区要重点解决 20 户以上已通电自然村 村村通广播电视，使当地农民群众能够收听收看到中央和地方 共 8 套以上电视节目和 4 套以上广播节目。有条件的地区，可以 推动有线电视村村通、户户通。边远和居住分散地区，可以通过 卫星共用天线（“村锅 ”）等方式进行覆盖，保 证农民群众能够接收 到多套节目。对于 20 户以下的散户问题，可留到“十二五” 期间 彻底解决。 二是对已经实现村村通的地区要进一步巩固完善成果，不 断增加节目套数，逐步提高收听收看广播电视节目的质量，建立 长效机制，确保长期通。 三是对无线覆盖的地区要增加投入，调整结构，优化布局， 加强广播电视无线覆盖工作，使广大农村地区能够用收音机、电 视机直接收听收看到 4 套以上无线广播电视节目。 第三章 方案选择 多伦县采用数字微波技术实现无线覆盖是一种最现实可行 的方法和途径。 3.1 有线与无线方案的选择研究 多伦县地理环境属内蒙高原丘陵型草原，农牧民居住区多 而且相对分散，无论从长远还是短期的发展角度来看，采取无线 8 方式传输并覆盖乡村，让广大农民用户收看到与城区一样多的 电视节目，尤其是多伦台、锡盟台，让广大农民了解本地区的社 会发展现状，是一种高效快捷、切实可行的村村通户户通解决方 案。 广大乡村是广电服务的最大用户群体。这个群体最大的特 点是，居住分散，而又迫切想看到数量更多质量更好的电视节目。 这么一张大网，想在三-五年的短期内建设光缆到村电缆到户的 有线网络具有相当大的困难，工作量大是一方面，更主要的是所 需要的投入资金巨大，投资额以千万元为基数。一旦投入资金建 设和运营这张有线网络，必须能很快见到投资回报，以便维持网 络的长期正常运作。而对这张网的投入是具备较大风险的，国内 投入数千万建设乡镇村屯联网而用户入网数少或不入网从而回 报率极低的例子屡见不鲜。 建设一个无线电视系统，无论从技术上还是投资上都有着 建设有线网络所无法比拟的优越性。 3.2发射频段的选择研究 由项目要求及多伦县农村用户分布情况和地理条件可知， 除了建设一个发射主站外，还必须建设一定数量结合地形特点 的中继站，联合发射才能达到覆盖的基本要求。 无线发射方式通常有分米波（MUDS ）和微波（MMDS）两种。 考虑到 MUDS 容易受到周 边的开路电视 影响，以及多径干扰严 重，本方案中推荐采用多路 MMDS 微波系统发射，其理由如下： 1、MMDS 的频段为 2500MHZ-2700MHZ，这是国际通用的电视 -9- 发射频段。而 MUDS 采用的 600-800MHz，是国家预留给移动电 视发射与接收的发射频段，也是目前各地开路电视信号正在使 用的频段。 2、采用宽频带的 MMDS 数字发射机发射和捷变频 QAM 调 制器，可方便地在这 200M 带宽内选择 与周边信号无冲突的频点 作发射频率，不会受周边开路电视的影响。MUDS 由于其频段内 各地都有开路信号，很容易受到干扰。 3、MMDS 数字发射机和发射天线技术成熟，没有技术瓶颈。 而国内的单通道 MUDS 发射机技术都存在技术上的不稳定性问 题，加上国家不推荐 MUDS，许多厂家停止了 MUDS 设备的研 制和生产。目前国内的 MUDS 数字宽带发射机技术还很不成熟， MUDS 宽带天线性能也不理想，一旦需要更改发射频段（如发现 某些频点受到干扰，需要改变发射频率来避开时），MUDS 几乎 难于实现。 4、MMDS 成熟的宽带技术使 MMDS 系统能方便地建设中 继站。与之相反，MUDS 宽带中继技术 目前难于实现。 5、MUDS 系统的多径干 扰影响较严重。MMDS 抗多径干扰 能力比 MUDS 相对 要强。 3.3调制方式的选择研究 我国工程技术人员在 MMDS 数字电视系统中实践了 QAM 调制方式和 QPSK 调制方式。两种调制方式各有优长。 QPSK 调制方式最大的优点是接收机的门限相对 QAM（64QAM）调制好。但其缺点也相当明显，传输同样多的数 10 字节目所需的带宽 QPSK 是 64QAM 的 4 至 5 倍，频谱利用率很 低。比如，传输 30-40 套数字节目，采用 QPSK 调制方式需要 5-6 个频点，占 150MHZ-200MHZ 的带宽，远远超过了无委确认的各 局可用带宽（一般为 64MHZ）。 64QAM 调制技术具有两个突出的优点： 1、 在 8 MHz 带宽 内一般可传送 6-12 套数字电视节目，频带的利用率是目前的数 字调制技术中最高的调制方式，缓解了频率资源紧张的矛盾。只 需 4-5 个频 点 32-40MHZ 带宽就可传送 30-40 套的数字节目。2、 信号可直接有有线系统和小片网络中传输，机顶盒既可以用微 波方式接收信号也可在有线中使用。 3.4 数字 MMDS 微波电视系统是最具灵活性的网络结构 目前有些重点乡镇通过租用电讯的光缆和电杆进行了小规 模的联网，作为用户资源的竞争对手，这种干线迟早可能被对方 要求切断。微波系统的灵活性不仅在于发展用户灵活，还在于微 波既可以作为个体接收信号的信源，更是一种最好的干线传输 方式。在乡镇小片网的前端，用接收天线和合适频率的下变频器 就可以把微波信号接收并混入网络中，用户添加一台机顶盒即 可收看数字电视节目。 由于是采用的是微波覆盖，待条件成熟时能方便地过渡为 有线到户，没条件的情况下这个网络仍可能继续运营。系统采用 64QAM 调制，用户使用的机顶盒在有线和无线微波网络中均可 使用。有线无线两个网络不仅不矛盾，更是相辅相成，相得益彰。 -11- 3.5 多伦县无线数字电视系统的调制方式和发射频段选择 综上所述，多伦县对广大农牧民用户的电视覆盖拟采取 64QAM2.5-2.7CHZ 数字 MMDS 电视系统。 2.5-2.7GHz 微波频率是国际上通用的广播电视频段，这个频 段曾为我国广播电视作出过突出的贡献，后因模拟微波电视节 目少、效果差、收费管理技术跟不上等原因，而逐渐被放弃。自 从数字电视技术得到推广后，这个频段的 MMDS 微波系统又重 新获得新生，原来有老的 MMDS 发射机的系统经改造可作数字 发射，没有 MMDS 发射机的局也在纷纷建设新的 MMDS 系统， 充分发挥这个频段为广电系统服务。 3.6 数字 MMDS 微波电视系统由数字前端、发射机、天馈线 等设备组成，用户通过天线和下变频器接收信号，传输环节是微 波。系统具有以下突出特点： 3.6.1 技术指标好：目前的国产微波数字发射机、天馈系统在 相位噪声和幅平特性上技术非常成熟，指标做得较好。传输五十 公里，MER （调制误差比）指标降低不到 3dB，完全可与同距离长 度的光缆指标相比。 3.6.2 投资少，见效快：包括数字前端设备、发射设备一起计 算，平均每路节目投资在 2-3 万元。以发展一万户来计算，总投 资相当于一万户当年的收视费总额。如果是投资有线网，这一万 户农户的网络建设通常要上千万元，按一月 20 元的收视费计算， 至少收满五年收视费后才能开始有盈利，而五年后网络开始老 化，其维护费用又急剧增加。 12 3.6.3 覆盖面广：由于数字机顶盒灵敏度高（典型值为 35dB）， 只要收发天线能满足视距要求，100MW 宽带发射机发 6 个频点 （一个频点 8MHz 带宽 ）和 20W 单通道 发射机发 1 个频点覆盖半 径均可达到 60km 以上。 3.6.4发展用户灵活：微波能量是向四面发散的，只要是满足 视距条件的用户都可以通过天线设施接收到微波信号，可以灵 活地发展用户。一个村，没发展一户不会给系统添加一份负担， 而每发展一户就降低了一份投资成本，同时多了一份收视费。而 建设有线网络的风险恰恰就在这一点，网络到村，成本全摊在入 户率上，发展用户数少或没有发展用户投资成本的回收就成为 遥遥无期。 3.6.5传输环节简单，MMDS 系统比有线电视投资更小、更 容易实现、易于维护：数字 MMDS 系统传输环节是无线的，传输 通道免维护，系统的维护工作主要在前端，省时、省工、费用小。 与之相比，有线数字系统除了前端系统的维护工作外，传输环节 放大器、光发、光收、光缆、电缆、分支、分配、电源等设备设施 的维护占据了大量的维护工作，费时、费工、费用大。 3.6.6 用户管理简便有效：加入 CA（条件接收）后即为有条件 接收数字 MMDS 系 统，能够有效地管理用户，确保收视费的及 时缴存。 3.6.7节目源大多数都采取全编码方式处理，视频信号可以 作字幕和广告插入后再送入编码器。 3.6.8视音频信号采用 MPEG-2 编码方式通常输出码流设在 -13- 3.00Mbps 以上即可确保达到 DVD 的图像效果，本方案采用 10 套节目作为一个数据包的压缩复用方法，这样每套节目的平均 码流可达 3.60Mbps 以上，能满足实际需要。 3.6.9节目源处理采取全编码方式，用最少的频点传输了尽 可能多的节目，少用了 TS 流复用器、数字加扰机、QAM 调制器。 3.6.10 系统方案在前端更换任何一套数字节目源都不会影 响用户的正常收看。 第四章 系统解决方案