上海地铁数字电视信号覆盖简介

1、上海地铁数字电视信号覆盖简介夏一晨(东方明珠传输公司摘要:轨道交通作为上海市民出行的重要工具之一,目前最高日客流量可以达到400万人次。为进一步完善上海轨道交通网络的整体服务功能,数字电视信号覆盖成为了目前最重要的规划之一。充分利用现有资源,高质量高效率的做好数字电视信号地铁覆盖是本文论述的重点,有错误的地方敬请各位读者的批评与指正。关键词:地铁信号覆盖数字电视直放站链路损耗泄露电缆一.概述随着上海数字电视信号覆盖的完善,越来越多的用户体验到了数字电视的魅力,同时也对信号覆盖范围提出了更高的要求。目前上海已经开通了8条轨道交通线,随着上海世博会的临近,不久的将来还会开通更多的轨道交通线。为了向

2、广大乘客提供更好的服务,及时的接收各类资讯信息,地铁的数字电视信号覆盖成了我们下一步的工作重点。在上海已开通的8条地铁中,位于外环线以内的大部分地面轨道交通可以通过已有的覆盖网络接收到良好信号,位于覆盖区内信号比较差的点则可以通过增加数字直放站来改善信号质量。这类型的同频直放站通过一套收发天线完成信号覆盖,安装调试比较简单。轨道交通的地下部分,由于是狭长的通道,利用上述形式的直放站效果十分不理想,而且接收信号引入地下的工程难度大。现地铁公司全线铺设有泄露电缆,且在移动数字电视频段上并无和其他信号有冲突,故可以利用合路器将数字电视信号送到泄露电缆中。这种方式利用已有泄缆可以大大节省成本,并且加快

3、施工周期。二.覆盖方案1.系统组成 图1图1为整个覆盖系统的示意图。每条地铁线路都有一个控制中心,所用的系统设备都可以安置的这个中心的机房内。在控制中心大楼顶部架设两副高增益的定向接收天线,接收到的信号作为整个覆盖系统的信号源。两幅天线互为备份基本保证了信号源的稳定性。信号经过直放站放大处理之后通过分配器将信号一分为二。其中一路经过解调器后送入地铁PIS系统(电子媒体乘客信息系统平台,通过这个系统可以将数字电视信号送至站台上所有的显示屏,完成站台信号覆盖。分配的另一路信号则经过光发机转换成光信号后送入光纤。光纤将信号送到所有地铁站的机房内,通过一个光耦合器将信号送入光纤直放站处理放大后送入合路

4、器,连同GSM、CDMA、3G等信号一起送入隧道内的泄露电缆,完成隧道内数字电视信号的覆盖。2.系统设备2.1直放站控制中心内的安装两台直放站,互为备份。直放站输出功率为43dbm,噪声系数5。为了保证信号的品质和稳定性,可以选择在楼顶空旷处架设两幅高增益定向接收天线,保证直放站的输入信号强度大于-50dbm,并且具有良好的载噪比、误码率。直放站优选具有中频处理,且具有良好性能的输入带通滤波器和低噪声放大器,从而保证输出信号的品质良好。2.2光发机采用带有高功率双路输出,噪声指数(RIN低,载噪比(CNR高,优良的CSO、CTB、XMOD性能, 10dB射频输入范围,光调制指数(OMI可调,使

5、链路性能最优,工作波长1550nm,使光信号损耗达到最小。当整个光链路过长,损耗过多,光信号太小的时候还可以适当增加光放大器。值得注意的是采用多级光放虽然可以使光信号强度加大,但信号质量却有恶化,且使整个光链路成本加大。2.3光纤直放站 RF图2为了增加系统的可靠性,光纤直放站应该带2路光信号输入,互为主备,当其中一路信号链路故障时还可以正常工作。光信号经过光电转换,低噪声放大以后通过带通滤波器,2级放大最后以43dBm输出。测量光纤直放站最小输入光信号强度及信号恶化程度。当输入的光信号小于一定门限时输出信号质量会下降,一定要保证满足准无误码的需求。这个门限值是整个光纤链路设计的重要依据。2.

6、4 合路器数字电视信号最终要和GSM,CDMA,3G等移动通信信号一起送入民用通信漏缆。因此加入的数字信号不能影响其他的信号,这就要求合路器具有良好的隔离度。通信系统中GSM的底噪声N=10LgKTB,其中K为波次曼常数,T为绝对温度,B为信号带宽;基站噪声系数Nfbts一般为2dB。因此,基站输出的底噪声电平Npbts为:Npbts=10LgKTB+Nfbts =-121dBm/Hz+2dB =-119dBm。根据移动通信国家标准YD/T1241-2002规定,直放站在GSM频段上的杂散功率Ps不得大于-36dBm。因此隔离度MCL>Ps-Npbts=83dB,加上一点工程冗余量,一般

7、要求合路器隔离度要大于90dBm。此外合格的合路器还具有承受大功率和低损耗的优点。数字电视直放站用合路器还没有国家标准,可以参考移动通信行业相关标准规范。2.5 泄露电缆上海目前建设好的地铁隧道均铺设有公共通信泄漏电缆,数字电视信号由直放站输出经过合路器通过电缆送入隧道内的泄漏电缆从而完成隧道内的信号覆盖。信号强度在隧道内变化情况如图3所示。泄漏电缆信号强度 距离0m 100m 40dBM -30dBm P1P2P3图3假设直放站输出功率为43dBm ,经过合路器、电缆损耗后进入泄漏电缆的信号P1强度为40dBm ,图3中绿线表示泄缆内信号强度的变化,红线表示距离泄缆2M 处平行线位置的信号强

8、度,两者的差即为泄缆的耦合损耗。例如,某款泄缆传输损耗PL 为3dBm/100M800MHz ,95%耦合损耗(2MPC 为70dB 。那么距离P1 100米处的P2强度为37dBm ,P3为-33dBM 。目前数字电视接收机都可以做到-90dBm 的最低接收电平门限。算上地铁列车3dB 的阻隔损耗,只要P3强度大于-87dBm 就可以满足信号覆盖要求。使用上述型号泄缆可以覆盖的距离S 为:S=(P1-P3-PC *100/PL=2000M目前上海多数地铁隧道长度不到2000米,单根泄漏电缆长度小于1000米。可以说数字电视信号使用现有泄漏电缆进行覆盖是完全可行的。2.6 光纤链路整个地铁线路

9、都铺设有光纤链路,考虑到作为信号源可以选用2路光纤通路来增加冗余度。光纤直放站对输入光信号大小有一定要求,所以要根据这个值来计算整个光纤链路的损耗。光纤链路传输损耗由以下组成:接头损耗、路径损耗、耦合损耗、分光损耗和预留损耗。不同光纤设备连接,需要有连接头,由连接头引起的损耗,称为连接损耗。光信号在光纤内传输也有损耗,1550nm 波长的光具有最小损耗,损耗值约为0.25dB/km 。耦合器对光信号按照设计要求进行分配,使得每个站台都能接收到足够强度的光信号。工程设计还必须保留有一定的余量,每站1dB 是比较合适的取值。根据上述方法,计算得到光信号最多可以覆盖多少站,如需要还可以在光纤链路中添

10、加光放设备,以保证所有光纤直放站的输入光信号达到要求的门限值。一般光信号损耗的工程计算公式如下:a 活动接头损耗=接头数*0.5dBb 路径损耗=光纤长度*0.25dB/kmc 耦合损耗=0.5dBd 保留损耗=1dBe 总损耗=活动接头损耗+路径损耗+耦合损耗+保留损耗2.7 远程管理系统随着信号覆盖的完善,直放站数量越来越多,维护与管理的难度也越来越大。因此可靠的完善的一套远程监控管理系统就显得十分必要。一般直放站都提供有远程管理协议及相应接口,并可以选择通过GPRS 、Wi-Fi 等无线通信手段将所采集的数据传送回控制中心服务器。在控制中心服务器上运用控制软件可以及时清晰的看到各个直放站运行状态,对于出现报警的直放站还可以进行远程复位等操作。控制中心服务器上搭建日常维护数据库用以记录直放站运行状态,故障报警记录等信息,为日常检修维护提供依据。三. 总结数字电视信号的地铁隧道覆盖与地面覆盖有着很大的不同。正确了解地铁通信系统各环节设备的性能参数,调整新增数字电视设备性能,才能使新增设备加入原有系统后能够稳定工作且不影响原有系统的性能。同时使用现有通信系统设备(光纤、泄缆等不仅能够节约大量人力和物力,还可以缩减施工周期。参考文献:Digita