2006年8月,我国颁布地面数字电视传输国家标准GB20600-2006(简称DTMB) 。经过各方努力,2011年12月,DTMB被正式列入电联ITU-R BT.1306建议书,为第四个地面数字电视标准。2015年6月,中国地面数字电视传输标准的演进版本DTMB-A继DTBM之后也成为地面数字电视标准的一部分。地面数字电视国家标准颁布至今整整10年,目前,国内的地面电视数字化工作正在有条不紊的推进中,与此同时,DTMB标准的海外推广工作也在积极推进中. DTMB充分发挥后发优势,积极开拓亚非拉市场。尤其是老挝DTMB数字广播电视全国网项目的开展对我国地面数字电视标准的海外推广具有积极的示范效应。
1.1 *代地面数字电视标准
1991 年,*份地面数字电视建议草案提出,直至2001 年ATSC 被ITU-R BT.1306 接纳为系统A,DVB-T 被ITU-R BT.1306 接纳为系统B[1] ,ISDB-T 被ITU-R BT.1306接纳为系统C。
2006 年8 月,我国颁布地面数字电视传输标准DTMB国家标准 GB20600-2006《数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制》。2011 年12 月,ITU-R BT 1306-6 和ITU-R BT 1368-9 建议书获得通过,DTMB 成为第四个地面数字电视标准,被接纳为系统D[2]。
2012 年8 月,ITU 通过第二代地面数字电视系统DVB-T2 的建议书ITU-R BT.1877-1。
2015 年6 月,中国地面数字电视传输标准的演进版本DTMB-A 被正式列入电联ITU-R BT.1306 建议书,成为其中的系统E,宣告DTMB-A 已经成为数字电视标准。
1. A 系统:美国ATSC 标准
ATSC 是美国的数字电视国家标准。ATSC 的英文全称是Advanced evision Systems Committee(美国电视制式委员会)。ATSC 信源编码采用MPEG-2 视频压缩和AC-3 音频压缩;信道编码采用VSB 调制,提供了两种模式:地面广播模式(8VSB)和高数据率模式(16VSB);采用全时域处理技术。
2. B 系统:欧洲DVB-T 标准
DVB-T 是由欧洲组织联合提出的地面数字电视标准,DVB-T 的英文全称是Digital Video Broadcasting-Terrestrial。DVB-T 标准采用多载波COFDM 制式,全频域处理技术,允许固定接收、移动接收,适用于多频网、单频网广播。
3. C 系统:日本ISDB-T 标准
ISDB-T 是日本数字广播专家组制定的数字广播电视标准,ISDB-T 的英文全称是Integrated Services DigitalBroadcasting-Terrestrial。ISDB-T 标准采用BST-OFDM 制式,全频域处理技术,适用于比较复杂的接收条件,可以实现分层传输,适用于单频网广播。
4. D 系统:中国DTMB 标准
DTMB 是我国颁布的强制性地面数字电视标准,DTMB的英文全称是Digital Terrestrial Multimedia Broadcasting。DTMB 系统采用的TDS-OFDM 制式、LDPC 编码以及时域频域联合处理技术,相对于其它*代地面数字电视标准,在信号频谱效率和抗干扰性能等方面具有优势明显。
5. E 系统:中国DTMB 演进标准DTMB-A
中国数字电视DTMB 标准是继美、欧、日之后的第四个数字电视标准。由于后发优势,中国DTMB 标准在*代标准中处于地位。为了应对欧洲第二代数字电视标准DVB-T2 的市场竞争和适应超高清电视广播传输的需要,推出DTMB 的演进版DTMB-A。DTMB-A 具有传输容量大、信号接收灵敏度高、抗干扰能力强、高速移动接收性好等特征,是在原有DTMB 标准基础上的增强和提高。
1.2 第二代地面数字电视标准
DVB-T2 是第二代欧洲地面数字电视广播传输标准,2008年颁布,标志着上地面数字电视标准开始向第二代迈进。2012 年8 月,DVB-T2 被电联ITU 建议书ITU-RBT.1877-1 采纳,正式成为*个第二代地面数字电视标准。
DVB-T2 总体性能超越现有的四个一代标准。DVB-T2 采用率调制方式,降低开销增加选项,频谱效率比DVB-T 高约30% ;zui大传输速率有了较大提高,8MHz 带宽内支持TS 流传输速率达50Mb/s ;采用LDPC+BCH 纠错编码,接收C/N 门限比DVB-T 显著降低;采用高达256 阶的QAM、高达32K 的FFT 块长以及优化的导频技术;采用多层帧结构的超帧,实现时频二维信号动态分配;采用多天线技术,MISO 技术,支持增强型的单频网服务;采用物理管道,支持多业务广播[4]。
1.3 DTMB 标准体系
我国的地面数字电视标准技术上具有后发优势,且具有完整的自主知识产权,性能于现有其它*代地面数字电视标准,目前,已经形成DTMB、DTMB-A 系统演进并存的产业标准体系。DTMB 主要应用于公益性电视广播网络,DTMB-A 主要适用于高品质的多业务综合服务,且后向兼容。
2 地面数字电视国标的海外推广
2.1 DTMB海外推广概述
近年来,亚、非、拉已有9个国家签署了采用DTMB 标准的备忘录,覆盖约3.6亿人口,近6千万终端用户,数千亿元潜在市场。其中,两国政府间签署协议的有古巴、老挝、柬埔寨、巴基斯坦,覆盖人口超过2亿。应用方政府与中国企业签署协议的有吉尔吉斯坦、斯里兰卡、埃塞俄比亚、津巴布韦、吉布提等,覆盖人口超过1.6亿。已完成考察交流,双方协议正在评审中的由塔吉克斯坦、布隆迪、乌干达、马拉维、马达加斯加、利比里亚、贝宁、苏丹、乍得、喀麦隆、莫桑比克、坦桑尼亚、多哥、刚果金、尼日尔、尼泊尔、缅甸、泰国等18国,覆盖人口超过3亿。
2.2 DTMB与其它标准的对比测试
1. 南美标准对比测试
2007至2009年,DTMB在南美古巴、委内瑞拉、秘鲁、厄瓜多尔等国与美国、欧洲、日本标准进行了一系列的对比测试[3]。
2007年12月在古巴的哈瓦那,DTMB战胜欧洲标准。
2008年5月在委内瑞拉的加拉加斯五项性能对比测试中DTMB 取得优异战绩,固定接收电平裕量DTMB 、移动接收成功时间比例DTMB 居中、室内接收深度中欧日本标准、室内抗家电干扰能力中日标准欧洲标准、室外抗摩托车干扰性能中日标准欧洲标准。
2008年11月在秘鲁举行的中、美、欧、日标准对比测试中,DTMB 取得总体性能*:在利马测试中与欧日标准相当,处于*集团,战胜美国和巴西标准(日本?);在库斯科测试中与欧标相当,处于*集团,战胜美国、日本标准;在伊基托斯测试中同样取得总体性能*,战胜欧洲、美国、日本标准。
2009年5月在古巴战胜欧洲、日本标准,其中68个场地定向天线标准测试结果67:1:0,中国比欧洲、巴西标准平均优胜2dB、10dB;58个室外家用全向天线测试结果56:2:0,中国比欧洲、巴西标准平均优胜6dB、12dB ;15项室内干扰5轮攻击测试中国标准均以压倒优势优胜欧洲、巴西标准。
2009年7月在厄瓜多尔基多大胜日本标准。
2. 埃塞俄比亚标准对比测试
2011年在埃塞俄比亚进行了DTMB与DVB-T2标准对比测试。实验室测试64QAM工作模式,DTMB和DVB-T2性能相当;埃塞俄比亚现场测试,DTMB和DVB-T2各有优势。
3 老挝DTMB数字广播电视全国网项目
为了使老挝全国大部分人民群众能够收看到数字化的广播电视节目,全面提升广大受众收看数字电视节目的数量和质量,实现以国家电视台为主,全国17 个省(市)电视台节目能够统一覆盖全国,提高各电视台自制节目的能力,并形成统一的全国播出体系,老挝政府计划开展老挝DTMB 数字广播电视全国网(以下简称老挝全国网)项目建设。
3.1 老挝国情
老挝国土面积为23.68 万平方公里,位于中南半岛北部的内陆国家,北邻中国,南接柬埔寨、东接越南,西北达缅甸,西南毗连泰国。境内80% 为山地和高原,地势北高南低。老挝经济以农业为主,工业基础薄弱。自然资源有锡、铅、钾、铜、铁、金、石膏、煤、盐等矿藏,但开采量较少。水力资源丰富,发源于中国的湄公河是老挝zui大河流。森林面积约900 万公顷,森林覆盖率达42%。年均GDP 年均增速达到7.9%,人均GDP 突破1000 美元。
老挝实行社会主义制度,老挝人民革命党是老挝*政党。1961 年4 月25 日中国和老挝正式建立外交关系。上世纪70 年代末至80 年代中,双方关系曾出现曲折。1989 年中老关系正常化,双边关系得到全面恢复和发展。
老挝共有17 个省,1 个直辖市,大致上可以分为上寮、中寮和下寮三大区域。
3.2 老挝全国网项目简介
3.2.1 项目背景
2012 年2 月29 日,老挝新闻文化旅游部与中华人民共和国国家发展和改革委员会共同签署《关于在老挝采用中国地面数字电视传输标准合作建设老挝数字广播电视全国网项目的谅解备忘录》。
为了进一步推动我国地面数字电视标准DTMB 的海外推广与发展,云南无线数字电视文化传媒有限公司(以下简称“云数公司")承担了老挝DTMB 数字广播电视全国网工程建设项目。鉴于新闻出版广电总结广播电视规划院在DTMB 领域丰富的技术积累,云数公司联合广播电视规划院、北京国家数字电视工程实验室和中国普天信息产业北京通信规划设计院共同负责完成可行性研究报告的编制工作。该项目的推进,对于我国地面数字标准DTMB 的海外推广具有重要的示范作用。
3.2.2 项目概述
1. 参与单位
本项目是由云南无线数字电视文化传媒有限公司、闻出版广电总局广播电视规划院、北京国家数字电视工程实验室和中国普天信息产业北京通信规划设计院共同参与。
2. 资金概况
本项目总投资约13 亿美元,资金来源为中国政府优惠。期限为15 年,其中前3 年为还款宽限期,后12 年为还款期。
3. 未来预测
老挝人口约689 万,按覆盖率53% 计算,收视人口可达365 万。生产经营期*年预计的用户数(不含万象市)为13.8 万余户;其后两年为用户快速增长期,每年用户数增长预计为13.8 万户,预计生产经营期第三年用户数(不含万象市)可达41.9 万户左右;之后用户数增长将出现回落,年增长率约为1.7%,与老挝人口增长率相当,生产经营期第十五年用户数(不含万象市)将达49 万户左右。基本收视维护费预测平均50美元/ 年/ 户,新开户用户当年收取25 美元的开户费。预计生产经营期第1 年收入为314.81 万美元,随着用户数的增长,第12 年将达到2201.95 万美元。预计生产经营期第1 年广告收入为345.63 万美元,随着用户数的增长,老挝DTMB 数字广播电视全国网影响力的扩大,并伴随着老挝社会的发展进步,市场经济的日趋活跃,预计广告收入第12 年将达到4023.66 万美元。
4. 工程技术方案概要
老挝DTMB 数字广播电视全国网项目的主要工程技术方案为:全面建成老挝全国17 个省(市)的省会城市及其周边重要县城基于DTMB 标准的地面数字电视覆盖网络和FM 调频广播网络;实现老挝全国17 个省(市)电视台节目素材采集、编辑制作的数字化,初步形成老挝全国广播电视全数字化的统一管理,提升综合利用效率,实现各省(市)电视台全国的播出覆盖;在万象建设DTMB 数字电视广播播控中心,实现对老挝全国DTMB 网络的播出管控和媒体资源管理,在琅勃拉邦和巴色两省建设数字电视播控分中心,与万象中心互为备份,确保老挝全国DTMB数字广播网络正常运行,并由此形成国家、各省(市)电视台全国统一播出的DTMB 数字广播电视体系。
3.3 老挝全国网建设规划
3.3.1 数字电视系统
1. 数字电视前端系统
数字电视前端系统共使用5 个频道,其中4 个频道,每个频道播放10 套左右的标清节目,另1 个频道计划播放2 套高清电视节目,共42 套电视节目和5 套广播节目。
2. 数字电视发射系统
建设遍布全国17 个省(市)共20 个发射台站的数字发射机系统、天馈线系统、基础配套系统(含电源系统、铁塔、防雷系统、机房、环境监控系统等)。
3. DTMB 信源接入系统
万象至各省广播电视台站,采用10Gb/s 光传送通道,骨干网络采取租用光纤的方式进行,接入网络采用新敷设光缆进行,共新建传输设备37 端,敷设光缆线路345 公里。
3.3.2 其他建设任务
调频广播系统:包括新建全国17 个省(市)调频广播网络。
模拟电视系统进行数字化改造:采用新型的数字采编播系统对于原有的模拟的电视系统进行数字化改造。
新建三个广播电视播控楼:新建DTMB 播控中心大楼,琅勃拉邦、巴色DTMB 播控分中心。
新建卫星车、直播车系统:万象、琅勃拉邦、巴色各配置1 套卫星车、直播车系统,共计3 台卫星车,3 台直播车。新建全国DTMB 运营系统:新建一个全国DTMB 运营系统,包括培训中心和营销中心。
3.4 老挝全国网现有基础
3.4.1 DTMB 数字电视试验网
目前,在老挝万象、巴色、沙湾拿吉、琅勃拉邦四个省市已经建设了DTMB 数字电视试验网。
DTMB 数字电视实验网平台按4~5 个频点容量设计,系统包括数字前端硬件系统、CA 系统、SMS 系统、EPG 系统等。万象使用五个2kW 的DTMB 发射机,五个UHF 频道进行节目传输;巴色使用三个1kW 的DTMB 发射机,三个UHF 频道进行节目传输;沙湾拿吉使用三个1.5kW 的DTMB 发射机,三个UHF 频道进行节目传输;琅勃拉邦使用三个300W的DTMB 发射机,三个UHF 频道进行节目传输。万象传输45 套电视节目,带宽5×8MHz ;巴色、沙湾拿吉、琅勃拉邦传输42 套电视节目,带宽3×8MHz。调制模式为64QAM、GI=1/9(420)、FEC=0.6, 视频编码技术为AVS 编码, 提供ESG 和紧急广播系统。
2010 年5 月, 老挝成功完成了数字地面电视系统从DVB-T 标准到DTMB 标准的转换,开通了数字电视广播。万象还于2010 年5 月进行了DTMB 现场测试,测试结果显示,DTMB 信号能较好的覆盖各个方向,zui远距离约68.9km,*万象覆盖要求。系统运行稳定,试验网的建设取得优异的成果,在2012 年6 月,成功地进行了初验。
3.4.2 广播电视传输网络现状
老挝全国广播电视系统目前尚未形成光纤或微波节目传输网络,但国家干线光缆已铺设至多数省会城市,通信运营公司的光缆已铺设至所有省会城市。
3.4.3 台站机房铁塔建设现状
老挝全国网项目建设中,台站选址基本基于老挝新闻文化旅游部现有台站、土地设置。由于各省发射台站机房均较为破旧,空间狭小,因此全部需要新建。除琅南塔、桑怒、沙耶武里3 个发射台站可考虑利用旧塔整改后使用,他曲站的发射铁塔需加高10 米后使用,其余站点均需新建铁塔。
3.4.4 节目制作现状
老挝全国除万象外均有省(市)电视台,但自制节目甚少,每天仅半小时,内容单一,基本为新闻;电台情况稍好,每天可制作8 至10 小时节目。各省(市)电视台、电台设备落后,大都已不能正常使用。节目传输较多依赖人工输送,*不能满足现代化播出的实时性需求,技术力量薄弱。
3.4.5 频率协调问题
在本次勘察过程中,在沙拉湾、阿速坡测得554MHz、582MHz,在波利坎塞测得490MHz、512MHz,在沙耶武里测得520MHz~674MHz 整段频率在用,这将严重影响今后老挝全国DTMB 网络频率规划使用。在沙湾拿吉、巴色、琅勃拉邦、沙耶武里都有MUDS 系统存在,使得这些地区电视频率被占用情况很突出,严重干扰到DTMB 信号的接收,使得信号接收很不稳定,容易产生中断现象。因此,需要老挝新闻文化旅游部在项目建设前协调各系统的频率使用,规范频率划分。
3.5 老挝全国网技术方案
3.5.1 数字电视前端系统
老挝全国网数字电视前端系统是提供数字音视频及各种增值业务的基础平台,系统框图如图1 所示。
综合无线频率资源、用户市场及投资经费等因素,老挝全国网地面数字电视广播系统使用5 个频道(暂定CH21、CH23、CH25、CH34 和CH37 频道)。其中的4 个频道每个频道播放10 套左右DVD 质量效果的标清节目,另外1 个频道播放2 套高清电视节目,合计42 套电视节目和5 套广播节目。
3.5.2 信源处理系统
卫星接收机从卫星上接收节目,接收机以复用码流的形式输出电视节目,对于加密的节目,接收机必须具有码流解密解扰功能,支持CAM 卡。
如果本地节目以模拟信号送入机房,则需要配置AVS 编码器,将A/号转换为AVS 的TS码流。系统框图如图2 所示。
3.5.3 业务处理系统
业务处理系统主要根据地面数字电视广播特点将数字信号源进行复用、转码、加扰加密处理,同时插入EPG(电子节目指南)等信息,并加入SMS(用户管理系统)等网管信息。、
3.5.4 数字电视发射系统
数字电视发射系统包括:数字电视发射机系统,天馈线系统。
发射系统把节目传输系统送来的数字电视TS 流信号进行信道纠错编码,并作TDS-OFDM 多载波调制,形成中频IF信号,发射机将IF 信号上变频为射频RF 信号,并且尽量不失真地进行功率放大,然后通过天线向空中发射,实现数字电视在要求的覆盖范围内的移动接收。单频网发射系统依靠卫星定位系统GPS 时钟信号,确保每一个发射台频率和相位严格的保持一致,同时发射同一个数字电视信号(相同的频率、相同的发射时间和相同的电视节目)。
各站发射系统的一般配置和原理如图3 所示,前端复用器将播出复用码流分别送往5 台发射机,码流经激励器完成信道编码调制后,经功放模块放大后送往天线播出。考虑到各台站铁塔的具体现状,本项目中每个台站按一套天馈系统设计。天线采用面包板天线,并可以根据当地的具体覆盖地域灵活调整天线场型。每个机房配置一台假负载,通过硬馈与发射机相连,不再配置同轴转化开关。
3.5.5 DTMB 信源节目传输网络
国家广播电视网是宣传国家政策、新闻、重大事件发布的重要的载体,是国家宣传的喉舌。广播电视节目传输网络是保证广播电视网正常运转重要组成部分,广播电视节目传输网络的有效性、可靠性、安全性、可扩展性等必须得到足够的重视。
广播电视节目传输网络,主要有卫星、微波、光纤等传输方式。根据地理条件、传输质量和广电网络的发展需求,结合老挝广播电视传输网络实际情况,本着经济合理、技术可行的原则,本项目考虑充分利用国家干线或通信运营公司提供的光缆纤芯建设传输网。由于在主要路段上利用国家干线或通信运营公司提供的光缆纤芯,因此,只需要新建部分引接光缆即可。
3.5.6 调频广播站点规划
老挝DTMB 数字广播电视全国网项目中调频广播网络拟新增20 个发射台,这20 个站点主要位于老挝省府所在地。除万象外,19 个与DTMB 发射台同址设置,同塔发射。调频广播网络覆盖的地域和人口多于DTMB 网络。
3.6 老挝全国网项目进展
2016 年8 月至9 月,广播电视规划院派员会同云南无线数字电视文化传媒有限公司、北京数字电视国家工程实验室相关人员,在老挝政府新闻文化旅游部媒介司和老挝国家电视台相关人员的配合下,克服了当地安全形势严峻、气候条件多变和道路状况恶劣等困难,顺利完成了包含老挝全国共18 个发射台站的老挝DTMB 全国网的工程勘察工作。同年11月,基于前期完成的工程勘察结果,广播电视规划院牵头完成了《老挝数字广播电视全国网项目可行性研究报告》的编制工作,已递交给老挝政府用于项目申请。
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