北京地铁5号线地铁电视系统------技术方案北京地铁5号线地铁电视技术方案三维通信股份有限公司二O一一年五月目 录1、概述 22、系统的功能及原理说明 32.1、地铁电视系统功能 32.2、地铁电视系统原理说明 33、系统构成 53.1、车站子系统 53.2、传输子系统 104、系统指标及说明 114.1、系统指标 114.2、设计依据 115、系统的监控功能 125.1、概要 125.2、系统功能及特点 125.3、系统功能 125.4、监控内容 125.5、安装环境 136、链路计算分析，主要指包括车站直接链路计算 156.1、下行链路计算 156.2、区间链路计算 166.3、系统延时计算 206.4、光链路计算 226.5、隧道漏缆覆盖核算表 236.6、系统间干扰分析 247、材料清单及报价 257.1、发射机站 257.2、远端机站 267.3、配件 277.4、备品备件 287.5、报价汇总表 298、系统主要设备构成及参数 308.1、发射机 308.2、ASI光端机 318.3、数字电视远端机 311、概述北京地铁5号线地铁电视是实现以人为本、进一步提高地铁为乘客服务质量、加快各种信息传递的重要手段。
地铁电视系统是依托数字多媒体技术，以车站和车载显示终端为媒介向乘客提供电视服务的系统系统在正常情况下，可以智能地定制多种格式的多媒体节目，通过数字传输系统传送到车站，车站播放系统自动按照定制的信息格式通过各显示终端播放多媒体节目；在火灾、阻塞等非正常情况下，切换至全屏播放PIS系统的动态紧急疏散提示信息，最大程度保护乘客的人身财产安全，使乘客通过正确的服务信息引导，安全、便捷地乘坐轨道交通根据用户要求，地铁电视和PIS系统的管理、维护和运营是相对独立分开的，同时为了保持终端界面显示的一致性和高利用率，要求2个系统共用显示终端，因此系统方案采用相对独立分开的原则进行方案设计北京地铁五号线线路全长27.6km，车站22座其中地下线路长16.9km，地下车站16座（宋家桥站—惠新西街南口站），地面及高架桥10.7km，高架车站6座（大屯路东站—天通苑北站，不含立水桥站），地面站1座（立水桥站），一个控制中心、一个车辆段和一个停车场地铁电视播控中心设在歌华大厦，地铁电视ASI信号通过地铁和平西桥站引入地铁5号线同时分别在蒲黄榆、东四、惠新西街北口站设置发射机，其他地下车站及宋家庄-刘家窑、蒲黄榆-天坛东门区间设置数字电视直放站进行地下线路的数字电视信号覆盖。
2、系统的功能及原理说明2.1、地铁电视系统功能地铁电视系统在正常情况下，主要提供面向乘客的地铁电视节目；在异常情况下，停止电视节目内容播放，全屏切换到乘客信息系统内容的播放，提供紧急疏散信息，指导旅客有序、快速地疏散具体功能如下：1) 视频信号播出功能，地铁电视系统可以播出多种视频信号可以播出宣传教育片，如宣传地铁安全防火知识、紧急疏散信息、排队购票等科普教育，以及企业文化等，同时可以播出图片广告、文字广告和视频广告等内容，也可以播出其他视频文娱节目，具体节目内容由播控中心信息源决定2) 系统支持多种播出方式：普通循环、时段循环、时间点插播、点播等，主要由播控中心功能确定3) 系统支持多语种播出功能：简体中文、英文、繁体中文、少数民族文字等同时混合显示4) 分屏组合显示功能，显示终端同时显示地铁电视和乘客信息系统内容5) 设备监控功能，系统能够对主要设备实行集中监控6) 所有终端设备应具备自动重启和延时开、关机功能在系统控制下具有远程开/关机和本地开/关机的功能设备启动时应考虑各设备的启动顺序，避免大量设备同时启动给系统供电带来瞬时冲击7) 系统具有扩展功能，可满足新增显示屏的需要8) 一般情况下，车载显示屏显示地铁电视系统信息，在紧急情况下，车载显示屏需显示PIS系统紧急信息，该功能主要由播控中心实现，车载系统接收即可。
2.2、地铁电视系统原理说明北京地铁5号线地铁电视系统通过设置在歌华大厦的播控中心将内容丰富的视频节目通过不同的播出方式采集、编码合成后，播控中心将TS流（TransportStream）以ASI(asynochronic serial interface)接口类型输出，即 将MPEG-2的传送流数据用DVB-ASI或SPI接口以恒定码率传送出去 北京地铁5号线地铁电视覆盖系统将播控中心接收到的TS流通过设在播控中心的光端机分别传送到蒲黄榆、东四、惠新西街北口站的数字电视发射机，其余车站采用数字电视功放单元把从各个发射机接收的信号进行中继放大来完成相应车站的覆盖在各个车站通过有线对安装在各车站站台、站厅的显示器进行信号提供隧道的覆盖则通过民用通信系统的POI将数字电视信号送入隧道漏缆进行覆盖系统设备分布示意图系统原理图 3、系统构成北京地铁5号线地铁电视系统分为四个子系统：播控中心子系统、车站子系统、网络传输子系统和车载子系统其中播控中心子系统、车载子系统分别单独进行设计建设本部分不再考虑3.1、车站子系统车站子系统主要完成来自播控中心地铁电视信号的接收、显示、转发覆盖等将地铁电视视频信号显示到相应的固定显示终端（LCD），同时将视频信号转换成相应射频信号并送至POI设备，以进行隧道漏缆覆盖完成车载信号的覆盖。
北京地铁5号线地铁电视系统所属的23个车站其中3个站用发射机覆盖、13个用数字功放覆盖，6个高架及1个地面站不覆盖27三维通信股份有限公司 不同车站设备连接见图蒲黄榆站统连接图ASI光接收机DVB-T调制器光纤直放站近端机POI DVB-T端口光分路器FC/APC光跳线 FC/APCBNC 75ΩN型/50Ω显示控制器LCD显示屏BNC 75Ω75Ω光跳线30dB蒲黄榆站电视覆盖PIS信号宋家庄刘家窑区间 1270 m 12.5%宋家庄刘家窑区间 2176m 12.5%宋家庄站 2565m 12.5%蒲黄榆天坛区间2 1457m 12.5%蒲黄榆天坛区间1 450m 12.5%宋家庄站 900m 12.5%磁器口 1945m 12.5 %崇文门站 3090m 12.5 % ASI光接收机DVB-T调制器光纤直放站近端机POI DVB-T端口光分路器FC/APC光跳线 FC/APCBNC 75ΩN型/50Ω显示控制器LCD显示屏BNC 75Ω75Ω光跳线30dB东四站电视覆盖PIS信号崇文门站 2611m 12.5%东单站 1801m 12.5%灯市口站 833m 12.5%张自忠路站 1024m 12.5 %雍和宫站 2685m 12.5 %北新桥站 1812m 12.5 %东四站系统连接图ASI光接收机DVB-T调制器光纤直放站近端机POI DVB-T端口光分路器FC/APC光跳线 FC/APCBNC 75ΩN型/50Ω显示控制器LCD显示屏BNC 75Ω75Ω光跳线30dB惠新西街北口站电视覆盖PIS信号和平里北街站 2611m 12.5%和平西桥站 1024m 12.5 %惠新西街南口站 2685m 12.5 %惠新西街北口站系统连接图POI DVB-T端口N型/50Ω机顶盒显示控制器LCD显示屏75Ω75Ω30dB光跳线 FC/APC光接收机数字电视功放非发射机站系统连接图33PIS信号75/50Ω适配器 共13个站 光跳线 FC/APC光接收机数字电视功放POI DVB-T端口N型/50Ω隧道区间站系统连接图 共4个站 3.2、传输子系统传输子系统承担地铁电视播控中心和车站之间视频信号的传输和监控信号的上传。
地铁电视网络传输子系统分二部分：视频信号的传输和监控信号传输1、播控中心和车站间视频信号的传输ASI光端机播控中心设备传输系统2、监控信号传输 监控系统的传输利用民用通信系统传输系统的以太网接口进行4、系统指标及说明 4.1、系统指标项目名称指标发射参数子载波2K调制方式16QAM内纠错码1/2保护间隔1/4(56uS)中心频率794MHz接收参数场强95%区域场强大于35dBuVC/N95%区域场强大于12dBBER95%区域场强小于于2*10-4转发器光链路指标光发射RF输入功率0-10dBm发光功率10dBm光接收光接收门限-10dBmMER恶化小于2dBC/N恶化小于2dB4.2、设计依据 《城市快速轨道交通工程项目建设标准》 1999试行本；《民用建筑电气设计规范》 JG16-2008；《铁路通信施工规范》 TB 10205-99；《彩色电视广播测试标准》GB2097-1997；《国际电信联盟R653建议》ITU-R653；《地下铁道设计规范》 GB50157-2003《城市轨道交通设计规范》（DG108-109-2004）《民用闭路监视电视系统工程技术规范》GB 50198-94《彩色电视广播测试标准》GB2097-80《PAL-D制电视广播技术规范》GH 3171-1995《4:2:2数字分量图像信号接口》 GB/T 17953-2000《铁路通信电源设计规范》TB 10072-2000《地下铁道工程施工及验收规范》 GB50299—1999《DVB帧结构、调制方式》 EN 3007445、系统的监控功能5.1、概要监控系统主要对直放站的工作状态进行监控。
通过监控系统来管理和维护本系统内的设备，及时了解系统设备的工作状态，在系统中的设备出现故障时，监控系统平台会发出相应的告警信息，实时提醒管理和维护人员，在最短的时间里处理设备故障，保证系统的正常运营本监控系统信息采集单元采用模块化设计，维护方便，设备接口标准化可扩展性好，能够满足多种监控方式5.2、系统功能及特点监控系统面向设备管理，通过有线方式，对隧道内主要设备通过信息采集单元连接到到监控中心，由监控中心对各设备状态信息管理、设备配置、故障信息上报、安全管理等进行监控管理由于系统采用模块化设计，应用成熟可靠先进的技术，便于后期的维护，并预留相应接口，使系统具有良好的扩展性5.3、系统功能Ø 数据传输方式的选择;Ø 监控软件操作方便简单;Ø 告警分级管理;Ø 断电保护功能;5.4、监控内容检测项信号输入电平检测电流检测输出功率检测反射损耗检测查询项设备编号设备本地名厂家标识监控中心地址远程通信方式Gap Filler主动告警使能输出功率查询最近20个告警项软件版本查询输入信号功率查询告警项开门告警输出回波告警设备过温电源告警输出过功率告警输出欠功率告警设定项输出功率设定网管中心设置功放关断设置管理权限设置输出增益设置驻波参数设置5.5、安装环境 本监控系统可以直接安装在Win XP/Vista操作系统下，内存至少1G；CPU至少P4 2.4GHz；硬盘250G。
6、链路计算分析，主要指包括车站直接链路计算6.1、下行链路计算由光纤直放站远端机接收来自有发射机车站光纤直放站近端机地铁电视RF信号，输入到民用通信无线系统的各车站下行POI对应端口，通过民用通信无线系统的下行链路（下行漏泄电缆、下行天线分布系统等），完成对地铁站台层、上下行隧道区间、站厅层及出入口通道的信号覆盖电缆采用1-1/4″泄漏电缆，满足88MHz~2500MHz工作频段；在较长隧道区间，设置光纤直放站以延伸覆盖能量覆盖距离确定对于地铁数字电视系统：1-5/8″漏泄电缆800MHz关键指标如下：频率(MHz)传输衰减(dB/100m)耦合损耗(dB,95%)8002.871地铁电视信号覆盖场强电平需大于-72dBm（35dBv），由于数字电视接收天线可置于车厢外，系统附加损耗及余量取15dB；95%漏泄电缆耦合损耗71dB；漏泄电缆末端所需最小功率为X：则有：X－（71＋15）＞-72dBm； X ＞14dBm① 各车站光纤直放站远端机（发射机）覆盖距离: 若置于各站数字电视发射机和光纤直放站远端机输出至POI对应端口功率为20W（43dBm）；POI插入损耗 6dB；POI输出口至漏缆间的路由损耗= 7/8"馈线损耗＋功分器插入损耗＋连接跳线损耗=6dB；漏泄电缆百米传输损耗 2.8dB；在漏泄电缆中传输距离为D：则有：（43-6-6）－（D×2.8）= 14dBm； D≈607m两边覆盖，隧道长度可为2×607=1214m，即长度为1214m以下的隧道区间，地铁数字电视信号可满足覆盖要求；大于1214m的隧道区间，需设置光纤直放站以延伸覆盖。
6.2、区间链路计算根据以上分析和计算，北京地铁5号线隧道区间中：（1）长度≤1200米的区间线路，采用各车站光纤直放站远端机（发射机）进行覆盖，1-1/4″漏泄电缆进行直接贯通；包括以下区间：刘家窑－蒲黄榆（900米）；天坛东门－磁器口（1145米）；磁器口-崇文门（875米）；崇文门－东单（810米）；东单-灯市口（968米）；灯市口－东四（833米）；东四-张自忠路（1024米）；张自忠路－北新桥（788米）；北新桥-雍和宫（873米）；雍和宫-和平里北街（1174米）；和平里北街－和平西桥（1010米）；和平西桥-惠新西街南口（1040米）；惠新西街南口-惠新西街北口（1120米）以上区间以雍和宫-和平里北街（1174米）区间距离最长，我们选取该区间进行方案设计和详细的场强计算；其他区间的覆盖方案与该区间类同，若该区间场强电平能够满足覆盖要求，则其他区间亦能满足示意图及链路计算如下：（2）长度＞1200米的区间线路，采用各车站光纤直放站远端机（发射机）已无法满足区间全覆盖，区间需增设有源设备进行补充覆盖，包括以下区间：宋家庄-刘家窑（1665米）；蒲黄榆－天坛东门（1945米）；以上区间其中宋家庄-刘家窑分别在离两站400米及350米处设有POI预留口；蒲黄榆－天坛东门分别在离两站450米处各设有POI预留口。
蒲黄榆－天坛东门（1945米）区间距离最长，我们选取该区间进行方案设计和详细的场强计算；宋家庄-刘家窑（1665米）区间的覆盖方案与该区间类同，并满足系统指标示意图及链路计算如下： 6.3、系统延时计算序号车站名称站间距（km）地面、地下发射设备系统时延备注1宋家庄0.4地下光纤同频12.88uS 2区间地下光纤同频10.88uS 0.9063区间地下光纤同频6.35uS 0.374刘家窑地下光纤同频4.5uS 0.95蒲黄榆地下发射机0uS 0.456区间地下光纤同频2.25uS 1.0077区间地下光纤同频7.285uS 0.458天坛东门地下发射机9.535uS 1.1459磁器口地下光纤同频15.26uS 0.87510崇文门地下光纤同频9.005uS 0.8111东单地下光纤同频9.005uS 0.96812灯市口地下光纤同频4.165uS 0.83313东四地下发射机0uS 1.02414张自忠路地下光纤同频5.12uS 0.78815北新桥地下光纤同频9.06uS 0.87316雍和宫地下发射机13.425uS 1.17417和平里北街地下光纤同频15.85uS 1.0118和平西桥地下光纤同频10.8uS 1.0419惠新西街南口地下光纤同频5.6uS 1.1220惠新西街北口地下发射机0uS 发射机重叠区域：磁器口—崇文门为时延差为15.26-9.005=6.255uS；和平里北街—雍和宫：时延差为15.85-13.425=2.425uS；惠新西街北口站为发射机站，其出口与地面站交界，与地面发射机时延差距最小化；系统最大时延为15.85uS。
结论：系统最大允许时延51.2uS，本系统各个车站之间与地面间完全同步6.4、光链路计算蒲黄榆站 11407m 0.58光分路器FC/APC东四站 4869m 0.27ASI 光发射机惠新西街北口站 2160m 0.15 和平西桥到播控中心暂按1K核算蒲黄榆站的路由长度为:12.407KM,分光比是: 0.58东四站的路由长度为:5.869KM,分光比是: 0.27惠新西街北口站的路由长度为:3.160KM,分光比是: 0.15总路损耗是: 8.57dB6.5、隧道漏缆覆盖核算表序号区 间距离（m）输出功率(dBm)POI分配损耗(dB)漏泄电缆传输损耗(dB)漏缆耦合损耗(dB)附加总损耗(dB)最小接收电平(dBm)最小接收电平(dBm)场强余量(dB)1宋家庄-区间140043125.67115-60.6-7211.42区间1-区间2906401212.687115-70.7-721.33区间2-刘家窑37040125.187115-63.2-728.84刘家窑-蒲黄榆900431212.67115-67.6-724.45蒲黄榆-区间145043126.37115-61.3-7210.76区间1-区间21007431215.487115-70.5-721.57区间2天坛东门45043126.37115-61.3-7210.78天坛东门-磁器口1145431216.37115-71-7219磁器口-崇文门875431212.257115-67.3-724.810崇文门-东单810431211.347115-66.3-725.711东单-灯市口968431213.557115-68.6-723.412灯市口-东四833431211.667115-66.7-725.313东四-张自忠路1024431214.337115-69.3-722.714张自忠路-北新桥788431211.037115-66-72615北新桥-雍和宫873431212.227115-67.2-724.816雍和宫-和平里北街1174431216.437115-71.4-720.617和平里北街-和平西桥1010431214.147115-69.1-722.918和平西桥-惠新西街南口1040431214.567115-69.6-722.419惠新西街南口-惠新西街北口1120431215.687115-70.7-721.36.6、系统间干扰分析DVB-T的应用频段为VHF（174～230MHz）、UHF（470～838MHz）及L-band，最佳的应用频段为UHF。
根据我国目前的无线频率分配规划，数字地面电视与移动通信系统CDMA800、GSM900、DCS1800以及即将建设的WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000系统的工作频率如下： 各系统工作频段工作频段（MHz）载波带宽（MHz）接收机噪声（dBm）下行上行数字电视470-860/7.6-105CDMA800870-880825-8351.23-109GSM930-960885-9150.2-117DCS18001805-18501710-17550.2-117WCDMA2110-21701920-19805.0-103TD-SCDMA2010-20251.6-108根据上表、DVB-T 对移动通信的干扰主要是对CDMA 上行的干扰ETSIEN300.744介绍，DTV信号在中心频率±8MHz时的杂散及互调发射抑制约45dB（2k模式）、53dB（8k模式），据此分析，在中心频率±20MHz时的杂散及互调发射抑制应为65dB（2k模式）、73dB（8k模式）DVB-T发射功率的频带外杂散信号强度，DVB的发射功率－带外杂散抑制＝-18（dBm）CDMA系统能允许的最大杂散干扰，CDMA接收机底噪－接收噪声门限余量＝－119（dBm） 杂散信号强度-接收杂散门限＋带宽转换因子＝93.1dB 即要求DVB-T&移动通信合路器隔离度大于93.1dB。
8、系统主要设备构成及参数 北京地铁5号线地铁电视系统是依托数字多媒体技术，以车站和车载显示终端为媒介向乘客提供电视服务的系统系统在正常情况下，可以智能地定制多种格式的多媒体节目，通过数字传输系统传送到车站，车站播放系统自动按照定制的信息格式通过各显示终端播放多媒体节目；在火灾、阻塞等非正常情况下，切换至全屏播放PIS系统的动态紧急疏散提示信息，最大程度保护乘客的人身财产安全，使乘客通过正确的服务信息引导，安全、便捷地乘坐轨道交通 北京地铁5号线地铁电视系统在项目中主要由发射机、ASI光端机、数字电视远端机等组成8.1、发射机 设备特点： 广播级发射设备;符合DVB/ATSC；支持2K/8K载波模式及4K模式WEB或SNMP远程监控具备GPS接口，适合SFN应用可靠的电源配置设备主要指标： 参数指标一般特性1310输出功率50W射频传输特性频率范围470-860MHz频肩<-36dBcMER>33输出驻波比<1.3dB供电230V±15%高度4U功耗≤700W 8.2、ASI光端机 设备特点： 专业级SDI光电转换设备；灵活的安装配置；可独立使用也可成组安装于标准机架 设备主要指标：参数指标光传输特性码率19。
4-540Mbps最大光输入功率-6dBm灵敏度优于-30dBm射频传输特性光波长1200nm-1600nm光接口SC/UPC反射损耗>40dB供电175~265V抖动最大0.2UISDI输出2路 8.3、数字电视远端机 参数指标光传输特性光波长1310 and 1550 nm WDM光输出功率³2dBm射频传输特性频率范围470-860MHz最大输出功率43dBm（20W数字平均功率）功率稳定度0.5dB最大增益50dB增益调节范围30dB，调节步长1dB带内波动≤3dB三阶互调-60dBc/30KHzMER恶化输出>36dB@输入>39dB频肩(4.25MHz)≥40dB驻波比≤1.4时延≤5µs供电直流 +24V 或165~275V交流功耗<100W 。