試論如何高效提高本臺廣播電視微波傳輸通道效率

山西省大同廣播電視臺 孫 祥

微波傳輸通道由于天氣或者雜波干擾等原因受阻時，直接影響廣播電視信號的傳輸，繼而使其播放質量下降。因此要想提高廣播電視微波傳輸通道效率，就要全面分析影響其傳輸的因素，從而采取行之有效的措施削弱這些因素的影響或者采取技術手段完善微波設備來提高傳輸效率。

1.大同廣播電視微波傳輸網的現狀

大同廣播電視微波微波網始建于1988年，當時沒有衛星通信，所建微波電路只傳輸中央電視一套節目和山西電視節目到各個縣區，作為差轉中央、山西電視節目的信號源。大同與雁北地區合并后，整個縣區微波電路于1996年進行模擬升級改造，其傳輸容量為四套電視節目。改造后，由于中央、山西電視節目已經通過衛星傳輸，本區域微波電路功能改為傳輸大同本地電視節目。然而，隨著科學技術的不斷進步，特別是廣播電視數字化的飛速發展，以模擬的方式傳輸廣播電視這種手段已經被趨于成熟的數字微波所取代。依據我市的實際情況，也為了今后的發展，2008年我市廣播電視微波電路進行了數字化改造，改造后的路由圖如下：

附圖1：大同市廣電微波路由圖

該微波電路經過數字化的改造，本地電視節目以高質量的信號進入各縣區有線電視網。但改造時考慮到資金問題，基礎設施和天饋線都充分利舊，有些天線甚至是上世紀八十年代卡塞格蘭天線產品，這些設備由于使用年限長，聚焦性能、反射面的光滑程度等都有所變化，這將使傳輸效率嚴重降低。

2.影響廣播電視微波傳輸通道效率的因素

要想更有效、更準確、更有針對性地提高廣播電視傳輸通道效率，必須全面分析影響其傳輸通道效率的因素，以下分析了地形、天氣因素以及微波設備本身的因素，這樣在采取措施時更有針對性，保證廣播電視播出質量。

2.1 地形、天氣等因素

微波傳輸廣播電視信號, 是傳輸系統中不可缺少的一種傳輸方式，也是光纜傳輸的備份和補充。近年來，隨著科技的不斷進步，將新的技術用于完善廣播電視微波傳輸手段，其傳輸效率和質量都得到了顯著的提升，使廣播電視播出的質量也得到提高。但微波傳輸是無線的空間傳輸，它將會受到外界環境的影響，出現傳輸衰落，其衰落有如下幾種：

2.1.1 地球表面地形地物對微波傳輸產生反射衰落和繞射衰落。其實質是直線波與反射（繞射）波的不同路徑，導致信號傳輸時產生時延差，當二者同相位時，接收場強疊加而增大，當二者反相位，接收場強減小。

2.1.2 遇到雨雪大風天氣時，大氣對流不均勻性對微波傳輸產生反射、繞射、折射等衰落。大氣層距地面不同的高度，其相對介電常數與導磁系數不同，使微波波束在各分層中的傳播速度不同，造成微波波束的傳播方向凹凸彎曲，從而產生衰落。另外，在雨雪天，由于大氣中的氧分子和水汽分子以及云霧中的水滴對微波有吸收作用，使微波波束散射而產生衰落。總之，以上因素會嚴重影響廣播電視微波傳輸的效率，并且這些衰落因素都與微波頻率也有密切的關系。

2.2 微波傳輸設備本身的因素

廣播電視信號通過微波傳輸時，微波由于其自身性的缺陷，在傳輸過程中會由于損耗逐漸衰弱，這會影響微波收信電平的降低。除此之外，在微波傳輸的環境中，還存在很多影響其傳輸的雜波，當微波設備受雜波干擾后，信噪比下降，使接受設備對其接收的信號質量降低，廣播電視播出質量隨之降低。而微波的損耗在現實生活中是不可避免的，微波在傳輸的過程中環境復雜，分布不均勻，對微波的反射作用程度不同，這會都會造成微波的損耗。在微波設備上，主要有一下幾點影響傳輸效率：

2.2.1 天饋系統的影響。微波天線是將沿饋線傳播的電磁波變為自由空間傳播的電磁波，或將自由空間的電磁波變為沿饋線傳播的電磁波。它具有方向性、天線效率、增益、阻抗特性等特征。由于我臺在數字化改造中大部分天線利舊，這些天線聚焦、拋物面平滑度等指標都可能下降，這將影響到整個微波系統的傳輸效率。

2.2.2 微波設備本身缺陷的影響。在微波數字化改造中，考慮資金因素，我們整個微波系統除中心主站到大坪坨樞紐站這一跳是1+1SDH室內機架式微波外，其余都是1+0PDH45M室外型微波。技術方案與配置如下：

大同廣電數字微波傳輸系統配置圖

而PDH準同步微波不僅容量小，它的接口只能是電接口，不能與光纜傳輸中的光接口相兼容，這樣給傳輸帶來了不穩定性。另外PDH微波沒有豐富的幀結構開銷比特，不容易實現高級的網絡管理系統。

3.提高廣播電視微波傳輸通道效率的措施

現在廣播電視在人們的日常生活中已經成為不可缺少的一種文化娛樂方式，因此提高其播放質量非常重要。而通過微波傳輸的廣播電視信號，只有提高微波傳輸通道的效率，才能更好、更有效地提高廣播電視的播出質量。在全面分析影響其傳輸因素后，從以下幾個方面提出的措施，解決傳輸質量的問題來確保廣播電視的安全播出。

3.1 改善天饋系統，提高衰落儲備

前面在談到影響傳輸質量時，分析了天線的因素，由于天線的方向性、增益等特征，我們就針對這些性能參數提出改進措施。

3.1.1 天線方向性：微波天線發射出的電磁波在最強的輻射方向為主方向，完全沒有輻射的方向稱零輻射方向。為了描述天線主方向的寬窄程度，通常采用半功率角和零功率角兩個參數。半功率角指場強降低為主射方向場強的1/倍（半功率點）的兩個方向之間的夾角，其公式為2Q0.5=22／FD(度）式中F是工作頻率，單位是GH2，D是天線拋物面直徑，單位是M.從公式來看，微波頻率越高、天線直徑越大，半功率角越小，說明其方向性越強。這樣為了提高傳輸質量，在規劃設計電路時，盡可能使用頻率較高的微波頻段，較大口徑的天線為最好。當然在規劃天線大小時，也要考慮傳輸距離，不能浪費資源，同時還要考慮鐵塔承載力的影響。這樣既能得到傳輸效率的提高，又能獲得最大性價比。

3.1.2 天線增益：微波天線是無源器件，對于傳輸信號必然產生衰減，它沒有實質意義上的增益。其增益定義是指在某點產生相等電場強度條件下，無方向性天線的輸入功率PAO與定向天線的輸入功率PA的比值，即G=PAO／PA，由于定向天線沿各個方向輻射的電場強度不等，故增益也必隨著觀測點的位置不同而變化。一般在輻射場強最大的方向時增益最大，我們定義天線增益即是主射方向的增益。

增益公式 G=10Log(4πA? /λ2)

式中：

A——拋物面開口面的面積，單位m2

λ——工作波長，單位m

?——天線口徑利用系數，一般是0.5——0.75之間

從增益G的計算公式來看，G與微波頻率、天線口徑有關，頻率越高、天線口徑越大增益也越大。但考慮到傳輸距離、鐵塔載重等因素，也不能一味追求大口徑天線。我們可以進行空間分集或頻率分集的方式來提高抗衰落而增加衰落儲備。當然在規劃設計路由時，如果建站條件允許，盡量規劃最短的路由，這樣也可以提高傳輸通道的效率。

3.2 對微波設備進行N+1的配置方式改造和先進的編碼方式解決設備缺陷的問題

微波在傳輸的過程中，由于其自身性質或者其他原因會不斷衰弱，影響信號傳輸質量和效率，這在微波傳輸過程中是很難避免的。從大同微波系統配置圖可以看出，中繼站以及端站采用的都是1+0的PDH配置方式，因此要想提高廣播電視微波傳輸通道效率，微波設備改造為N+1的SDH配置方式是完全必要的，這樣才能確保信號不間斷傳輸，并且還能擴大傳輸容量。另外，在編碼、復接技術上，采用先進的糾錯編碼和高頻譜利用的調制技術，這就使改造的結果在原有基礎上減少微波損耗，并且有安全保障，并且通過擴容可以傳輸增值業務，也能帶來一定的經濟效益。最后在設計微波傳輸通道時，不應該只是單一的傳輸途徑，單一的傳輸通道，只要有一個站點傳輸發生故障，整個傳輸途徑都會中斷，影響播出。因此選擇微波路由時可進行環式鏈路傳輸，這樣當某一站點發生故障時，微波信號可以通過另一通道進行傳輸，而不至于中斷。

3.3 提高維護人員技術水平，定時檢修

要提高廣播電視微波傳輸通道的效率，必須要對技術維護人員提出高要求，精通微波傳輸設備的工作原理，對其維修操作熟練，了解微波的性能。當微波設備由于雷電或者其他原因遭到損壞時，技術人員應該能及時精確檢查出問題所在，并及時進行搶修。如果微波設備受到破壞并且沒有及時維修，將會影響播出，因此對于微波設備的檢修非常重要。平時一定要對天饋系統、微波收發系統、編解碼等按月、按季定時進行檢查、檢修維護，確保廣播電視的正常運行。因此在安排機務人員時要合理，對于技術較高的人員應該安排在重要的崗位，對于機務人員的錄用也應提高標準，必須具備專業的知識及技能才能錄用，對于機務人員也要定時進行培訓，強化其理論知識以及政治素養，提高微波設備技術維護工作人員的整體水平。

4.小結

隨著人們對精神生活水平要求的不斷提高，廣播電視在人們日常生活中的位置越來越重要，對其播出的質量要求也越來越高，但是微波在傳輸的過程中會由于天氣因素或者自身性質造成損壞或中斷而影響廣播電視播放質量。因此，全方位提高微波傳輸效率，提高微波設備性能以及技術人員的專業技能，加強對設備的檢修，同時利用新的技術措施改進微波設備，減小其在傳播過程中的損耗以及減弱雜波對其的干擾，才能保證廣播電視信號的質量。

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