廣播電視數字微波傳輸原理及設備分析

摘要：SDH是Synchronous Digital，Hierarchy的字母簡寫，中文為同步數字體系。是國際電話電報咨詢委員會（ITU-T）指定的傳輸通用技術體制，適用于光纖電路或光纖通信，也適用于微波電路或微波通信，它規定了信號傳輸的格式標準，按此標準進行信號傳輸的設備稱為SDH設備。

關鍵詞：電視；數字；微波；設備

一、SDH特點及廣播電視數字微波使用頻率

SDH特點：有全世界統一的數字信號速率和幀結構標準；采用同步復用方式和靈活的復用映射結構，凈負荷與網絡是同步的；SDH幀結構中的開銷比特（約占信號5%），使網絡運進管理、維護能力加強；將標準的光接口綜合進各種不同的網絡單元，減少了將傳輸和復用分開的需要，簡化硬件、緩解了布線擁擠，SDH還能方便容納各種新業務信號，SDH的信號結構的設計考慮了網絡傳輸和交換的最佳性。具有噪聲再生中繼過程中不累積，寬帶利用率高、設備接收靈敏度高，抗干擾能力強。

數字（SDH）微波設備使用了兩個傳輸頻率U6GHz和11GHz，干線用U6GHZ，頻率范圍為6.4～7.1GHZ，支線使用11GHz，頻率范圍為10.7GHz～11.7GHz。使用了三種碼率，分別為155Mbit/s（每個波道的傳輸容量），45Mbit/s（是一組廣播電視節目的容量），2Mbit/s（數據業務最小單位容量）。調制用正交幅度調制64QM。

二、廣播電視數字微廣波傳輸

（一）微波設備的作用是復用設備的155Mbit/s的碼流與經服務器（SERVICE）來的公務電話一起經基帶處理器（RRA）處理后和路邊業務數據2×2Mbit/s一起經調制器（MODEM）調制成中頻140MHz。140MHz中頻信號經發信機混頻成射頻信號，經功放放大后輸出到發信分路經天饋線發射出去。另一方面以天線來的微波射頻信號經收信分路到收信機，經混頻解調成140MHz中頻信號，然后經解調器（MODEM）解調成155Mbit/s信號和路邊業務數據信號2×2Mbit/s。155Mbit/s微波信號和公務電話經基帶處理器（RRA）處理后，輸出155Mbit/s信號至復用設備，公務電話至服務器（SERVICE）。

廣播電視數字微波為了使信號不間斷傳輸，采用（3+1）波道傳輸，即三個主用波道，一個備用波道。當主用任一個波道有故障時，自動倒換到備用波道，使信號正常傳輸。

廣播電視數字微波傳輸中的復用設備是將多個來自業務設備（如編碼器）的低速率（如45Mbit/s）碼流匯集成高速率155Mbit/s碼流送至微波設備傳輸，將來自微波設備的高速率155Mbit/s碼流分解成低速率碼流，送給業務設備（如解碼器）。

（二）編解碼器在微波電路中的作用

廣播電視數字微波的傳輸需要編碼器及復用器把廣播電視的視音頻信號編成及復用適配成數字微波傳輸所需要的碼流和經解碼器解出所需廣播電視信號視音頻節目。ASI編碼器是輸入模擬或數字視音頻信號，編碼壓縮，輸出單節目ASI碼流。DS3編碼器輸入模擬或數字視音頻信號進行編碼壓縮，輸出單節目ASI碼流和DS3碼流。復用器功能是將多個編碼器產生的節目ASI碼流復用成單路多節目ASI碼流，并適配成DS3碼流，復用器既可輸出多節目ASI碼流，又可輸出DS3碼流。ASI解碼器可輸入單節目或者多節目ASI碼流，進行解碼輸出數字或模擬視音頻。DS3解碼器既能輸入DS3碼流，又可輸入ASI碼流。進行解碼輸出數字或模擬視音頻和ASI碼流。編解碼器與微波復用設備示意圖：

（三）廣播電視數字微波信號的回傳

廣播電視數字微波需要把傳輸到沿線各站的信號再回傳到始端站。為實現各節目都能同時回傳到始端站，需要在干線上設置若干個回傳節點站，將沿線各站點進行分組，各組所在的站點將回傳碼流分別先傳輸到所在分組的節點站上，然后再進行解碼適配一再復用一再適配的過程，即滾動打包，集中在一個45Mbit/s碼流上，最后每條干線形成三個45Mbit/s碼流在回傳波道上回傳到始端站（總站）。

三 供電設備與蓄電池

數字微波采用直流電壓供電，是用外電交流電壓（柴油機發電）整流成直流電壓和蓄電池（二組）并聯供電，當外電停電時由蓄電池組（供電），整流供電方式采用開關電源，其中帶有監控模塊和整流模塊。

監控系統對系統進行實時監控和控制管理。對交流配電單元，系統監控兩路交流輸入電壓，電流、頻率等模擬量以及防雷器狀態等開關量。當交流掉電、電壓過高、過低或三相平衡、防雷器故障時，監控模塊發出告警信號。對于整流模塊，監控整流模塊工作狀態，當整流模塊工作不正常時，監控模塊發出告警信號，并控制整流模塊實現開關機，限流和均浮充轉換等功能。對于直流配電單元，監測直流輸出電壓、電流值和負載熔絲斷等情況時，監控模塊發出告警信號。對于蓄電池組，監測兩組電池電壓、充放電電流以及電池接觸器，如果電池繼續放電至電池保護電壓值，系統會自動切斷電池回路中的直流接觸器?？刂齐姵亟K止放電，保護電池過放電。當交流輸入恢復正常時，監控模塊可對電池的充電過程進行自動管理。

蓄電池基本特性：

放電率表示蓄電池放電電流的大小。電池容量指在25℃環境下，蓄電池以10小時率電流放電至終止所放出的電量。放電終止電壓是指25℃環境下，以一定的放電率放電至能再反復充電使用的最低電壓值。放電特性：放電電流越小放電容量越大，反之放電電流越大放電容量越小。充電特性：補償因電池放電而產生的容量損失，避免過充造成電池壽命的縮短。壽命特性與環境溫度，放電頻次，放電深度和充電電壓（電流）有影響。

參考文獻：

[1]廖承恩，《微波技術基礎》。西安：西安電子科技大學出版社，1994

[2]姜秀華，張永輝。《數字電視廣播原理與應用》。北京：人民郵電出版社，2009

作者簡介：何慶聰，廣東省韶關市惠民北路廣播電視臺，學歷：本科，職稱：工程師。從1988年七月—2017年十一月，在廣東省韶關市廣播電視臺工作，從事廣播電視技術工作。