廣西廣播電視數字微波傳輸網絡的建設概況

（廣西廣播電視無線傳播樞紐臺）

由于廣西廣播電視數字微波傳輸網絡的規劃與建設受諸多條件的限制，超長站距的電路較多，臺站不具備空間分集天線的安裝條件，如何確保數字微波的傳輸質量是個難題，下面就廣西廣播電視數字微波傳輸網絡的規劃和建設中遇到的困難和改進意見進行簡述。

一、數字微波傳輸網絡規劃

（一）數字微波傳輸網絡的任務和容量

根據業務需要，數字微波傳輸網絡的傳輸容量600M。

1. 無線數字化節目源（中央及廣西廣播電視節目共30套）需要帶寬為100Mbps。

2.臺站監控系統：200Mbps。

3.其它應用：100Mbps。

4.業務擴展：預留200Mbps。

（二）規劃路由

廣西廣播電視數字微波傳輸網絡規劃干線總長6327.32km，共設195個微波站的200跳線路（含無源），網絡結構為環樹混合網，一個大環和五個小環，線路覆蓋130個300w以上（含）廣播電視發射臺、7個鄉鎮級發射臺及14個區市縣廣播電視臺。最長站距為二四六臺至融水轉播臺94.44km，最短站距為金秀林場山至金秀轉播臺0.48km。跨海線路長度為48.08km。

數字微波傳輸網絡是在原5條模擬主干線的基礎上擴展為6條數字微波主干線路，即北線、西北線、西線、西南線、南線和東線，最長線路為東線797.53km，最短線路為西南線295.21km。

（三）工作頻段及波道頻率配置

我區原有的模擬微波使用7.7～8.2 GHz頻段和1.4 GHz頻段，當前1.4GHz頻段已不能再使用，因此，結合我區臺站分布散、方向較多的實際，工作頻段選定為7.1～8.5 GHz頻段。

波道帶寬設定為56MHz。其中7GHz（L）使用3波道，7GHz（U）使用4波道，7.7～8.2 GHz頻段同方向按1、3、5、7或2、4、6、8波道配置，8.2～8.5 GHz頻段同方向按2、10波道配置。

（四）數字微波線路傳輸質量指標的確定

我區廣播電視數字微波線路為省內干線，依據《廣播電視SDH數字微波線路勘察設計規范》GY/T 5092-2016的要求設計，通道差錯性能指標和可用性指標見表1和表2。

表1 我區數字微波省內干線差錯性能指標（長期運行指標）

其中，B= 2% +（2×10-5×L），L為實際線路長度（km）。

實際東線最長線路為797.53km，分配的每公里指標為1.44E-08，設計時按50%的富裕量進行設計，同時，分配給傳輸部分的指標只有50%，即7.19E-08，其余線路的指標均按此指標進行核算。

表2 我區數字微波省內干線的可用性指標和中斷強度指標（長期運行指標）

其中，L為實際線路長度（km）。

由于深衰落不會在全線同時發生，只要在一個短時間內某一中繼段發生，這個中繼段就成為全線的決定因素，當深衰落使該段誤碼率不小于1×10-3，則這個中繼段的誤碼率就與全線誤碼率指標相同，無需指標再分配。又因為此時該段的瞬斷率僅是全線的一部分，所以總瞬斷率指標在全線是按距離分配的。

微波傳輸系統的技術指標如表3、表4。

（五）規劃的難點

表3 系統差錯性能指標（SESR）

表4 系統可用性指標

1.超長站距的質量指標問題。全網共有44跳電路站距超過50km，其中50～60km的15跳，60～70km的 14跳，70～ 80km的 9跳，80～ 90km的 5跳，90～100km的1跳，最長站距為二四六臺至融水轉播臺94.44km。大部分超長站距的電路為數字化改造的模擬線路，不具備安裝分集天線的條件，并且天線離機房過遠（最長的饋管達150米），空間分集系統的饋管損耗和分路系統損耗過大，導致衰落儲備電平過低，并且頻率選擇性衰落嚴重，難以保證電路的傳輸質量。

2.部分臺站的方向較多，各方向天線之間夾角過小，頻率規劃困難。方向最多的二四六臺，共有9個方向的天線，在同一頻段內多波道配置大容量無法完成，容易出現干擾。

3.環網電路的高低站頻率配置無法在同一頻段內完成。

4.沿海區域雨衰影響較大，跨海電路的多徑傳輸衰落嚴重。

5.沿海區域臺風對天線的影響較大及天線安裝位置的限制，天線口徑不宜超過3.2米。

居于以上原因，采用以下辦法解決：

將高頻單元搬至天線端的辦法解決饋管過長引入的損耗，即分體式IP微波。同時，采用雙極化天線、兩波道分開安裝方式可消除分路系統的損耗。為了滿足衰落儲備和傳輸質量及傳輸容量要求，必須采用大功率、低接收門限的IP微波設備按2+0容量配置，波道帶寬為56MHz，調制方式為128QAM。由于高頻室外單元（ODU）工作環境惡劣，經受烈日暴曬和風雨侵蝕以及雷擊損壞的影響，其可靠性比全室內型設備低，因此，在IP微波設備的選型和安裝環境（防雷系統）要求較高，必須需要高可靠性的IP微波設備，設備的無故障工作時間MTBF大于50萬小時（1+1系統）。

為了滿足傳輸質量要求，除了滿足傳輸容量外，設備必須具有無線鏈路匯聚功能，即1+1保護配置。設備具有AMR功能（自適應調制）和QoS功能，設置端口保護，在惡劣氣候條件下也不會中斷主用信號傳輸。

為了滿足多方向臺站的波道頻率配置，擬使用7.1～7.7GHz頻段、7.7～8.2GHz頻段和8.2～8.5GHz頻段的頻率；環網部分的高低站頻率配置使用7.1～7.7GHz頻段過渡；跨海電路由于受頻率資源限制及海面反射的影響，擬使用8.2～8.5GHz頻段按3+0 SD（空間分集）配置，波道帶寬為28MHz，調制方式為128QAM，傳輸容量為450Mbps。

對于超長站距，應盡量拉開兩波道的頻率間隔，以獲得較大的頻率分集改善系數（根據實際情況，7.7～8.5GHz頻段最大頻率分集改善系數取10，7.1～7.7GHz頻段最大頻率分集改善系數取15）。在7.7～8.2GHz頻段，兩波道間隔為118.6MHz；在7.1～7.7GHz頻段，波道間隔為328MHz；在8.2～8.5GHz頻段，波道間隔為56MHz。

系統的傳輸容量如下：

主干線和環網的波道帶寬為56MHz，調制方式為128QAM，傳輸容量為600Mbps；分支電路的7.1～8.2GHz頻段，波道帶寬為56MHz，調制方式為128QAM，傳輸容量為600Mbps；分支電路的8.2～8.5GHz頻段，波道帶寬為40MHz，調制方式為256QAM，傳輸容量為500Mbps；跨海電路的波道帶寬為28MHz，調制方式為128QAM，傳輸容量為600Mbps。對于設置無源中繼站的特殊線路那坡轉播臺——弄利山——那坡中波臺及果嶺——那合山——湖潤轉播臺電路，波道帶寬為56MHz，調制方式為128QAM，傳輸容量為600Mbps。

圖1 廣西廣播電視數字微波傳輸網絡規劃路由圖

廣西廣播電視數字微波傳輸網絡規劃路由圖如圖1所示。

（六）線路傳輸質量估算

依據《廣播電視SDH數字微波線路勘察設計規范》GY/T 5092-2016的要求，提供4種微波衰落概率預測公式：

1.ITU-R詳細計算公式：

2.ITU-R快速計算公式：

3.中國經驗公式一：

4.中國經驗公式二：

ITU-R 詳細計算公式最接近實際值，中國經驗公式二次之，擬以ITU-R 詳細計算公式進行計算。

以最長站距的二四六臺——融水轉播臺為例進行設計指標驗算。

由于采用雙極化分開安裝，并且兩個極化的頻率相隔較遠，電路指標驗算時不考慮晴空條件下和降雨條件下XPD降低引起的中斷。

對于最長站距94.44km的二四六臺——融水轉播臺電路，采用iPsolink400型IP微波設備，天線口徑3.2米，采用56MHz波道帶寬和128QAM調制，發信功率30dBm，傳輸容量為660Mbps，工作于7.1～7.7GHz頻段。在進行傳輸網絡設計驗算時，GY/T 5092-2016并沒有要求將大于2.30E-04的10秒內的差錯計入不可用指標，由于大于2.30E-04的差錯已成為不可用，驗算時一并列入不可用。該電路傳輸質量驗算如表5。

表5 二四六臺——融水轉播臺微波傳輸質量驗算表

從表5可見，該電路雖然最壞月份的差錯性能無法滿足設計的指標要求，但能滿足電路的分配指標要求。

六條主干線的估算值見表6及表7,各線路的驗算值均能滿足設計指標要求。

從上表可見，各條線路的總指標估算均能滿足設計指標要求，但是，部分超長站距及沿海區域的部分線段的驗算指標略低于設計指標，見表8及表9。

從表8可見，該5段電路的平均年份差錯性能指標估算值均大于設計指標，但均小于分配的指標，可通過在設計指標限額內進行調整，適當增加這些線路的指標，無需更改設計。

從表9可見，冠頭嶺——潿洲島線路雖然采用了空間分集和頻率分集系統，仍然無法滿足可用性設計指標要求，表中的其余線段在未使用空間分集系統的情況下也無法滿足設計指標要求。中斷原因是沿海區域的雨衰過大引起的中斷，這些線段的可用性指標可在分配指標限額內適當進行調整以滿足整個線路的指標要求。

二、數字微波傳輸網絡的建設

（一）數字微波線路的建設概況

從2011年至2019年底止，廣西廣播電視數字微波傳輸網絡在原模擬微波線路的基礎上進行數字化改造并進行擴展，建成北線、西北線、西線、西南線、南線和東線共6條線路，建設線路總長2744.8km，共建設有66個微波站的65跳數字微波線路，覆蓋52個廣播電視發射臺及13個局臺。

2019年已建成的廣西廣播電視數字微波傳輸網絡路由圖如圖2所示。

已建數字微波線路采用NEC iPasolink系列IP微波設備，主干線采用2+0配置的400型設備，部分分支電路采用200型設備。所有設備均按56MHz波道帶寬及128QAM調制方式進行設置，主干線采用兩波道雙極化分開安裝，2+0配置形成1+1保護（鏈路匯聚），純IP模式傳輸信號，傳輸容量為636Mbps；部分分支電路按56MHz波道帶寬及32QAM調制方式進行設置，1+0配置，TDM+IP混合傳輸，便于備份上山光纜信號。

表6 線路差錯性能指標驗算表（平均年份SESR）

表7 線路可用性指標驗算表（平均年份）

表8 特殊線段的差錯性能指標驗算結果

表9 特殊線段的可用性指標驗算結果

圖2 2019年已建成的廣西廣播電視數字微波傳輸網絡路由圖

廣西廣播電視數字微波傳輸網絡安裝有網管系統，便于設備的維護和業務端口的配置。通過網管系統可以監測各微波網元的工作狀態，發現問題及時處理。

（二）數字微波傳輸網絡的業務信號結構

數字微波傳輸網絡傳輸的信號為IP信號，各站采用三層交換機進行信號源組網，目前傳輸的節目信號源如下：

1.AVS+地標節目:中央及廣西廣播電視節目共27套。

2.MPEG-2節目：中央及廣西廣播電視節目共12套。

部分分支電路的TDM業務用來傳輸DS3廣播電視節目及市縣廣播電視節目。

3.其它業務尚未啟用。

（三）數字微波線路建設中存在的問題

1.舊天線的改造

原模擬線路進行數字化改造時，保留原來的微波天線，并用極化分離器將其改造為雙極化天線。部分舊天線使用年久，調整件生銹已無法調整，而且小部分天線由于災害而變形，開通時接收信號低。

2.路由阻擋及天線安裝位置受限

由于天線安裝位置受限及傳輸路由阻擋（樹木、房屋等）而導致接收電平下降，從而降低衰落儲備引起中斷。

3.新天線安裝

安裝新天線時，天線調整的準確度滿足理論計算值，誤差不能超過3dB。特別是超長站距的電路，接收電平過低會降低傳輸質量。

三、數字微波線路運行情況

根據網管系統提供的日常運行參數分析，數字微波傳輸網絡設備運行正常，超長電路衰落時有發生，匯總如下：

1.由于城市的發展，高樓阻擋部分電路的微波信號傳輸。

2.沿海區域的電路衰落頻繁、嚴重。

3.超長站距電路的雨衰嚴重。

4.子夜衰落頻繁、嚴重。

5.氣溫劇變引起深衰落。

針對目前的電路運行狀況，提出以下改進意見：

1.沿海區域受海蒸汽的影響，K系數變化較大（電波傳播的彎曲度變化），同時空氣密度的梯度改變及不均勻體的反射和散射，形成嚴重的多徑傳輸，導致接收端接收信號深衰落，因此，沿海區域的衰落比桂西和桂北地區頻繁、嚴重，衰落深度超過40dB的情況時有發生，為此，需要對天線進行調整，選擇衰落影響最小的最佳角度。

2.增加發信功率，原安裝的數字微波設備均為普通功率的設備，為增強抗衰落，超長電路的發信機宜更換為高功率的發信機，可增加6dB的衰落儲備。

3.更改調制方式，目前的業務占用帶寬不到100Mbps，在不采取其它措施的情況下可以考慮臨時更改調制方式或波道寬度以減小傳輸帶寬來增加衰落儲備量，如56MHz/128QAM改為28MHz/32QAM，2+0的傳輸帶寬從636Mbps降為226Mbps，而平衰落儲備增加10dB。

4.超長站距的電路增加空間分集系統或增加中繼站。此辦法效果最好，但投資較大。

5.對于強降雨引起超長站距電路的中斷，唯有縮短站距或增加衰落儲備量才能減輕。

四、結束語

廣西廣播電視數字微波傳輸網絡的規劃與建設受諸多因素的影響，臺站安裝條件受限，超長站距電路無空間分集系統，設備的發信功率為普通功率，再加上由于天線調整的準確度不夠，接收信號電平減小（正常應為理論值±3dB），導致衰落儲備量下降，不能對抗深衰落。目前，雖然臨時通過減小傳輸帶寬來滿足現有業務傳輸質量的要求，但不能適應其它業務的開展，因此，最終還要通過更換高功率發信機和對天線進行調整來提高傳輸質量以滿足傳輸帶寬的要求。