福州市微波環(huán)網(wǎng)建設(shè)及動力與環(huán)境探究

陸澤金

【摘要】目前我市各區(qū)縣轉(zhuǎn)播臺站本地省市節(jié)目信號源基本通過有線電視，中央臺節(jié)目基本利用衛(wèi)星接收，技術(shù)手段單一，且位處高山，架設(shè)電纜難度大、成本高、故障節(jié)點(diǎn)多，維護(hù)時效慢。為提高我市無線轉(zhuǎn)播臺站安全播出等級和廣播電視傳輸及監(jiān)測技術(shù)水平，加強(qiáng)我市輿論監(jiān)督和陣地建設(shè)，擬利用微波手段構(gòu)建TS Over IP架構(gòu)福州市市級IP微波傳輸網(wǎng)，整體方案以福州廣播電視臺為前端機(jī)房（信源）向各區(qū)縣轉(zhuǎn)播臺站下發(fā)所需節(jié)目信源，并收集各區(qū)縣回傳的監(jiān)測數(shù)據(jù)，為下一步市級融媒體監(jiān)測平臺提供依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】微波環(huán)網(wǎng);不間斷電源系統(tǒng)

中圖分類號：G212? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.07.094

1. 系統(tǒng)方案

1.1 微波路由站點(diǎn)選擇

我市下屬發(fā)射臺站有：北峰發(fā)射臺、于山發(fā)射臺、五馬山發(fā)射臺、董鳳山發(fā)射臺、高崗山發(fā)射臺、倉尾山發(fā)射臺、雪峰山發(fā)射臺、馥桂山發(fā)射臺、通天閣發(fā)射臺、荷洋山發(fā)射臺。

經(jīng)實(shí)地勘察原有的微波網(wǎng)傳輸路由，以于山發(fā)射臺為起點(diǎn)，大頂峰和董鳳山為中繼向各區(qū)縣發(fā)射臺發(fā)送信號，現(xiàn)方案設(shè)計如下：

1、為解決各區(qū)縣節(jié)目信源問題，新建IP微波網(wǎng)必須以福州電視中心為起點(diǎn);

2、擬以省傳輸發(fā)射中心省104發(fā)射臺作中繼，合理共建充分利用現(xiàn)有其微波機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建新的中繼點(diǎn)。

3、為確保中繼點(diǎn)（核心節(jié)點(diǎn)）的可靠性，方案建議核心節(jié)點(diǎn)采用環(huán)網(wǎng)組網(wǎng)并采用2+0模式擴(kuò)大帶寬，以解決匯聚點(diǎn)因回傳碼流多而造成的帶寬不足的問題。環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)包括：福州電視中心—北峰發(fā)射臺—省104臺—董鳳山發(fā)射臺—福州電視中心。其中董鳳山發(fā)射臺作為福州新區(qū)覆蓋的制高點(diǎn)，對我市無線覆蓋具有重要作用，是永泰發(fā)射臺和后期福清發(fā)射臺接入的中繼點(diǎn)。

4、經(jīng)初步計算，連江倉尾山可從羅源高岡山中繼。

5、永泰通天閣可從董鳳山中繼。

1.2 方案描述

根據(jù)初步微波路由選擇，本工程規(guī)劃微波電路11跳微波電路，其中4跳為核心環(huán)網(wǎng)，采用2+0模式擴(kuò)大傳輸帶寬（400Mbps）、7跳為站點(diǎn)接入鏈路，采用1+0模式（150Mbps）。微波路由規(guī)劃如圖1：

考慮核心點(diǎn)的穩(wěn)定性和可靠性，并作為中繼轉(zhuǎn)發(fā)站需較大帶寬，采用2+0電路，帶寬預(yù)估400Mbps，其他接入節(jié)點(diǎn)采用1+0電路，帶寬預(yù)估150Mbps，除永泰中繼站外，每個站點(diǎn)回傳監(jiān)控數(shù)據(jù)60Mbps左右，如需對回傳節(jié)目分流，電視中心最大收入帶寬可允許800Mbps。

具體需求配置如下：

1、福州電視中心、七星坪、省104臺、董鳳山形成環(huán)路，配置2+0;

2、七星坪—省104臺已有2跳1+0電路（相當(dāng)于2+0），本次不新配設(shè)備，根據(jù)需要調(diào)整頻點(diǎn);

3、1+0各跳按照150Mbps容量配置，2+0各跳按照400Mbps容量配置;

1.3 頻率極化

本工程建議采用L8GHz頻段（7.725～8.275GHz）。其波道配置符合中華人民共和國通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

L8GHz頻率如表1：

在排除系統(tǒng)內(nèi)部干擾的情況下，依據(jù)上述國標(biāo)頻率表規(guī)劃，并且根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整。

1.4 系統(tǒng)組網(wǎng)

1.4.1 信號源下行組網(wǎng)

方案各區(qū)縣對節(jié)目信號需求基本一致，為節(jié)省下行寬帶（電視中心至各區(qū)縣發(fā)射臺），信源下發(fā)擬采用三層組播路由方式組網(wǎng)。

（1）為提高微波網(wǎng)傳輸?shù)目煽啃裕瑯?gòu)建以福州電視中心—北峰發(fā)射臺—省104發(fā)射臺—董鳳山發(fā)射臺—福州電視中心的核心環(huán)網(wǎng)，核心環(huán)網(wǎng)的中心帶寬為400Mbps。

（2）核心網(wǎng)至各區(qū)縣發(fā)射臺帶寬150Mbps，下行傳輸流采用組播模式，有效減少核心節(jié)點(diǎn)的傳輸帶寬，各發(fā)射臺最大可收節(jié)目流150Mbps（下行）。

1.4.2 各區(qū)縣監(jiān)控回傳組網(wǎng)

各區(qū)縣監(jiān)控數(shù)據(jù)具有唯一性，均需回傳至監(jiān)控平臺，擬參考電信運(yùn)營商MSTP電路業(yè)務(wù)，采用二層網(wǎng)絡(luò)回傳，同時在核心節(jié)點(diǎn)通過分流，核心網(wǎng)回傳帶寬最大可至800Mbps。

1.4.3 組網(wǎng)配置需求

為提高傳輸安全的可靠性，組網(wǎng)交換機(jī)配備雙電源供電;因微波系統(tǒng)含室外單元，為隔離外部雷電，微波設(shè)備與交換機(jī)連接采用光纖傳輸，光電隔離，提高安全性。

2. 動力與環(huán)境

2.1 概述

設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行離不開動力和環(huán)境的支持，可以通過接地、防雷等，預(yù)防和消除各種外界及內(nèi)部的異常因素的影響，保障設(shè)備可靠、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)的運(yùn)行。

由于各微波基站都為高山臺站，其環(huán)境惡劣，且空間有限。因此，通信電源系統(tǒng)和接地防雷系統(tǒng)尤為關(guān)鍵。另外，鑒于廣播電視傳輸?shù)奶厥庑裕笞龅?4小時零停播，同時許多通信設(shè)備在運(yùn)行過程中不僅不允許瞬間斷電，并且對供電的質(zhì)量要求也很高，因此，不間斷供電系統(tǒng)非常重要。

2.2 不間斷電源系統(tǒng)

不間斷電源分為不間斷直流電源和不間斷交流電源，電源須通過電力變換設(shè)備加以適當(dāng)?shù)淖儞Q，再供給設(shè)備。

2.2.1 直流電源系統(tǒng)

直流供電系統(tǒng)主要由交流配電屏、整流器、蓄電池組、直流配電屏等組成，

直流供電系統(tǒng)主要采用-48V全浮充供電方式，市電正常時，市電供給負(fù)載，同時，蓄電池組接入到直流配電屏，市電向蓄電池組浮充充電;市電故障，油機(jī)未啟動前，由蓄電池組放電向設(shè)備提供直流不間斷供電。

2.2.2 交流不間斷電源

廣義上，UPS分為交流不間斷電源和直流不間斷電源，大家一般將交流不間斷電源稱為UPS。UPS分為后備式、雙變換在線式和在線互動式。以雙變換在線式進(jìn)行說明，在線式UPS如何實(shí)現(xiàn)對設(shè)備真正的不間斷供電，在市電故障中，UPS對設(shè)備供電的轉(zhuǎn)換時間為零。

2.2.3 雙變換在線式工作原理

在線式指無論電網(wǎng)電壓是否正常，設(shè)備所用的交流電壓都要經(jīng)過逆變電路;雙變換是指UPS正常工作時，電能經(jīng)過了AC-DC、DC-AC兩次變換后再供給設(shè)備。基本結(jié)構(gòu)如圖2所示：

當(dāng)市電出現(xiàn)故障時，UPS工作在后備狀態(tài)，逆變器將蓄電池的電壓轉(zhuǎn)換成交流電壓，并通過靜態(tài)開關(guān)輸出到負(fù)載。

當(dāng)市電正常，而逆變器出現(xiàn)故障時，UPS工作在旁路狀態(tài)。靜態(tài)開關(guān)切換到市電端，市電直接供電給負(fù)載。

3. 總結(jié)

1、由于各個高山發(fā)射站空間有限，根據(jù)實(shí)際需求情況，及微波高山臺站原有的一些設(shè)備，此次建設(shè)，選用的設(shè)備主要有1個19英寸標(biāo)準(zhǔn)一體化機(jī)柜，內(nèi)放置1臺UPS電源、蓄電池組、AST切換開關(guān)、1臺-48VDC通信電源（2個電源模塊）、3個防雷PDU機(jī)柜插座（8位）及預(yù)留至少16U安裝微波IDU、交換機(jī)等設(shè)備空間。

2、每個站點(diǎn)蓄電池配置5000Wh，提供供電大于48小時時間;

3、220V供電一路市電接到新增UPS供電，另一路通過機(jī)房原有的UPS供電，通過ATS切換開關(guān)進(jìn)行自動和手動切換。

4、機(jī)柜采用42U（600*1000*2000）標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜，內(nèi)配置直流接線排、防雷PDU機(jī)柜插座。

5、防雷部分接入基站原有的防雷系統(tǒng)里。

6、高山臺站風(fēng)力強(qiáng)度大，在沿海地區(qū)要特別注意天線場地的規(guī)劃，需請專業(yè)機(jī)構(gòu)測算。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊麗華、孫燕蓮：《通信專業(yè)實(shí)務(wù)-動力與環(huán)境》，人民郵電出版社，2018年版