遼寧省IP微波傳輸網的原理和應用

董云龍

（遼寧省廣播電視錦州中波站，遼寧 葫蘆島 125018）

1 IP微波傳輸網的特點和優勢

IP微波是新一代全IP化的數字微波通信系統，繼承了PDH/SDH微波網的優點，同時還具備站點部署靈活、組網簡單、系統容量大、傳輸距離遠以及網絡覆蓋面廣等特點。IP微波通信頻率高，收發天線安裝高度高，不易受到非法網絡攻擊和破壞，可以安全可靠地將省級廣播電視節目快速下發到所有站點[1]。

與上一代PDH/SDH微波網相比，IP微波傳輸網業務接口統一為IP接口，能夠與其他TCP/IP網絡進行連接互通，同時還能夠與光纖通信網和衛星通信網互通融合，可以直接對接TS/IP接口，兼容性好，擴展能力強。

2 遼寧IP微波傳輸網的工程概況

截至目前，遼寧IP微波傳輸網已完成兩期工程。其中，一期工程臺站40個，一期電路39跳；二期臺站34個，二期電路36跳。目前尚有規劃臺站在建，由于地理原因暫未能開通。

3 遼寧IP微波傳輸網的系統結構

遼寧IP微波傳輸網內所有臺站的設備型號均為7000IP。這套微波通信系統由微波傳輸系統、微波主控系統、網絡交換系統、通信電源系統以及監測和網管系統5部分組成[2]。

微波傳輸系統的天線采用單極化前饋式拋物面天線，配有側罩和罩布，以防止非傳輸方向的雜散輻射影響微波接收，同時可以防塵、防雨水。微波天線經橢圓波導、收發雙功器以及功放濾波器與7000IP TRP收發信機連接。其中，橢圓波導的傳輸損耗為每150 m約9 dB。

信號發射時，多路IP業務接入交換機，標記vlan tag并多路聚合后送入MDP主控單元Modem數字基帶接口調制為350 MHz中頻MPX信號，再送入TRP上變頻至7 725～8 000 MHz（TX Lower）或8 000～8 275 MHz（TX Upper）送入選定頻率的功放濾波器，最終變換為特定波道的微波信號，經由收發雙工器、橢圓波導以及微波天線發送出去[3]。信號接收時，微波天線接收8 GHz微波信號，經波導、功分器及濾波放大器選定特定波道的射頻信號，送入TRP Modem下變頻為140 MHz中頻MPX信號，再送入MDP主控單元Modem解調為數字基帶信號，最后接入交換機。交換機根據數據包的vlan tag還原為多路IP業務分發至其他設備。當傳輸使用了SD（分集）接收系統時，由SD獨立天線接收SD微波信號，經SD波導、SD濾波器及SD雙工器傳輸至TRP單元，由TRP完成SD接收功能。

7000IP提供網管監測板卡接口，可由省監測中心前端統一控制和管理，負責全網微波站點設備運行情況的監測、管理及控制，為系統的安全性、穩定性以及服務質量提供保障。監測系統的主要功能是對傳輸業務的質量進行實時檢測。網管系統則自動監控與統計微波傳輸設備電平值、鏈路衰落以及誤碼率等各種數據，并且能夠監控全網交換機以及在其后接入的解碼器和編碼器等各種設備的性能。網管系統可以實時采集全網發生的故障告警信息，有助于進行故障定位；可以記錄全網設備的性能參數；通過對IP微波鏈路日志的性能數據進行分析，可以預測可能出現的故障或者性能劣化情況，以便后期進行微波鏈路的優化[4]。

微波設備電源均為-48 V直流供電，當供電正常時，將380 V三相交流電轉換為-48 V直流電，供7000IP和交換機等直流設備使用，同時對-48 V蓄電池組進行充電；停電時，由-48 V蓄電池組對通信設備繼續供電。蓄電池組由24塊2 V 400 Ah蓄電池串聯，正極接地，負極輸出-48 V電壓。本站單面微波天線正常工作時，單套微波射頻收發功率≤33 dBm（2 mW），單個方向實測系統整體三相功率總和約420 W，蓄電池組的理論總儲能為48 V×400 Ah=19 200 Wh。在當前耗電狀態下，蓄電池組為本站微波設備供電的最長時間為19 200 Wh÷420 W=45.7 h。考慮到其他微波站存在多天線和多方向微波鏈路，同時電池的儲能、容量及輸出均有損耗，經廠家計算，2 V 400 Ah蓄電池組完全能夠保障停電后的24 h內持續供電。

4 遼寧IP微波傳輸網系統參數

遼寧IP微波傳輸網的射頻參數如表1所示。

表1 遼寧IP微波傳輸網射頻參數

5 遼寧IP微波傳輸網網絡配置

遼寧IP微波網的核心應用設備為RAISECOM ISCOM3000交換機。設備共有28個RJ-45網絡接口，其中，1～24口為千兆電口，25～28口為光口，需要插入USFP+-192/S1光模塊和單模尾纖使用，另有1個RJ-45的SNMP管理端口、1個RJ-45和1個 MiniUSB的 CONSOLE（RS-232）串 口，1個USB升級口。每個微波站點有1主1備共2臺ISCOM3000交換機，其安裝配置如下。

主備交換機為堆疊模式，將端口28設置為二層轉發模式，作為主備交換機的連接互鎖信號，主交換機的優先級為10，備交換機的優先級為1。

主備交換機的端口1～24、25、26、27設置二層轉發，其中設置端口25模式為trunk作為上聯口使用，通過尾纖與微波主設備TRP調制解調器（Modem）連接。添加編號為10、100、101、200、300共5個vlan。配置端口1為access模式，綁定vlan 100，啟用dot1q功能，開啟igmp snooping組播；配置端口2為access模式，綁定vlan 101，啟用dot1q功能；配置端口11為access模式，綁定vlan 200，啟用dot1q功能，開啟igmp snooping組播；配置端口12為access模式，綁定vlan 300，啟用dot1q功能，開啟igmp snooping組播。各端口的主要配置參數和功能如表2所示。

表2 交換機端口配置參數和功能

依次配置主交換機的端口25、1、2、11、12，指定其依次對應備交換機的25、1、2、11、12作為保護端口。此時，主備交換機的對應端口為互鎖互備保護，即同一時間只有1個相同編號的端口正在工作。在單線連接時，當某個端口出現故障時，可將該端口上的網線拔出插入另一臺交換機的同位端口上即可。在雙線連接時，由于主備交換機優先級不同，且同位端口為互鎖互備狀態，當主備交換機同時接入業務系統時，不會形成環路，不會引起網絡風暴[5]。最后進入交換機管理vlan 10，根據規劃添加管理地址172.x.x.x，子網掩碼255.255.255.0。

6 IP微波傳輸網內信號的提取和使用

IP微波網內的廣播電視信號通過vlan 100傳輸，傳輸格式為TS/IP，采用UDP協議組播。通過指定交換機某個端口綁定vlan 100即可輸出使用。微波設備安裝時默認配置了主備交換機的端口1為廣播電視節目流端口，該端口內目前提供5組清流節目，分別為中央電視2組、遼寧電視1組、中央廣播1組以及遼寧廣播1組。碼流地址、端口號和節目內容如表3所示。

將表3中的組播地址和端口號輸入帶有TS/IP功能的衛星接收機，即可解碼、透傳該組節目。其中，中央電視節目和遼寧電視節目需要支持AVS+和DRA解碼功能的接收機，中央廣播節目和遼寧廣播節目僅需普通的具有MPEG-2解碼功能的接收機即可。

表3 IP微波網內的廣播電視信號參數

7 其他注意事項

IP微波網內傳輸的中央廣播節目和中央電視節目是從沈陽微波總站安裝的衛星天線接收中星6B、中星6A衛星對應轉發器的節目，經過解調、透傳至微波前端，因此節目比本地直接用衛星天線接收時有1～2 s的延遲。當采用微波信號作為主信號源時，因信號延遲超過了500 ms單頻網調整上限，會導致省內運行在衛星單頻網的中央地面數字電視無線覆蓋工程無法同步SIP包，進而造成單頻網解裂，引發同頻干擾，建議將微波信號作為備用信號源使用[6]。IP微波網內傳輸的遼寧電視節目和遼寧廣播節目來自省臺前端，微波信號的優先級最高，傳輸速度最快，對比衛星和光纖等傳輸方式信號提前2～3 s，建議作為主用信號源使用。

8 結 語

IP微波傳輸網融合了豐富的網絡特性，能夠在滿足現有廣播電視信號傳送的基礎上，提供大帶寬、多業務服務，為傳統媒體和新興媒體融合發展提供有力的支撐。IP微波傳輸網建設和維護費用低，具有不可替代的靈活性和抗災性，是當代廣播電視傳輸骨干網的重要組成部分，是安全播出的重要一環。優質的頻譜資源是中國廣電的優勢之一，相關單位應當利用IP微波網發揮自身優勢，提高無線傳輸能力，通過承載更多樣化的業務，在無線傳輸領域尋求突破，才能在技術不斷發展的今天走得更遠。