IP 數字微波技術在集團信息化領域的建設與應用

李曉鵬

（中國平煤神馬集團中平信息技術有限責任公司，河南 平頂山 467000）

中國平煤神馬集團是一家以能源化工為主導的國有特大型企業集團，下屬單位約有100 余個，目前中國平煤神馬集團西部礦區（朝川礦、化工廠、張村礦、梨園礦及一些家屬區等）通信設備信號主要靠光纖從中心局—朝川礦傳輸。隨著城市的擴大和發展，市區各個干道在不斷的維修，光纖路由在傳輸過程中穿過寶豐、汝州地區的鄉村，線路上環境比較多變，經常發生光纖中斷現象，維修時間長，成本較高，不能保證西部地區生產礦通信設備的正常運行，影響局總調度室對西部礦區生產的實時監控。為生產和日常工作帶來了許多不必要的麻煩,為了加強西部礦區通訊設備正常運行工作，實時監控生產礦的工作情況，我集團準備在中心局—朝川礦安裝微波傳輸設備作為備份，以保證安全生產的同時節約時間和成本。

1 IP 數字微波技術在集團信息化領域應用設想

為了保障西部礦區通訊設備正常運行工作，實時監控生產礦的工作情況，十三礦—朝川礦新上微波傳輸設備，使中心局（十三礦已在現有環網上）—朝川礦形成一個保護環，從而達到保障西部礦區生產數據、通訊、電視信號的實時上傳，節約故障維修成本，保證西部礦區通訊設備零中斷。

根據對本項目的分析，采用L8G NEC iPASOLINK分體式微波設備,2+0 配置，1Gbps 容量。本工程要求4*FE、3*GE 及6*E1 接口，設備同時還可提供10E1 接口、1GE 接口。如果需要更多接口，可增加板卡實現。設備在不更換IDU 的前提下，最大可擴容為4+0 系統，即容量可達2Gbps。

2 IP 數字微波技術分析

2.1 技術優勢

微波通信（Microwave Communication），是使用波長在0.1 毫米至1 米之間的電磁波——微波進行的通信。微波通信不需要固體介質，當兩點間直線距離內無障礙時就可以使用微波傳送。

利用微波進行通信具有容量大、質量好、傳播距離遠的特點，因此是國家通信網的一種重要通信手段，也普遍適用于各種專用通信網。

微波站由天線、室外單元（ODU）、室內單元（IDU）以及電源設備等組成。為了把電波聚集起來成為波束，送至遠方，一般都采用拋物面天線，其聚焦作用可大大增加傳送距離。多個收發信機可以共同使用一個天線而互不干擾，我國現用微波系統在同一頻段同一方向可以六收六發同時工作，也可以八收八發同時工作以增加微波電路的總體容量。

微波通信由于其頻帶寬、容量大、可以用于各種電信業務的傳送，如電話、電報、數據、傳真以及彩色電視等均可通過微波電路傳輸。微波通信具有良好的抗災性能，對水災、風災以及地震等自然災害，微波通信一般都不受影響，相比有線傳輸方式更適合西部礦區復雜的地理環境。[1]

2.2 IP 數字微波設備配置要求

本次選用的數字IP 微波傳輸設備內置交換平面，支持自適應調制，設備架構為分體式微波，設備由室內單元（IDU）、室外單元（ODU）和天線三大部分組成。本次共2 跳，堂街站點至朝川礦建設2 跳（1 跳2G 傳輸電視業務，另1 跳1G 傳數據和語音業務）。

微波系統由天線、室外單元（ODU）、1U 室內單元（IDU）組成。設備前面板標準配置FE、GE、16E1接口，主板內置1 個或2 個modem，而且面板上有2個通用板卡插槽，可以通過總線連接到TDM 交叉連接接口和數據包交換接口。這些板卡插槽可以提供調制解調卡（MODEM）和額外的業務接口，以滿足不同的接口及拓撲需求。

端口要求：16*E1；SDH 業務155M 光口；IP 業務：4*10/100/1000base-T (RJ-45)+3*1000base-X（SFP）光口；如果需要更多接口，可增加板卡實現。設備在不更換IDU的前提下，最大可擴容為4+0 系統，即容量可達2Gbps。

ODU 數量配置要求：根據傳輸容量要求，各供應商要根據自身的技術指標，配置成2+0、3+0 或4+0 等模式。

按照2+0 1G 進行配置，但從微波電路設計穩定性看，配置成2+2 電路（即2 組1+1）性能更穩定，配置數量大約是2+0 時的2 倍。

2.3 朝川—堂街帶寬為2Gbps 配置

堂街到朝川礦距離50 公里，要達到2Gbps 的帶寬，需要8 個ODU 和4 個IDU 做成4+0 的模式才能夠實現所需要的帶寬。一跳設備就需要8 個ODU 和4 個IDU。

2Gbps 容量需8 對中心頻率，每兩對頻率合并使用，占用射頻帶寬59.3MHz（即29.65*2=59.3）。8 對頻率分成4 組，配置成4 組1+0 電路，每組鏈路可提供最大500Mbps 的傳輸容量,利用最新的交叉極化干擾消除技術，在同一個帶寬內利用雙極化把容量翻倍，4 組鏈路最大可提供2G 傳輸容量。

2.4 朝川—堂街帶寬為1Gbps 配置

堂街到朝川礦距離50 公里，要達到1Gbps 的帶寬，需要4 個ODU 和2 個IDU 做成2+0 的模式才能夠實現所需要的帶寬（見圖1）。

圖1

1Gbps 容量需4 對中心頻率，每兩對頻率合并使用組成1 組，占用射頻帶寬56MHz（即28*2=56）。4 對頻率分成2 組，可配置成2 組1+0 電路，每組鏈路可提供最大500Mbps 的傳輸容量,利用最新的交叉極化干擾消除技術，在同一個帶寬內利用雙極化把容量翻倍，2 組鏈路最大可提供1G 傳輸容量。[2]

2.5 天線大小與電路估算結果

1.天線配置為2.4m，可滿足傳輸容量要求，微波每端中平電纜長度。

2.均按60 米測算（如果不夠乙方負責承擔或按招標書要求）。

3.傳輸容量在可提供的容量范圍內可以通過軟件配置調節。數字IP 微波傳輸設備使用8GHZ。設備數量提供所需機架（應包括電源和其他必要的公共部分），提供各種類型設備的機架配置圖及各種設備機架滿配置時的功耗、熔絲需求、設備滿配置時對機房的承重要求。

4.所有設備都應滿足所有接口為前出線，無須任何背后維護量。

5.提供包含接地線、電源線、2Mbit/s 通信線等線纜及其他安裝材料（機架安裝附件等），按滿足模型/工程需要配置。

2.6 設備特征

1.所有接口為前出線，無需背后操作，維護方便。

2.全方位的同步（TDM 同步、以太網同步、外部時鐘接入同步）。

3.帶有TDM PWE 的多業務支持。

4.支持LACP 鏈路匯聚。

5.AMR 自適應調制微波技術。

6.空口容量：以太網傳輸容量最大可達620Mbps（雙極化條件下可達1240Mbps）。

7.容量及接口功能可通過軟件選擇。

8.結構緊湊、重量輕，便于安裝維護。

9.圖形化的用戶界面，便于配置和監控。

10.高性能、高可靠性。

11.低功耗：通過綜合數字處理技術及采用高效射頻部件達到整體節約能耗。

12.輸入電壓范圍寬，通過可選配的電源模塊，支持±（20-60）V DC 電源輸入。

13.傳輸容量在可提供的容量范圍內可以通過軟件配置調節。數字 IP 微波傳輸設備使用數字 IP 微波傳輸設備使用7GHz 頻率或8GHZ 均可。

14.AMR 是一個主要用于在多變的傳輸環境中改善傳輸穩健性的技術，它利用的是不同調制方式之間門限電平的差異。例如，大雨會對高頻段的接收電平引起衰減，AMR 技術能通過自動無誤地選擇低調制方式來保持鏈路的可用性。

15.在IP 傳輸中，鏈路的穩健性（或稱為連接性）是非常重要的因素，即使傳輸容量有較大的下降。然而，在混合傳輸中，即使接收狀況劣化，仍建議為TDM（包括PWE 或CESoP）保留相同的傳輸容量。TDM 與以太網數據間的優先級，或以太網端口間的優先級是維持高優先級業務質量的重要因素。

16.基于NEC 豐富的微波傳輸經驗，最實際可靠的AMR 功能在iPasolink 平臺得到了裝配和發展，并在AMR 運作中保留了QoS 的配置能力。

17.微波設備應支持物理層鏈路匯聚功能，兩個獨立載波（鏈路）的業務能合并，并通過一個GE 端口傳輸到用戶設備。系統應可以將來自單個以太網端口的業務以最優的方式分配到兩個無線載波上進行傳輸，并需要以太網聚合協議（LAG）的支持。

3 IP 數字微波為集團信息化發展帶來的效益

3.1 社會效益

按照集團信息化“統一平臺、統一認證、無縫對接、信息安全”的原則，建成后可使西部礦區生產生活的通訊安全性大大增加，集團生產調度指揮更加順暢，辦公網、家庭寬帶網、數字電視信號更加穩定可靠，有助于提升集團安全生產通訊保障，提升集團信息化網絡穩定可靠水平，樹立良好的社會形象。為加速增強集團信息化網絡和“三網融合”建設戰略提供更加穩固的基礎保障。

3.2 經濟效益

直接經濟效益：隨著集團互聯網業務的高速發展，中國平煤神馬集團西部礦區互聯網用戶數量大幅上升，根據現在的五礦—寶豐光配—朝川光纜中斷頻率每年至少20 次及維修成本（物資、人工、車輛等）計算，每年至少可節省線路的維修費用20 萬左右。微波設備帶寬充足的情況下可以在網運行10 年以上，傳輸信號穩定了，西部家庭寬帶用戶、數字電視用戶的也會穩步增長。[3]

4 結語

綜上所述，IP 數字微波傳輸設備2016 年6 月初上線運行，已經在中國平煤神馬集團汝州朝川礦、郟縣堂街十三礦己巳工區之間應用，使中心局—朝川礦形成一個保護環。從實施效果看，已經達到保障西部礦區生產數據、通訊、電視信號的實時上傳，既節約了光纜故障維修成本及維修時間，又縮短了通信設備故障中斷時間，保障了集團西部智能化礦區的工作需要。