廣播電視SDH數字微波傳輸系統應用與故障處理分析

張 麗

（山東省廣播電視傳輸保障中心，山東 濟南 250062）

0 引言

隨著信息技術的飛速發展，廣播電視作為信息傳播的重要媒介，其傳輸系統的穩定性和高效性變得尤為重要。同步數字體系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）微波傳輸系統以其獨特的優勢，在廣播電視領域得到廣泛應用。該系統不僅能夠提供大容量的數據傳輸，還具備較高的抗干擾能力和傳輸質量，確保了廣播電視信號的穩定傳輸[1]。在實際應用中，SDH數字微波傳輸系統面臨著諸多挑戰。設備老化、外部環境干擾、配置錯誤等因素都可能導致系統故障，影響廣播電視信號的傳輸質量。本文將詳細探討SDH數字微波傳輸系統在廣播電視中的應用以及常見故障的處理方法，以期為相關從業人員提供有益的參考。

1 SDH微波通信關鍵技術

1.1 自動發信功率控制技術

在SDH微波通信中，自動發信功率控制是一項至關重要的技術，可以根據通信鏈路的實時狀況，動態調整發射機的輸出功率，從而確保通信的穩定性和效率。這種技術能夠實時監測接收信號的質量，根據信號的衰減、干擾等因素，智能地調整發射功率。當鏈路質量較差，系統會自動提高發射功率，以增強信號的傳輸能力；而在鏈路質量較好時，則會適當降低發射功率，以減少能源的消耗和可能對其他系統的干擾。自動發信功率控制技術的運用，不僅提高了SDH微波通信的可靠性，而且實現了能源的高效利用，確保了通信系統在各種復雜環境中的穩定運行，為現代通信技術的發展提供了有力的支撐。

1.2 多電平編碼調制技術

多電平編碼，指的是將信息編碼為多個不同的電平，而非傳統的二進制電平。這種技術能夠更有效地利用信號帶寬，提高數據傳輸速率。在微波通信中，由于信號衰減和噪聲干擾等問題，傳輸質量往往會受到影響。多電平編碼調制通過增加信號的電平數，能夠更好地抵抗噪聲干擾，提高信號的抗干擾能力。多電平編碼調制技術還能夠提高頻譜利用率，使得在有限的頻譜資源下能夠傳輸更多的信息。

1.3 自適應頻域均衡技術

在SDH微波通信中，由于多徑效應、頻率選擇性衰落等原因，信號在傳輸過程中會出現頻率失真。自適應頻域均衡技術通過動態調整接收端的濾波器參數，對接收信號進行頻域均衡，有效補償信號在傳輸過程中產生的頻率失真[2]。這種技術能夠實時跟蹤信道變化，提高信號的抗干擾能力，確保SDH微波通信的穩定性和可靠性。

1.4 自適應時域均衡技術

SDH微波通信中的信號在時域上也可能受到干擾，產生時間延遲、抖動等。自適應時域均衡技術通過算法調整接收端的均衡器，對接收信號進行時域上的處理，消除時域失真。這種技術能夠實時適應信道時變特性，提高信號的同步性和傳輸效率，為SDH微波通信提供高質量的服務。

2 SDH數字微波傳輸系統的功能組成

山東省的SDH數字微波傳輸系統利用數字微波和交叉連接復用設備（Add/Drop Multiplexer，ADM）構建。該系統通過微波設備實現信號收發，利用ADM進行信號交叉連接和復用，從而確保高效、穩定的信號傳輸。這種設計優化了傳輸流程，提高了微波通信的可靠性和效率。這一流程充分展示了設備在系統中的功能組合。

2.1 數字微波設備

Alcatel 9600LSY系列U6G微波設備由無線再生適配器（Wireless Regeneration Adapter，RRA）、調制解調器（Modem，MOD）和收發（Transmitter &Receiver，TRX）單元組成，分別處理基帶、中頻和微波信號。設備結構如圖1所示，包括基帶子框和收發信子框。RRA為無線再生適配器，由串行外設接口（Serial Periphera Interface，SPI）、RST、RPS和RFCOH等功能電路組成，生成符合SDH傳輸的基帶數字信號。該信號由STM-1幀（155.520 Mb·s-1）和RFCOH（15.552 Mb·s-1）組成，總數據率為171.072 Mb·s-1。MOD為64QAM調制解調器，進行中頻調制和解調。RT為再生段物理接口，與TRX對接。TRX為微波收發信單元，負責微波信號的發射和接收。

圖1 Alcatel 9600LSY微波信號處理流程圖

基帶子框的核心職責是處理基帶數字信號。因基帶信號無法直接在無線信道傳輸，需將其調制至高頻頻帶。在數字微波通信中，基帶信號以脈沖形式調制140 MHz的中頻信號IF（Intermediate Frequency），進而轉換為微波高頻信號（Radio Frequency）進行傳輸。接收端通過解調，將微波高頻信號還原為基帶數字信號[3]。

為了確保信號傳輸的安全連續，系統采用了多信道無線傳輸的保護倒換機制，如圖2所示。在N+1無損傷倒換保護機制中，RRA的RPS模塊為高容量長距離傳輸提供了自動倒換功能。當主信道（如CH1、CH2、CH3）出現故障，該功能通過收發兩端的N+1開關將信號倒換至備用信道（如CH0）。在發送端，故障主信道的信號會轉至備用信道發送；在接收端，原主信道信號會轉至備用信道接收，確保信號傳輸不受影響。

圖2 N+1無損傷倒換保護機制圖

在實際系統中，無損傷切換開關由多個RRA單元的RPS模塊集成，并與各信道Modem相連。當設備故障或傳輸條件質量下降，發生如調制解調電路故障、解調失敗、信號幀丟失、微波傳輸衰落或高誤碼率等情況，系統將啟動倒換操作。這一機制確保了信號傳輸的連續性和穩定性。

2.2 復用設備ADM

復用設備ADM的主要功能是執行業務交叉復用連接，包括將低級別信號復用到高級別STM-N信號，以及將高級別信號分解為低級別信號。ADM為模塊化構成，各模塊由不同邏輯功能塊組成，通過系統管理軟件組合。邏輯功能模塊包括SPI、RST、MST、MSP、MSA、HPT、HPA、SDXC、LPT、LPA和PPI。信號流程如圖3所示，展示了ADM設備在信號處理過程中的作用。

圖3 復用設備ADM信號流程圖

圖3中，SPI模塊負責微波設備電接口的光電信號轉換和同步時鐘提取。RST模塊管理再生段幀開銷RSOH的管理字節。MST模塊負責處理復用段幀開銷MSOH管理字節。MSP模塊監測STM-N信號性能，通過K1、K2字節請求實現倒換保護，確保故障時業務信號安全切換到備用信道。MSA模塊處理AU-3/4指針，完成STM-N幀信號的復用與分接。高階通道終端模塊HPT負責在STM-N幀凈負荷中加入或提取低階通道開銷POH信息。高階通道適配模塊HPA實現高階與低階通道間的復用、分接及同步指針處理[4]。低階通道終端模塊LPT在構成支路TU信號時加入POH信息，分解時提取。低階通道適配模塊LPA完成準同步數字體系（Plesiochronous Digital Hierarchy，PDH）與同步數字SDH信號間的適配轉換。異步物理接口模塊（Plesiochronous Physical Interface，PPI）提供異步數字PDH的物理接口。圖4展示了廣播電視SDH數字微波傳輸系統中微波設備與復用設備的連接關系。

圖4 微波設備與復用設備的連接關系圖

3 故障分析與處理

3.1 故障一

3.1.1 故障現象

在泰山微波站，ADM60SM設備出現Matrix板Slot40和Slot23的MATRIXN板ICP告警。盡管Slot23的MATRIXN板為主用狀態且信號傳輸正常，但仍需對告警進行排查處理。為確保系統穩定運行，技術團隊緊急評估告警原因，并采取相應措施，以保障微波通信的連續性和安全性。

3.1.2 故障分析和處理

基于歷史經驗，ICP告警常對信號傳輸造成潛在影響，而兩塊矩陣板同時出現此類告警較為罕見。初步推測Slot40矩陣板可能存在問題，遂執行拔插重啟操作。然而，插入后板卡燈亮即滅，Slot40矩陣板無響應，網管顯示“RUP”告警。更換新Slot40矩陣板后問題依舊。由此推測，ADM設備的EQUICO上Flash卡可能故障，導致設備無法識別或加載板卡。為了驗證猜想，在充分準備后，拔插了Slot23的EQUICO板。板卡紅燈持續亮起，無法啟動，證實了Flash卡故障。制作了一張僅含啟動程序的Flash卡，不含設備配置信息數據（按數據恢復方法制作），并將1353NM網管的配置和數據信息寫入新卡。重啟網元后，矩陣板恢復正常，矩陣倒換測試也一切正常。

3.1.3 故障一處理體會

近幾年，廣播電視數字微波電路已發生兩次Flash卡故障。首次故障發生在泰山微波站的ADM設備上，由Alcatel公司技術人員解決。第二次故障出現在沂山微波站的ADM60SM4設備上，山東省廣播電視傳輸保障中心的技術人員進行了實驗室模擬處理，以確保不影響信號傳輸。處理泰山微波站ADM設備故障時，遵循了沂山微波站的處理流程，成功恢復了Flash卡數據。特別需要注意的是，處理過程中需明確掌握ADM設備的版本信息，因為低版本數據無法適配高版本設備。通過細致的操作，技術人員確保了設備故障得到妥善解決。

3.2 故障二

3.2.1 故障現象

在蒙山微波站的網絡機房中，ADM62設備出現了Inside Fail告警。

3.2.2 故障分析和處理

故障發生后，值班人員立即上報。山東省廣播電視傳輸保障中心與蒙山微波站的技術人員共同分析并處理了問題。經診斷，Inside Fail告警源于設備內部兩塊矩陣板通信故障。此告警雖不影響主備矩陣板倒換，但主用矩陣板故障時，若告警未消除，備用矩陣板無法執行保護倒換，可能引發信號傳輸問題。蒙山微波站ADM設備的告警源于6槽和15槽矩陣板通信問題。處理措施包括檢查、分析和確定故障板，并進行更換。

蒙山微波站ADM設備配置為6槽為主用矩陣板，15槽為備用。故障時，矩陣板在6槽工作，光信號經15槽光纖傳輸。正常情況下，光信號應在6槽主用光纖上工作。因此，初步判斷6槽矩陣板可能存在問題：一是光傳輸部分故障，導致光保護倒換，故障處理時MSP保護倒換驗證了這一點；二是內部通信單元問題，與備用矩陣板通信異常，出現Inside Fail告警，矩陣板無法倒換。雖然15槽矩陣板也可能存在問題，但根據故障現象，首先懷疑6槽矩陣板，因為15槽的交叉連接業務傳輸功能正常，所以故障時信號傳輸仍正常。

分析故障現象后，確定需更換6槽矩陣板。因6槽為主用，需先將其退出主用，業務切換到15槽備用矩陣板傳輸，確保更換期間業務不中斷。但6槽矩陣板當前無法自動切換至備用，若強行拔出將導致業務瞬斷，需先采取其他措施確保業務連續性，再安全更換6槽矩陣板。為降低影響，維修人員和技術人員迅速處理故障，并于故障處理前24 h及30 min分別電話通知受影響站點，處理期間僅一個站點受影響。

處理開始后，技術人員首先斷電重啟6槽矩陣板，信號成功切換至15槽矩陣板。3 min后，6槽矩陣板啟動正常，但Inside Fail告警依舊，光信號無法切換至主路光纖，確認6槽矩陣板故障，更換該矩陣板，安裝新板后，告警消失，光保護切換恢復正常，設備也恢復正常運行，信號傳輸恢復了正常。

3.2.3 故障二處理體會

在眾多使用ADM62設備的案例中，也曾遇到過類似的Inside Fail告警故障，處理方法大同小異。然而，本次故障情況略顯特殊，因為這臺ADM設備的6槽矩陣板額外配備了光模塊，當Inside Fail告警發生，光模塊也同步出現了故障。通過分析故障現象，可精確確定故障板卡位置，從而快速處理。但處理時，設備本身可能會對信號傳輸造成短暫影響[5]?？紤]到這一點，維修人員選擇在凌晨時段操作，并提前通知受影響站點，以最小化對信號傳輸的影響。

4 結語

在廣播電視領域，SDH數字微波傳輸系統發揮著至關重要的作用。其高效的數據傳輸能力和穩定的性能，為廣播電視信號的傳輸提供了有力保障。然而，任何系統都難免出現故障。對于SDH數字微波傳輸系統而言，常見的故障包括信號中斷、誤碼率升高等。這些故障不僅影響廣播電視信號的傳輸質量，還可能導致信號完全中斷，對廣播電視服務造成嚴重影響。及時、準確地診斷和處理這些故障至關重要。通過定期的維護和檢查，采用先進的故障處理技術，可以有效預防和解決這些故障，確保SDH數字微波傳輸系統的穩定運行。隨著技術的不斷進步，未來的SDH數字微波傳輸系統將更加智能、高效，為廣播電視的發展提供更加堅實的基礎。