高清數字微波系統

摘要：數字微波使用專用無線頻段，點對點定向傳輸方式傳輸電視信號，為地球站提供信源，相較光纜等有線傳輸方式，微波在安全性、保密性、抗自然災害等方面具有一定優勢。微波系統包括室內單元、室外單元、網管系統等幾部分，將編碼復用后的IP信號，經過調制、變頻傳輸到衛星地球站。該文以云南臺搬遷到新臺址后建設的微波系統為例介紹數字微波系統的組建過程。

關鍵詞：空間復用；IP傳輸；衰落

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2024.09.040

中圖分類號：TN 943.2 文獻標志碼：A 文章編碼：1672-7274（2024）09-0-04

HD Digital Microwave System

GUO Bo， ZHANG Zhou

（Yunnan Media Group， Kunming 650500， China）

Abstract： Digital microwave uses a dedicated wireless frequency band， point-to-point directional transmission， to transmit TV signals， to provide information sources for earth stations， compared with cable transmission methods such as cable， microwave has certain advantages in security， confidentiality， resistance to natural disasters and so on. The microwave system includes indoor unit， outdoor unit， network management system and other parts， which transmits the IP signal after coding and multiplexing to the satellite earth station through modulation and frequency conversion. Taking the microwave system built after Yunnan Station moved to the new station as an example， this paper introduces the construction process of digital microwave.

Keywords： spatial multiplexing; IP transmit; decline

1 研究背景

微波傳輸是使用特定頻段的電磁波傳輸信號的技術，使用頻段為300 MHz到300 GHz之間，屬于高頻信號，傳輸頻率高、波長短，具有直線傳播的特性，能夠穿透電離層在視距內傳播[1]。微波傳輸的優點包括：傳輸頻帶寬，能傳輸多路視/音頻信號和大量的數據信息；使用專用頻段，受外界干擾小，信號相對穩定；在遠距離傳輸或地形復雜的地區使用微波傳輸的建設成本相對較低。微波傳輸在廣播電視行業常用于實現遠距離的通信鏈路，例如，通過地面接力傳輸主干信號、通過衛星傳輸覆蓋較大區域等。云南臺的高清數字微波系統是將視/音頻基帶信號編碼復用轉換成IP數據后通過微波通道進行傳輸，使用8 GHz頻段，通過四個站點中繼，實現新臺到地球站的信號傳輸，為衛星地球站提供上星信號源。

2 系統設計考慮的因素

2.1 空間干擾

雖然微波具有很多優點，但是由于無線傳輸的原因，也使它有一定的局限性，例如，傳輸距離有限制、需要多個中繼站點以保證信號的傳輸、傳輸路徑被障礙物阻擋、空間干擾等。其中空間干擾是影響微波信號傳輸質量的一個重要因素，微波設備在實際傳輸過程中，受到自身因素和空間環境的影響，會產生各種干擾信號，影響傳輸信號的穩定性和可靠性。造成空間干擾的種類很多，原因各有不同，從而導致對干擾的分析和解決方案較為復雜。空間干擾主要有：視距干擾、繞射干擾、對流層散射干擾、水凝物散射干擾、上升層反射、折射與大氣波導干擾等幾方面，多種干擾導致微波信號在傳輸過程中產生衰耗，降低了微波傳輸的穩定性，如多徑衰落、K型衰落、雨霧衰耗等。為了有效解決干擾問題，應在設計時認真勘察各站點的空間電磁環境，微波傳輸路徑上的地形、地貌和阻擋物情況，加強對相應雜波干擾問題的技術分析，并根據實際情況進行改進和提高，確保高質量的信號傳輸。

2.2 信號中繼

空間復用是利用多個接收和發射天線在同時段、同頻率中收發多個不同的視/音頻復用流和數據流的無線傳輸方式，多個天線同時傳輸不同數據，提高了頻譜使用效率和信號傳輸質量，增加了數據傳輸速率，高效地利用空間維度，從而增加傳輸容量。在有限的空間資源內，在不增加發射功率的前提下，傳輸信號質量穩定可靠，傳輸的數據流量更大。由于梁王山和眠山站點之間距離較遠，為保證信號傳輸質量，在這兩個站點之間采用了空間復用技術，使用直徑為3.0 m和2.4 m的兩口天線進行傳輸。

3 系統組建

3.1 設備特點

云南臺使用NEC5000IPS定向微波設備組建系統，該設備是Packt/TDM/Hybrid一體化微波設備，能平滑向全IP化演進，支持Native Ethernet和Native TDM多業務傳輸，滿足IP化信號傳輸要求，內置QoS功能，可以在微波路由中設置VLAN；使用以太網OAM、RSTP、LACP、PWE、ERPS等，支持TDM、同步以太網、外接時鐘信號等多種同步信號；支持自適應調制（RMR），可以靈活動態調整帶寬，確保衛視高清等主傳信號碼流不中斷；使用LDPC前向糾錯，系統增益和可靠性高；提供FE/GBe/E1/STM-1等基帶接口；內置4個功放模塊，可以相互熱備，每個模塊有150 Mbps帶寬，共600 Mbps傳輸帶寬，可以滿足高、標清同播的傳輸需求，即使升級4K超高清系統也能滿足使用需求。

3.2 VLAN設置

微波通道中共傳輸3路IP復用數據流16套節目，以及回傳1路復用數據流，共占用帶寬430 Mbps，向地球站和省網絡中心提供信源。為合理規劃信道資源，避免發生網絡風暴和組播地址沖突，在交換機上做了VLAN設置，每臺交換機劃分了4路VLAN，以下是部分VLAN設置內容：

<H3C>system-view

[H3C]sysname Mian Shan

telnet server enable

interface Vlan-interface 1

ip address 10.0.0.3 255.255.255.0

user-interface vty 0 4

authentication-mode password

set authentication password cipher 12345678

user privilege level 3

quit

vlan 100 to 200

interface Ethernet 1/0/1

port link-type access

port access vlan 100

interface Ethernet 1/0/3

port link-type access

port access vlan 100

interface Ethernet 1/0/5

port link-type access

port access vlan 100

interface Ethernet 1/0/7

port link-type access

port access vlan 100

interface Ethernet 1/0/9

port link-type access

port access vlan 100

interface Ethernet 1/0/11

port link-type access

port access vlan 100

interface Ethernet 1/0/2

port link-type access

port access vlan 120

interface Ethernet 1/0/4

port link-type access

port access vlan 120

interface Ethernet 1/0/6

port link-type access

port access vlan 120

interface Ethernet 1/0/8

port link-type access

port access vlan 120

interface Ethernet 1/0/10

port link-type access

port access vlan 120

interface Ethernet 1/0/12

port link-type access

port access vlan 120

interface Ethernet 1/0/13

port link-type access

port access vlan 112

interface Ethernet 1/0/15

port link-type access

port access vlan 112

interface Ethernet 1/0/17

port link-type access

port access vlan 112

interface Ethernet 1/0/19

port link-type access

port access vlan 112

interface Ethernet 1/0/21

port link-type access

port access vlan 112

interface Ethernet 1/0/23

port link-type access

port access vlan 112

interface GigabitEthernet 1/0/25

port link-type access

port access vlan 100

interface GigabitEthernet 1/0/26

port link-type access

port access vlan 100

interface GigabitEthernet 1/0/27

port link-type trunk

port trunk permit vlan 100 to 200

interface GigabitEthernet 1/0/28

port link-type trunk

port trunk permit vlan 100 to 200

quit

stp enable

stp mode rstp

quit

save

3.3 頻率規劃和天線主要參數

使用8 GHz頻率傳輸微波信號，共4個站點，其中2個站點之間使用空間復用方式，正回傳占用16個頻點資源。由于新臺和梁王山、發射機房和地球站之間直線距離較近，因此使用的天線口徑較小。圖1是頻率使用情況和天線參數。

3.4 微波傳輸鏈路

微波傳輸線路按照SDH省內干線指標執行，微波電路質量指標的分配依據ITU-T G.826《國際恒定比特率數字通道和連接的端到端誤碼性能參數指標》和我國YD/T5088—2005《SDH微波接力通信系統工程設計規范》設置。SESR按照0.002×B取值，B=1%×L/500+2.5%，在每個傳輸方向上，任何月份不大于上數值，實際通道的誤碼性能指標按通道長度成正比分配[2]。

3.5 微波系統建設

云南臺新臺址與衛星地球站直線距離為40 km，中間有高樓阻擋，無法直接傳輸信號，需通過梁王山、眠山兩個中繼站點實現信號傳輸，因此在新臺、梁王山、眠山、地球站建設了4個微波站，其中梁王山和眠山距離遠，為保障信號質量，使用空間復用技術傳輸信號，如圖2所示。

4 結束語q

在廣電、通信等行業，微波是重要的信號傳輸方式，隨著微波通信技術的不斷創新和發展，頻譜利用效率逐漸提高，數據吞吐量增大，數據傳輸速率提升，系統容量增強，微波傳輸與衛星、光纜等方式互補成為廣電、通信等行業信號傳輸的重要媒介。我們作為廣播電視行業的工作者會繼續深入鉆研數字微波技術，使數字微波技術為廣播電視信號傳輸做出更多的貢獻。

參考文獻

[1] 全紹輝．微波技術基礎[M]．北京：高等教育出版社，2011．

[2] 李秀萍，高建軍．微波測量技術基礎．北京：機械工業出版社，2007．