廣播電視SDH數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用與故障處理對(duì)策研究

摘要：國(guó)內(nèi)引用SDH數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)的歷史可以追溯到20世紀(jì)80年代，在這之后，不斷升級(jí)改造廣電體系，使其從模擬微波轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字微波。SDH數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)比較明顯，如較大傳輸容量、較遠(yuǎn)傳輸距離、較高傳輸質(zhì)量、有效抵抗自然災(zāi)害等，因此，其被作為主力設(shè)備，用于傳輸廣播電視節(jié)目信號(hào)。基于此，本文論述廣播電視SDH數(shù)字微博傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用和故障處理策略，希望給有關(guān)機(jī)構(gòu)提供參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：廣播電視;微波傳輸系統(tǒng);應(yīng)用策略

近幾年，光通訊設(shè)施和光纖價(jià)格大幅度下降，有利于大范圍普及和應(yīng)用光纖通訊，從而使傳統(tǒng)數(shù)字微波傳輸體系成為光纖備份。但是，隨著光纖通訊的進(jìn)步和完善，逐漸凸顯出來(lái)微波通訊自身優(yōu)勢(shì)，微波通訊自身抗災(zāi)性能比較強(qiáng)，進(jìn)而使微博通訊免受自然災(zāi)害如雷電、風(fēng)雨、大雪等影響。因此，有必要探索廣播電視SDH數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用和故障處理措施。

一、SDH數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)

若干終端站與中間站構(gòu)成SDH數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)，包括分路站、樞紐站、大量中繼站。工作過(guò)程是甲地終端負(fù)責(zé)將數(shù)字信號(hào)送來(lái)，數(shù)字基帶信號(hào)經(jīng)過(guò)處理之后，借助數(shù)字調(diào)制，促進(jìn)數(shù)字中頻調(diào)制信號(hào)的形成，70MHz或140MHz是信號(hào)頻率。輸送調(diào)制信號(hào)，使其到達(dá)發(fā)送設(shè)備，調(diào)制射頻，促進(jìn)微波信號(hào)的形成，借助發(fā)射天線，發(fā)送至微波中繼站。接收信號(hào)后的微波中繼站經(jīng)過(guò)再處理后，發(fā)送至下一站，當(dāng)收端站接收到信號(hào)后，再對(duì)微波信號(hào)進(jìn)行混頻、中頻解調(diào)，使數(shù)字基帶信號(hào)得以恢復(fù)，最終經(jīng)過(guò)分路還原，促進(jìn)原始數(shù)字信號(hào)的恢復(fù)[1]。

二、SDH數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)特點(diǎn)

SDH數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)具有很多特點(diǎn)，主要特點(diǎn)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面，具體分析是：

（一）更安全的系統(tǒng)

SDH數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)組合、管理能力十分靈活。很多網(wǎng)絡(luò)都由其組合而成，它能管理網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備運(yùn)行、管理與維護(hù)方。當(dāng)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)形成之后，網(wǎng)絡(luò)具備自愈能力。在發(fā)生網(wǎng)絡(luò)故障后，無(wú)需人為干擾，網(wǎng)絡(luò)自身的傳送服務(wù)可在短時(shí)間內(nèi)自動(dòng)恢復(fù)。而模擬微波系統(tǒng)無(wú)法做到這一點(diǎn)。

（二）更好的傳輸質(zhì)量

經(jīng)過(guò)多次中繼和復(fù)制后的SDH數(shù)字微波傳輸不會(huì)積累噪聲，也不會(huì)發(fā)生干擾，能夠使模擬微波傳輸噪聲積累與干擾問(wèn)題得到有效解決，從而傳輸?shù)礁h(yuǎn)距離。其采用的糾錯(cuò)編碼等各種新技術(shù)，促進(jìn)抗干擾能力的提高。主要表現(xiàn)在不會(huì)有橫條干擾、雪花等現(xiàn)象出現(xiàn)在數(shù)字微波傳輸信號(hào)中，與信號(hào)源基本一致。由此看來(lái)，對(duì)比模擬微波，數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)更優(yōu)。

（三）更高資源利用率

對(duì)于大部分通信系統(tǒng)工程而言，在建設(shè)與設(shè)計(jì)工作中，必須對(duì)已有系統(tǒng)的再利用、不同型號(hào)設(shè)備兼容問(wèn)題進(jìn)行綜合考慮，在此方面，SDH數(shù)字微波通信系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)十分獨(dú)特。它具有很多功能，如傳輸光纖性能、全面管理網(wǎng)絡(luò)性能、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)開(kāi)放功能，可以切換和交叉連接不同型號(hào)上、下話路復(fù)用器。以下四種是其主要應(yīng)用，具體是串聯(lián)使用SDH光纖系統(tǒng);應(yīng)用SDH微波系統(tǒng)和光纖電信網(wǎng)，促進(jìn)閉合環(huán)路的形成;發(fā)揮保護(hù)SDH光纖網(wǎng)作用，使保護(hù)整個(gè)通信網(wǎng)安全問(wèn)題得以解決;自成鏈路或環(huán)路。

三、SDH微波通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

SDH微波通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)發(fā)揮重要作用和價(jià)值，有必要對(duì)其進(jìn)行全面了解和掌握，具體分析如下：

（一）自動(dòng)發(fā)信功率控制

自動(dòng)發(fā)信功率控制技術(shù)的英文縮寫(xiě)是ATPC，其關(guān)鍵是微波發(fā)信機(jī)輸出功率處于ATPC控制范圍內(nèi)時(shí)，無(wú)需人為干預(yù)，隨接收端接收電平的變化而自動(dòng)改變。ATPC技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)是使同一路相鄰系統(tǒng)的干擾有所降低，保證多徑衰落概率發(fā)生率在1%以下，大幅度降低衰落對(duì)系統(tǒng)影響，使微波線路性能得以改善;使電源消耗降至最低，使非線性失真情況減少。

（二）多電平編碼調(diào)制

微波這種傳輸媒質(zhì)，其頻帶受到一定限制，在ITU-R建議之下，國(guó)內(nèi)普遍將間隔是28-30及40MHz的波道應(yīng)用于4-11GHz頻段。為了使SDH信號(hào)可以在有限的頻帶內(nèi)傳輸，應(yīng)用高性能多電平編碼調(diào)制解調(diào)技術(shù)是最有效方法。

（三）交叉極化干擾抵消器技術(shù)

想要使數(shù)字微波系統(tǒng)容量增加，促進(jìn)頻譜利用率的提高，除了可將多狀態(tài)調(diào)制技術(shù)應(yīng)用于數(shù)字微波系統(tǒng)中外，還可應(yīng)用雙極化頻率復(fù)用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)大幅增長(zhǎng)單波道數(shù)據(jù)傳輸速率。然而，在多徑衰落出現(xiàn)之后，大大降低交叉極化鑒別率，導(dǎo)致交叉極化干擾的產(chǎn)生。因此，必須應(yīng)用交叉極化抵消器，使正交極化信號(hào)干擾不斷減小。

此技術(shù)工作原理是將一部分信號(hào)從信號(hào)傳輸相正交干擾信道中取出，通過(guò)適當(dāng)處理后，相加有用信號(hào)，從而將加在有用信號(hào)上的正交極化信號(hào)干擾抵消。正常情況下，可以在射頻、中頻或基帶上開(kāi)展干擾抵消工作。通過(guò)對(duì)XPIC技術(shù)的應(yīng)用，可以提高抑制干擾能力，使其達(dá)到15dB[2]。

（四）自適應(yīng)頻域和時(shí)域均衡技術(shù)

若將多狀態(tài)OAM調(diào)制方式應(yīng)用于系統(tǒng)中，想要滿足ITU-R規(guī)定的性能指標(biāo)要求，必須采取措施對(duì)抗多徑衰落。由于ITU-R新建議是不將額外差錯(cuò)性能配額提供給數(shù)字微波系統(tǒng)，因此，采取的抗衰落措施必須足夠強(qiáng)大。眾多抗衰落技術(shù)中，排除分級(jí)接收技術(shù)，自適應(yīng)均衡技術(shù)比較常用，具體包括自適應(yīng)射頻均衡技術(shù)、自適應(yīng)時(shí)域均衡技術(shù)。

在減少頻率選擇性衰落方面比較常用頻域均衡，也就是對(duì)實(shí)際信道頻率特性畸變進(jìn)行補(bǔ)償，主要應(yīng)用中頻通道插入補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)頻率特性。時(shí)域自適應(yīng)均衡的應(yīng)用范圍比較廣泛，可在各種形式碼間干擾的消除中應(yīng)用，在最小相位和非最小相位衰落中也可以應(yīng)用。想要使正交干擾消除，可將二維時(shí)域均衡器引進(jìn)來(lái)。

（五）大規(guī)模專用集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)

此技術(shù)的英文簡(jiǎn)稱是ASIC，包括交叉極化干擾抵消技術(shù)、自適應(yīng)頻域和時(shí)域均衡技術(shù)等在內(nèi)的SDH關(guān)鍵技術(shù)都需要大規(guī)模集成電路的支持和幫助，如果缺少大規(guī)模專用集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)，SDH關(guān)鍵技術(shù)就不能充分發(fā)揮作用和價(jià)值。

四、廣播電視SDH數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用

（一）SDH技術(shù)傳輸廣播電視信號(hào)過(guò)程

只有對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理之后，才能應(yīng)用SDH技術(shù)傳輸廣播電視信號(hào)，數(shù)字化處理的步驟包括取樣、量化、編碼等。在傳輸電視圖像過(guò)程中，最適合應(yīng)用的SDH傳輸速率是34.368Mbit/s和139.264Mbit/s，作為模擬信號(hào)的廣播電視節(jié)目信號(hào)必須借助編碼器變換，形成數(shù)字信號(hào)壓縮成139.264Mbit/s碼率，然后輸送至c4容器，或者壓縮形成34.368Mbit/s輸送至c3容器，最后使STM-1得以形成，在SDH幀結(jié)構(gòu)中凈負(fù)荷區(qū)域存放廣播電視節(jié)目的視頻與音頻信號(hào)，使SDH設(shè)備45Mbit/s和139.24Mbit/s接口與圖像編碼器、2Mbit/s接口數(shù)據(jù)、話音輸入設(shè)備相連接，促進(jìn)SDH形式廣播電視信號(hào)的轉(zhuǎn)換，借助光纖或微波發(fā)射，實(shí)現(xiàn)傳輸目的，傳輸?shù)綐I(yè)務(wù)站點(diǎn)后的信號(hào)，借助解碼器視網(wǎng)，輸送至千家萬(wàn)戶中。

（二）定量比較SDH技術(shù)和模擬微波技術(shù)傳輸性能

以下定量對(duì)比SDH數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)和模擬微波傳輸系統(tǒng)性能，進(jìn)一步說(shuō)明SDH數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)具有良好的頻譜資源節(jié)約優(yōu)勢(shì)。

將具有200Mbit/s傳輸容量的波道設(shè)置出來(lái)，首先將模擬微波傳輸承載的電視與廣播節(jié)目數(shù)量計(jì)算出來(lái)?？紤]通常將北美標(biāo)準(zhǔn)T3接口應(yīng)用于經(jīng)過(guò)壓縮編碼和適配后的視音頻中，在傳輸容量是200Mbit/s時(shí)，可以傳輸?shù)?5Mbit/s數(shù)量是4個(gè)。

經(jīng)過(guò)MPEG-2壓縮編碼后，可以調(diào)整一路視頻信號(hào)的出碼率，從原來(lái)10Mbit/s變?yōu)?Mbit/s，調(diào)整一路音頻信號(hào)為256kbit/s。10Mbit/s的容量分給視頻編碼、音頻編碼和其他開(kāi)銷(xiāo)的容量為8Mbit/s、2Mbit/s。其中2Mbit/s可編入256kbit/s音頻信號(hào)中多少套碼率，對(duì)此路視頻信號(hào)攜帶信息量具有較大影響。通過(guò)計(jì)算可知，在沒(méi)有其他開(kāi)銷(xiāo)前提下，最多可將2Mbit/s容量編入8套音頻節(jié)目。應(yīng)用實(shí)踐中，將合理上限確定為6套音頻節(jié)目。

根據(jù)上述兩點(diǎn)內(nèi)容可知，45Mbit/s是適配器輸出碼率，10Mbit/s是編碼器輸出碼率，由此可知，一個(gè)適配器可將四個(gè)編碼器復(fù)用出來(lái)?？紤]一個(gè)編碼器可擁有1路視頻節(jié)目和6路音頻節(jié)目，因此，一個(gè)適配器擁有的視頻節(jié)目、音頻節(jié)目分別是4路、24路。

根據(jù)上述計(jì)算可知，4個(gè)45MBbit/s組成一個(gè)200Mbit/s，表明一個(gè)波道可以傳輸?shù)囊曨l信號(hào)、音頻信號(hào)分別為16路、96路。

對(duì)于一個(gè)模擬微博報(bào)道而言，可以傳輸?shù)囊曨l信號(hào)、音頻信號(hào)分別為1路、4路，但是SDH數(shù)字微波傳輸中，一個(gè)波道可傳輸?shù)囊曨l信號(hào)、音頻信號(hào)則高達(dá)16路、96路。

因此，SDH數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)可以有效緩解頻譜資源緊張狀況，解決頻譜資源限制無(wú)限傳輸問(wèn)題。

五、SDH數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)常見(jiàn)故障

（一）誤碼

傳輸廣播電視數(shù)字微博過(guò)程中，最常見(jiàn)的故障之一就是誤碼現(xiàn)象。誤碼現(xiàn)象指接收電視信號(hào)過(guò)程中，突然有塊狀馬賽克出現(xiàn)在電視畫(huà)面的圖像中，與此同時(shí)，伴隨聲音卡帶情況，對(duì)人們觀看電視體驗(yàn)造成不良影響。這種現(xiàn)象是典型故障，碼誤產(chǎn)生原因比較多，主要原因是周?chē)h(huán)境變化導(dǎo)致，然而，環(huán)境屬于不可控因素，因此，目前仍然沒(méi)有有效解決此種現(xiàn)象的方法。除此之外，導(dǎo)致亂碼現(xiàn)象出現(xiàn)的原因還包括設(shè)備故障、接收信號(hào)故障、信號(hào)傳輸線損傷等。

（二）接收信號(hào)的電平故障

收信電平下降的深衰落是信號(hào)接收過(guò)程中常見(jiàn)故障之一，究其原因，主要是受到大氣層變化和天氣因素影響，包括雨雪天氣等。除此之外，電平正常接收還受到接收信號(hào)中余隙大小間距影響，若有較大間隔存在余隙中，就會(huì)導(dǎo)致多徑發(fā)射現(xiàn)象的產(chǎn)生;反之，若有過(guò)小間隔存在余隙中，接收電平則達(dá)不到正常值，導(dǎo)致異?，F(xiàn)象出現(xiàn)，同時(shí)很容易在正常范圍內(nèi)發(fā)生深衰落現(xiàn)象。

不僅如此，設(shè)備故障也會(huì)引起接收信號(hào)電平故障，在信號(hào)傳輸過(guò)程中，設(shè)備發(fā)生饋電現(xiàn)象之后，就會(huì)虛連整個(gè)電路單元盤(pán)，導(dǎo)致出現(xiàn)電平過(guò)低現(xiàn)象。

（三）數(shù)字微波傳輸中服務(wù)波道故障

監(jiān)控單元部分頻繁出現(xiàn)死機(jī)狀況，這具有較高發(fā)生概率，已經(jīng)成為工作人員的一大難題。具體表現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)管理員想要訪問(wèn)某一畫(huà)面產(chǎn)生一跳不通情況，或者具有較長(zhǎng)延緩時(shí)間。究其原因，主要是有一定問(wèn)題出現(xiàn)在數(shù)字微波傳輸服務(wù)波道中。公務(wù)系統(tǒng)在數(shù)字微波傳輸中發(fā)揮至關(guān)重要的作用和價(jià)值，不可缺少。從故障發(fā)生頻率看，公務(wù)系統(tǒng)具有較高數(shù)值。一旦公務(wù)系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，必然影響電路狀況。最嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致整個(gè)電路出現(xiàn)不通情況[3]。

（四）復(fù)接設(shè)備和天饋故障

傳輸電視信號(hào)過(guò)程中，復(fù)接設(shè)備發(fā)揮復(fù)接和起分作用，日常維護(hù)是重要環(huán)節(jié)之一。復(fù)接設(shè)備的常見(jiàn)故障包括單板損壞，較低供電壓造成單板正常運(yùn)轉(zhuǎn)功能受損，或者降低分支指標(biāo)引發(fā)閃斷，日常生活中經(jīng)常出現(xiàn)的中斷線路信號(hào)可能因?yàn)閺?fù)接設(shè)備故障導(dǎo)致。除此之外，天饋故障導(dǎo)致數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)不暢通，日常工作過(guò)程中，饋線折癟情況會(huì)對(duì)傳輸電磁波產(chǎn)生影響，進(jìn)而導(dǎo)致有物理方面的折射、反射現(xiàn)象出現(xiàn)在電磁波中，一般情況下，施工人員不認(rèn)真施工常會(huì)導(dǎo)致此類(lèi)故障發(fā)生。

六、處理SDH數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)故障的措施

（一）處理誤碼故障措施

處理誤碼故障措施包括：其一，檢查物碼現(xiàn)象出現(xiàn)原因，是否因?yàn)榄h(huán)境變化導(dǎo)致，檢查各設(shè)備所處環(huán)境，對(duì)溫度進(jìn)行測(cè)量，查看是否在規(guī)定范圍之內(nèi)，如果溫度符合規(guī)定，則不是由于環(huán)境因素引發(fā)的亂碼現(xiàn)象;將環(huán)境因素排除之后，還要檢查傳輸設(shè)備，比如電纜電線，或者是否受到外部因素影響，或者是否有異常情況出現(xiàn)在接地中。電纜傳輸設(shè)備質(zhì)量也會(huì)對(duì)誤碼現(xiàn)象產(chǎn)生造成影響，這時(shí)必須檢查電纜，查看是否有漏焊等情況存在，如果電纜正常，則排除設(shè)備電纜因素。進(jìn)而對(duì)外部電磁干擾進(jìn)行檢查，做好防護(hù)工作之后對(duì)傳輸過(guò)程進(jìn)行檢查，查看設(shè)備是否正常接地，若故障由干擾現(xiàn)象導(dǎo)致，則將獨(dú)立電源應(yīng)用于傳輸設(shè)備中，避免在高壓線附近建設(shè)機(jī)房，同時(shí)做好防護(hù)工作。

（二）處理收信電平故障措施

首先將收信電平的深衰落現(xiàn)象原因確定出來(lái)，是否由于大氣層變化導(dǎo)致，對(duì)電線高低進(jìn)行調(diào)整，若掛高天線之后，仍然有收信電平故障出現(xiàn)，則可以排除大氣層影響;改變天線之后，若消除故障，則很大原因是余隙大小導(dǎo)致，這樣就可以解決故障。傳輸過(guò)程中的重要部分之一就是收信電平的良好信號(hào)，必須對(duì)其給予高度重視。

（三）處理其他故障的措施

如果傳輸過(guò)程中出現(xiàn)監(jiān)控單元死機(jī)情況，則必須將監(jiān)控單元復(fù)位，若此種方法無(wú)效，則需要將波道關(guān)閉，等待約30秒之后，再將機(jī)器打開(kāi)，這時(shí)很可能會(huì)恢復(fù)正常。如果出現(xiàn)公務(wù)系統(tǒng)故障，一般采取逐個(gè)排查方法，借助此種方法可以對(duì)各個(gè)網(wǎng)段進(jìn)行排查，從而判斷是否有問(wèn)題出現(xiàn)在此站公務(wù)中。針對(duì)復(fù)接設(shè)備導(dǎo)致的故障，必須全面檢查此設(shè)備和復(fù)接板、接線，查看微波和復(fù)接板是否接觸良好，如果發(fā)生接觸不良情況，則必須將電纜線重新連接好，使故障得以解決。如果發(fā)生天饋故障，必須高度重視施工過(guò)程，防止發(fā)生折癟情況，如果發(fā)生，則需要將折癟部分鋸掉，除此之外，施工中避免造成人為破壞。

七、結(jié)束語(yǔ)

總而言之，在廣播電視傳輸信號(hào)中應(yīng)用SDH微波傳輸系統(tǒng)具有重要意義。SDH微波傳輸系統(tǒng)的有效運(yùn)用，可以對(duì)當(dāng)前廣電傳輸網(wǎng)的不足進(jìn)行彌補(bǔ)。在廣播電視傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)不斷發(fā)展和進(jìn)步的背景下，SDH技術(shù)必然會(huì)得到大力推廣和應(yīng)用，從而被越來(lái)越廣泛應(yīng)用于廣播電視領(lǐng)域，SDH技術(shù)的應(yīng)用將會(huì)推動(dòng)廣播電視網(wǎng)絡(luò)建設(shè)事業(yè)持續(xù)快速發(fā)展。

作者單位：馮寶欣? ? 棗莊市廣播電視微波站

參? 考? 文? 獻(xiàn)

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