浅谈淮干数字微波传输通道升级改造构想和分析研究

姚　瑞　曾令炜

浅谈淮干数字微波传输通道升级改造构想和分析研究

姚瑞曾令炜

一、淮河流域数字微波传输系统现状及改造缘由

随着淮河防汛通信业务的日益增多，传输通道的需求也日益增强，目前数字微波传输系统部分区段通道容量不足，已形成了通信“瓶颈”，从阜南至信阳区间、蚌埠至淮安枢纽区间，目前已无通道余量，现有的传输通道一旦发生故障，将无备用通道对此进行调换，已对淮河防汛通信业务的稳定运行造成了一定的影响。此外，从阜南至信阳区间、蚌埠至淮安枢纽区间数字微波系统的接口比较单一，只有E1接口，须通过E1转网络的协议转换器才能与网络业务对接，环节较为复杂，相应的故障点也增多，影响了通信业务的顺利开展。综上所述，对淮干传输信息通道的改造已经迫在眉睫。

二、淮干数字微波传输通道改造方案

此次改造在对数字微波系统现状充分调研，以及对微波电路传输计算结论深度分析的基础上，利用最新的微波传输技术，充分利用了现有的通信铁塔、通信机房、天馈系统，对淮干数字微波传输通道进行升级，对已形成“瓶颈”的区间进行扩容。

1.改造范围

淮干上游颍上至信阳段共6跳传输通道，分别为：颍上—阜阳，阜南—淮滨—潢川—息县—罗山—信阳。淮干下游蚌埠至淮安段共5跳传输通道，分别为：蚌埠—五河—鲍集—三河闸—二河枢纽—淮安枢纽。

2.频率配置与极化方式

在该方案中，改造的11跳微波均采用频率分集的方式。所谓频率分集，是指在发射端由两部发射机发射两个受同一信号调制的不同频率信号，收端被两部接收机分别接收后进行合成输出。频率分集可以补偿衰落信道损耗，用来抵抗衰落引起的不良影响。

根据淮河流域无线电频率资源分配和使用情况，原淮干上游颍上至阜阳、阜南至信阳6跳微波电路使用7G频段频点,频率波道间隔为28MHz，满足微波传输需求，此次改造继续沿用该频点配置；淮干下游蚌埠至淮安枢纽5跳微波电路原使用8G频段频点，该频点是14MHz的波道间隔，不能够满足容量、带宽等需求，特申请了波道间隔为29.65MHz的新频点，提高设备的抗干扰的能力及系统可靠性。

微波电路极化方式分垂直极化和水平极化，起到避免同频干扰，提高整个微波电路的可用性，一般根据微波电路的路由进行物理设置。通过对淮干微波电路的分析研究，该工程改造的11跳微波极化方式如图1所示。

图1　11跳微波极化方式示意图

3.天馈系统设计

天线高度的确定基于微波电路传输计算的结果，满足接力段余隙标准的要求和天线近区的净空要求。在确定天线高度时，需控制电波射束反射点不要落入水面及反射系数较大的区域，收发两端天线的海拔高差宜尽量增大，以尽可能减小K型衰落和波导型衰落的影响。该方案设计时，先由计算机模拟若干组天线挂高作参考，再根据上述确定天线高度原则，确定天线挂高。

根据以上原则及电路计算的结果，部分区段原采用的是单边空分的方式，即在发端用一面天线进行发射，收端用两个在空间具有不同位置的天线接收同一信息，然后将信号进行合成输出。空间分集手段可以克服空间选择性衰落。

现根据实际情况，将部分站点调整为双边空分的方式，即在发射和接收端各放置两面天线，极大地降低了误码率，减少了线缆之间的衰耗，提高了电平的储备，实现了最好的传输效果。

淮干上游颍上至信阳段天馈线配置表如表1所示。淮干下游蚌埠至淮安段天馈线配置表如表2所示。

4.设备选型

考虑到系统内部的衰落、干扰及其他恶化因素的影响，经过电路质量的计算，该设计对于中、短站距的通信电路，误码率能满足省际干线通道性能指标要求；而对于长站距的的通信电路，误码率能满足省内干线通道性能指标要求。为此，在设备选型时，对于无线通道主设备，频率为7～8GHz，信道波道间隔为28MHz，容量为64Mbps自适应，调制方式为自适应调制微波（AMR）。

表1　　淮干上游颍上至信阳段天馈线配置表

表2　　淮干下游蚌埠至淮安段天馈线配置表

经过对实际情况的分析，对于淮干上游颍上—阜阳、阜南—信阳、五河—鲍集—河闸段电路，选择机架式SDH设备，该设备的收发信机与调制解调设备均放置在室内，相对来说，设备运行条件较好，稳定性较高。误码率BER达到 1.010-3：-74.1dBm（典型值），-71.1dBm（保证值）。而对于淮干下游蚌埠—五河、三河闸—二河枢纽—淮安枢纽等长站距微波电路，采用分体式SDH设备，该设备的调制解调设备安装在室内，而收发信机安装在室外，中间通过同轴电缆进行连接，相对来说，室内设备安装较为方便，但收发信机的运行环境不如机架式设备，误码率BER可以达到1.010-3：-73.0dBm（典型值），-70.0dBm（保证值）。新型数字微波设备须具备E1、LAN、STM-1等接口，以实现各种通信业务的接入，须具备LCT、NMS接口，以实现网管远程监控。

E1接口：是指接口信号速率：16E1 （2.048Mbps），用于实链路的接入。

LAN接口：RJ-45接口，一般接入网络交换机，实现网络的对接。

STM-1接口：是指信号速率：1155.52Mbps或2155.52Mbps的光接口或电接口，一般还需与分复接设备对接，以实现电路的分接与复接。

LCT接口：设备安装和维护工具接口，通过Web浏览器为客户提供图形化界面的本地操作终端，可实现本地控制，并支持远程连接。

NMS接口：是指类型为10/100Base-TX/RJ-45的接口，用于连接NMS服务器，通过网络的正确连接和监控软件的正确设置，在任何微波站点均可以实现远程访问。

三、效益分析

通过对淮干信息传输通道的改造，通道的容量由原来的34M升级到200M自适应，并可根据不同的传输环境和天气情况自行改变调制方式，以最大程度地保障通信的畅通；经过改造，部分站点的室外型设备更改为室内型设备，更有利于设备的稳定运行；同时，改造后数字微波系统自带的业务接口也更加丰富，减少了中间环节的传输，使业务接入更加便捷。

改造后的淮干信息传输通道可满足5～8年内淮河干流重要水利设施及有关单位的水情、工情、防灾减灾、调度以及工程管理等数据、语音及视频信息传输，解决了大量水利数据有待采集、传输的带宽问题，能够促进水利改革与发展，推动水利实现跨越式发展，为淮河流域水利事业的持续、协调、健康发展提供保障■

（作者单位：淮委通信总站233001）