广播电视数字微波传输系统应用的回顾与发展

褚丽蓉

(山西广播电视无线管理中心，山西 太原 030001)

广播电视数字微波传输系统应用的回顾与发展

褚丽蓉

(山西广播电视无线管理中心，山西 太原 030001)

网络技术的日新月异,促使广播电视行业也在不断突破,积极进取。微波传输系统无论是国际还是国内，都发生了日新月异的变化，实现了从模拟到数字的巨大变迁。

微波传输设备；模拟；数字；变迁

随着广播电视行业的兴起和迅猛发展,对广播电视传输和运用要求也在进一步加强,数字微波传输系统也经历了一系列的发展，促使其充分运用数字微波实现广播电视传输具有其独特的优势，为安全播出工作提供了保障。

1 背景回顾

微波传输系统的起源是围绕着雷达的需要发展起来的，由于其具有通信容量大、投资费用少、建设速度快、安装方便、抗灾能力强等优势，促使其在短期内得到迅速的发展。到了20世纪40年～50年代，模拟微波登上了历史舞台，成为了长距离、大容量地面干线无线传输的主要手段，与当时的同轴电缆载波传输系统同为通信网长途传输干线的重要传输手段。从20世纪70年代后期开始，模拟微波开始向数字化方向发展。20世纪80年代中期以后，光通信获得显著发展，使得无线通信，特别是在之前的远距离主干线的传输容量方面保持优势地位的模拟微波通信，渐渐被光纤有线通信取代。伴随着数字通信技术的发展，自适应抗衰落技术、高阶编码调制技术、检测技术、SDH传输等技术也在迅速发展，促使数字微波传输系统成为通信网中不可或缺的一部分。

1956年从东德引进第一套微波通信设备，预示着国内模拟微波时代的开启，通过一系列的研究，先后完成了300路、600路和960路模拟微波通信系统的研制和开发，并在1976年的唐山大地震中发挥了其全部优势。70年代中期，全数字化、全固态化、无人值守的问题严重影响了模拟微波的推广。为了解决上述问题，开始了中、小容量数字微波的研究，也因此开启了数字化时代，在80年后期，在国家“七五”科技攻关项目中，安排了大容量数字微波系统的研制和开发。经过努力，于90年代初先后完成了6 GHz 1920路16QAM系统、11 GHz 1920路16 QAM系统和140 Mb/s 64QAM系统的研制和开发，并通过国家主管部门的验收。

2 微波传输系统的发展

2.1 传输容量的扩大

1) 要扩大传输容量，必须有高级调制解调。512QAM相对于256QAM传输容量提升为+11%；1024QAM相对于256QAM传输容量提升为+25%；2048QAM相对于256QAM传输容量提升为+38%。

2) 要扩大传输容量，必须有更宽的载波带宽(4 GHz～42 GHz)、超丰富频谱资源的全新E频段(70/80 GHz)。

3) 室外合路器级联多个ODU，实现多个ODU共用一面天线进行传输，适用于短距、中长距离大容量的微博传输需求，对站点基础设施要求不高，适用于大部分的地理传输环境。

2.2 IP化

1)集成分组交换功能，支持原生、纯分组业务与混合业务的传输方式，保证网络更高的灵活性、更稳定的可用度和更加精细的业务控制。

2)集成分组网络服务质量与OAM功能。基于每种调制方式下任意设定的TDM数量和优先级，当调制解调方式发生变化时，分组包业务也进行相应的调制，而OAM功能可以提高对分组网络的质量和稳定性。

3)集成分组网络功能(SDH同步传输、IP传输)以太网环保护。原生TDM环保护，保护倒换时间为<50 ms;以太网环保护，保护倒换时间为<50 ms(以太网环保护)。

2.3 多类型设备应用

1) 机架式微波分为分路系统、射频收发信单元、基带处理单元，主要应用于骨干网传输、广电、电力微波传输网改造。

2) 分体式微波。单个微波系统可支持620 Mbps的传输容量，提供丰富的业务接口。

3) 全室外微波系统。适用于短距和中长距离传输，拥有更大的频率带宽(56 MHz)，频率利用率高，可以完全兼容分体式微波系统，具有节约空间、时间、传输成本的优势。

3 微波系统数字化改造

由于数字微波传输具有安全系数高、抗干扰能力强，不易受人为损坏；整个线路噪声不累计；保密性强，便于加密；器件容易固态化和集成化；设备体积小，耗电少等特点，所以各地都在积极进行微波数字化改造。

数字化改造首先要对路线和设备进行比较，其中需要考虑到的因素包括投资预算(包括硬件和站点数量)；网络质量(链路性能和网络质量)；网络现状(传输容量和接口类型)；网络灵活性(扩容、升级和改造)及网络拓扑(长站距和衰落程度)。在收发信系统结构中，采用多级混频电路，提高了接收机的接受灵敏度、功率放大量及适当的通频带，多级混频与功率放大电路有效抑制交调产生的干扰程度，提高了微波系统的变频增益。采用独立的射频发射本振与接受本振，提高了射频频率的稳定度，实现系统增益更高、系统性能更稳定，大大改善了系统的传输性能。

在分路系统结构中，一种是采用独立的收发分路系统结构，有利于系统的升级与扩容，大大提高射频滤波性能，改善射频信号的失真程度；独立的空间分级滤波系统，有利于改善分集接受信号的质量，提高空间分集的改善效果。另一种是骨干网一体化邻接分路系统的设计，这一设计充分考虑到各个射频波道的干扰和反射性，可以在滤波系统内部一直干扰和反射的程度，改善信号的失真程度和频谱特性，提高微波系统的整体性能和微波链路传输的质量和可用度。

领先的中频合成技术采用的是同相合成与均方根合成，其目的是减少主/分集接收信号差别而导致的S/N恶化，改善系统性能。

4 微波传输系统的发展前景

传统微波网络面临着一系列的问题与挑战。一是频段资源、人力资源等改革已经逼近，不改造就被改革，压力越来越大；二是急需应对新业务的大容量、高可靠、好运维的挑战，提升微波网络的价值；三是微波数字化改造可以优化资源配置，光缆、卫星、微波传输相互配合，优势互补，扩大广播电视传输覆盖率，进而建立更加完善的安全播出体系；四是由于微波新技术的迅速发展，可以选择一条成熟的数字微波改造方案。上述问题表明，微波传输系统要相发展，必须采取一系列的措施。

1) 全频段电子调谐。一是全频段ODU，通过电子调节可变BPF;二是采用电子可调BPF≧NEC专利技术，实现全频段内信道调节，可以远端配置；三是减少频率干扰，使其具备实现窄带滤波器特性。

2) 应用更高转换效率的新器件。比如可以采用GaN即氮化镓，是下一代半导体材料，具有低的热产生率和高的击穿电场，是研制高温大功率电子器件和高频微波器件的重要材料。其主要是具备高功率密度小的特定，这也是提高能源效率的一大关键。具体在实际应用中一是可以采用外形尺寸结构保持相同的新型高频器件与芯片，高可靠性的创新器件与设备使发信功率提高约5 dB。二是新型高功率器件与内匹配技术，使发信功率提高约5 dB。

5 结束语

时代在进步，科技在不断发展，微波传输系统也在不断更新，旧系统都将被新的大容量、高性能、高效率的系统所取代。我们相信，下一代数字微波传输系统将具有更大的传输能力、更高的频率利用效率及强大的传输容量技术和多输入多输出技术，为广播电视安全播出提供强大的系统支持。

[1] 王胜利.数字微波传输网在广播电视信号传输中的作用分析[J].硅谷，2013(22):5-6.

[2] 陈晓强.数字微波传输网在广播电视信号传输中的作用探究[J].中国新通信，2014(14)：85.

[3] 王雪梅.数字微波技术在广播电视信号传输中的应用[J].通讯世界,2015(7)：15-16.

ReviewandDevelopmentofDigitalMicrowaveTransmissionSystemforRadioandTelevision

Chu Lirong

(ShanxiRadio&TVWirelessManagementCenter,TaiyuanShanxi030001,China)

The change of network technology is rapidly, and it promotes the radio and television industry in constant breakthrough and positive enterprising. Microwave transmission system, whether in international or domestic, has undergone change rapidly changes, and achieves a huge change from analog to digital.

microwave transmission equipment; simulate; number; change

2017-10-15

褚丽蓉(1981-)，女，山西汾阳人，工程师，研究方向：广播电视工程。

1674- 4578(2017)06- 0083- 02

TN943

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