辽宁省IP微波传输网的原理和应用

董云龙

（辽宁省广播电视锦州中波站，辽宁 葫芦岛 125018）

1 IP微波传输网的特点和优势

IP微波是新一代全IP化的数字微波通信系统，继承了PDH/SDH微波网的优点，同时还具备站点部署灵活、组网简单、系统容量大、传输距离远以及网络覆盖面广等特点。IP微波通信频率高，收发天线安装高度高，不易受到非法网络攻击和破坏，可以安全可靠地将省级广播电视节目快速下发到所有站点[1]。

与上一代PDH/SDH微波网相比，IP微波传输网业务接口统一为IP接口，能够与其他TCP/IP网络进行连接互通，同时还能够与光纤通信网和卫星通信网互通融合，可以直接对接TS/IP接口，兼容性好，扩展能力强。

2 辽宁IP微波传输网的工程概况

截至目前，辽宁IP微波传输网已完成两期工程。其中，一期工程台站40个，一期电路39跳；二期台站34个，二期电路36跳。目前尚有规划台站在建，由于地理原因暂未能开通。

3 辽宁IP微波传输网的系统结构

辽宁IP微波传输网内所有台站的设备型号均为7000IP。这套微波通信系统由微波传输系统、微波主控系统、网络交换系统、通信电源系统以及监测和网管系统5部分组成[2]。

微波传输系统的天线采用单极化前馈式抛物面天线，配有侧罩和罩布，以防止非传输方向的杂散辐射影响微波接收，同时可以防尘、防雨水。微波天线经椭圆波导、收发双功器以及功放滤波器与7000IP TRP收发信机连接。其中，椭圆波导的传输损耗为每150 m约9 dB。

信号发射时，多路IP业务接入交换机，标记vlan tag并多路聚合后送入MDP主控单元Modem数字基带接口调制为350 MHz中频MPX信号，再送入TRP上变频至7 725～8 000 MHz（TX Lower）或8 000～8 275 MHz（TX Upper）送入选定频率的功放滤波器，最终变换为特定波道的微波信号，经由收发双工器、椭圆波导以及微波天线发送出去[3]。信号接收时，微波天线接收8 GHz微波信号，经波导、功分器及滤波放大器选定特定波道的射频信号，送入TRP Modem下变频为140 MHz中频MPX信号，再送入MDP主控单元Modem解调为数字基带信号，最后接入交换机。交换机根据数据包的vlan tag还原为多路IP业务分发至其他设备。当传输使用了SD（分集）接收系统时，由SD独立天线接收SD微波信号，经SD波导、SD滤波器及SD双工器传输至TRP单元，由TRP完成SD接收功能。

7000IP提供网管监测板卡接口，可由省监测中心前端统一控制和管理，负责全网微波站点设备运行情况的监测、管理及控制，为系统的安全性、稳定性以及服务质量提供保障。监测系统的主要功能是对传输业务的质量进行实时检测。网管系统则自动监控与统计微波传输设备电平值、链路衰落以及误码率等各种数据，并且能够监控全网交换机以及在其后接入的解码器和编码器等各种设备的性能。网管系统可以实时采集全网发生的故障告警信息，有助于进行故障定位；可以记录全网设备的性能参数；通过对IP微波链路日志的性能数据进行分析，可以预测可能出现的故障或者性能劣化情况，以便后期进行微波链路的优化[4]。

微波设备电源均为-48 V直流供电，当供电正常时，将380 V三相交流电转换为-48 V直流电，供7000IP和交换机等直流设备使用，同时对-48 V蓄电池组进行充电；停电时，由-48 V蓄电池组对通信设备继续供电。蓄电池组由24块2 V 400 Ah蓄电池串联，正极接地，负极输出-48 V电压。本站单面微波天线正常工作时，单套微波射频收发功率≤33 dBm（2 mW），单个方向实测系统整体三相功率总和约420 W，蓄电池组的理论总储能为48 V×400 Ah=19 200 Wh。在当前耗电状态下，蓄电池组为本站微波设备供电的最长时间为19 200 Wh÷420 W=45.7 h。考虑到其他微波站存在多天线和多方向微波链路，同时电池的储能、容量及输出均有损耗，经厂家计算，2 V 400 Ah蓄电池组完全能够保障停电后的24 h内持续供电。

4 辽宁IP微波传输网系统参数

辽宁IP微波传输网的射频参数如表1所示。

表1 辽宁IP微波传输网射频参数

5 辽宁IP微波传输网网络配置

辽宁IP微波网的核心应用设备为RAISECOM ISCOM3000交换机。设备共有28个RJ-45网络接口，其中，1～24口为千兆电口，25～28口为光口，需要插入USFP+-192/S1光模块和单模尾纤使用，另有1个RJ-45的SNMP管理端口、1个RJ-45和1个 MiniUSB的 CONSOLE（RS-232）串 口，1个USB升级口。每个微波站点有1主1备共2台ISCOM3000交换机，其安装配置如下。

主备交换机为堆叠模式，将端口28设置为二层转发模式，作为主备交换机的连接互锁信号，主交换机的优先级为10，备交换机的优先级为1。

主备交换机的端口1～24、25、26、27设置二层转发，其中设置端口25模式为trunk作为上联口使用，通过尾纤与微波主设备TRP调制解调器（Modem）连接。添加编号为10、100、101、200、300共5个vlan。配置端口1为access模式，绑定vlan 100，启用dot1q功能，开启igmp snooping组播；配置端口2为access模式，绑定vlan 101，启用dot1q功能；配置端口11为access模式，绑定vlan 200，启用dot1q功能，开启igmp snooping组播；配置端口12为access模式，绑定vlan 300，启用dot1q功能，开启igmp snooping组播。各端口的主要配置参数和功能如表2所示。

表2 交换机端口配置参数和功能

依次配置主交换机的端口25、1、2、11、12，指定其依次对应备交换机的25、1、2、11、12作为保护端口。此时，主备交换机的对应端口为互锁互备保护，即同一时间只有1个相同编号的端口正在工作。在单线连接时，当某个端口出现故障时，可将该端口上的网线拔出插入另一台交换机的同位端口上即可。在双线连接时，由于主备交换机优先级不同，且同位端口为互锁互备状态，当主备交换机同时接入业务系统时，不会形成环路，不会引起网络风暴[5]。最后进入交换机管理vlan 10，根据规划添加管理地址172.x.x.x，子网掩码255.255.255.0。

6 IP微波传输网内信号的提取和使用

IP微波网内的广播电视信号通过vlan 100传输，传输格式为TS/IP，采用UDP协议组播。通过指定交换机某个端口绑定vlan 100即可输出使用。微波设备安装时默认配置了主备交换机的端口1为广播电视节目流端口，该端口内目前提供5组清流节目，分别为中央电视2组、辽宁电视1组、中央广播1组以及辽宁广播1组。码流地址、端口号和节目内容如表3所示。

将表3中的组播地址和端口号输入带有TS/IP功能的卫星接收机，即可解码、透传该组节目。其中，中央电视节目和辽宁电视节目需要支持AVS+和DRA解码功能的接收机，中央广播节目和辽宁广播节目仅需普通的具有MPEG-2解码功能的接收机即可。

表3 IP微波网内的广播电视信号参数

7 其他注意事项

IP微波网内传输的中央广播节目和中央电视节目是从沈阳微波总站安装的卫星天线接收中星6B、中星6A卫星对应转发器的节目，经过解调、透传至微波前端，因此节目比本地直接用卫星天线接收时有1～2 s的延迟。当采用微波信号作为主信号源时，因信号延迟超过了500 ms单频网调整上限，会导致省内运行在卫星单频网的中央地面数字电视无线覆盖工程无法同步SIP包，进而造成单频网解裂，引发同频干扰，建议将微波信号作为备用信号源使用[6]。IP微波网内传输的辽宁电视节目和辽宁广播节目来自省台前端，微波信号的优先级最高，传输速度最快，对比卫星和光纤等传输方式信号提前2～3 s，建议作为主用信号源使用。

8 结 语

IP微波传输网融合了丰富的网络特性，能够在满足现有广播电视信号传送的基础上，提供大带宽、多业务服务，为传统媒体和新兴媒体融合发展提供有力的支撑。IP微波传输网建设和维护费用低，具有不可替代的灵活性和抗灾性，是当代广播电视传输骨干网的重要组成部分，是安全播出的重要一环。优质的频谱资源是中国广电的优势之一，相关单位应当利用IP微波网发挥自身优势，提高无线传输能力，通过承载更多样化的业务，在无线传输领域寻求突破，才能在技术不断发展的今天走得更远。