广播电视SDH数字微波传输系统的应用与故障处理对策研究

摘要：国内引用SDH数字微波传输系统的历史可以追溯到20世纪80年代，在这之后，不断升级改造广电体系，使其从模拟微波转变为数字微波。SDH数字微波传输系统的优势比较明显，如较大传输容量、较远传输距离、较高传输质量、有效抵抗自然灾害等，因此，其被作为主力设备，用于传输广播电视节目信号。基于此，本文论述广播电视SDH数字微博传输系统的应用和故障处理策略，希望给有关机构提供参考与借鉴。

关键词：广播电视;微波传输系统;应用策略

近几年，光通讯设施和光纤价格大幅度下降，有利于大范围普及和应用光纤通讯，从而使传统数字微波传输体系成为光纤备份。但是，随着光纤通讯的进步和完善，逐渐凸显出来微波通讯自身优势，微波通讯自身抗灾性能比较强，进而使微博通讯免受自然灾害如雷电、风雨、大雪等影响。因此，有必要探索广播电视SDH数字微波传输系统的应用和故障处理措施。

一、SDH数字微波传输系统

若干终端站与中间站构成SDH数字微波传输系统，包括分路站、枢纽站、大量中继站。工作过程是甲地终端负责将数字信号送来，数字基带信号经过处理之后，借助数字调制，促进数字中频调制信号的形成，70MHz或140MHz是信号频率。输送调制信号，使其到达发送设备，调制射频，促进微波信号的形成，借助发射天线，发送至微波中继站。接收信号后的微波中继站经过再处理后，发送至下一站，当收端站接收到信号后，再对微波信号进行混频、中频解调，使数字基带信號得以恢复，最终经过分路还原，促进原始数字信号的恢复[1]。

二、SDH数字微波传输系统特点

SDH数字微波传输系统具有很多特点，主要特点表现在以下几个方面，具体分析是：

（一）更安全的系统

SDH数字微波传输系统的网络组合、管理能力十分灵活。很多网络都由其组合而成，它能管理网络、设备运行、管理与维护方。当环形网络形成之后，网络具备自愈能力。在发生网络故障后，无需人为干扰，网络自身的传送服务可在短时间内自动恢复。而模拟微波系统无法做到这一点。

（二）更好的传输质量

经过多次中继和复制后的SDH数字微波传输不会积累噪声，也不会发生干扰，能够使模拟微波传输噪声积累与干扰问题得到有效解决，从而传输到更远距离。其采用的纠错编码等各种新技术，促进抗干扰能力的提高。主要表现在不会有横条干扰、雪花等现象出现在数字微波传输信号中，与信号源基本一致。由此看来，对比模拟微波，数字微波传输系统更优。

（三）更高资源利用率

对于大部分通信系统工程而言，在建设与设计工作中，必须对已有系统的再利用、不同型号设备兼容问题进行综合考虑，在此方面，SDH数字微波通信系统的优势十分独特。它具有很多功能，如传输光纤性能、全面管理网络性能、系统结构开放功能，可以切换和交叉连接不同型号上、下话路复用器。以下四种是其主要应用，具体是串联使用SDH光纤系统;应用SDH微波系统和光纤电信网，促进闭合环路的形成;发挥保护SDH光纤网作用，使保护整个通信网安全问题得以解决;自成链路或环路。

三、SDH微波通信系统关键技术

SDH微波通信系统关键技术发挥重要作用和价值，有必要对其进行全面了解和掌握，具体分析如下：

（一）自动发信功率控制

自动发信功率控制技术的英文缩写是ATPC，其关键是微波发信机输出功率处于ATPC控制范围内时，无需人为干预，随接收端接收电平的变化而自动改变。ATPC技术的应用优势是使同一路相邻系统的干扰有所降低，保证多径衰落概率发生率在1%以下，大幅度降低衰落对系统影响，使微波线路性能得以改善;使电源消耗降至最低，使非线性失真情况减少。

（二）多电平编码调制

微波这种传输媒质，其频带受到一定限制，在ITU-R建议之下，国内普遍将间隔是28-30及40MHz的波道应用于4-11GHz频段。为了使SDH信号可以在有限的频带内传输，应用高性能多电平编码调制解调技术是最有效方法。

（三）交叉极化干扰抵消器技术

想要使数字微波系统容量增加，促进频谱利用率的提高，除了可将多状态调制技术应用于数字微波系统中外，还可应用双极化频率复用技术，实现大幅增长单波道数据传输速率。然而，在多径衰落出现之后，大大降低交叉极化鉴别率，导致交叉极化干扰的产生。因此，必须应用交叉极化抵消器，使正交极化信号干扰不断减小。

此技术工作原理是将一部分信号从信号传输相正交干扰信道中取出，通过适当处理后，相加有用信号，从而将加在有用信号上的正交极化信号干扰抵消。正常情况下，可以在射频、中频或基带上开展干扰抵消工作。通过对XPIC技术的应用，可以提高抑制干扰能力，使其达到15dB[2]。

（四）自适应频域和时域均衡技术

若将多状态OAM调制方式应用于系统中，想要满足ITU-R规定的性能指标要求，必须采取措施对抗多径衰落。由于ITU-R新建议是不将额外差错性能配额提供给数字微波系统，因此，采取的抗衰落措施必须足够强大。众多抗衰落技术中，排除分级接收技术，自适应均衡技术比较常用，具体包括自适应射频均衡技术、自适应时域均衡技术。

在减少频率选择性衰落方面比较常用频域均衡，也就是对实际信道频率特性畸变进行补偿，主要应用中频通道插入补偿网络频率特性。时域自适应均衡的应用范围比较广泛，可在各种形式码间干扰的消除中应用，在最小相位和非最小相位衰落中也可以应用。想要使正交干扰消除，可将二维时域均衡器引进来。

（五）大规模专用集成电路设计技术

此技术的英文简称是ASIC，包括交叉极化干扰抵消技术、自适应频域和时域均衡技术等在内的SDH关键技术都需要大规模集成电路的支持和帮助，如果缺少大规模专用集成电路设计技术，SDH关键技术就不能充分发挥作用和价值。

四、广播电视SDH数字微波传输系统的应用

（一）SDH技术传输广播电视信号过程

只有对信号进行数字化处理之后，才能应用SDH技术传输广播电视信号，数字化处理的步骤包括取样、量化、编码等。在传输电视图像过程中，最适合应用的SDH传输速率是34.368Mbit/s和139.264Mbit/s，作为模拟信号的广播电视节目信号必须借助编码器变换，形成数字信号压缩成139.264Mbit/s码率，然后输送至c4容器，或者压缩形成34.368Mbit/s输送至c3容器，最后使STM-1得以形成，在SDH帧结构中净负荷区域存放广播电视节目的视频与音频信号，使SDH设备45Mbit/s和139.24Mbit/s接口与图像编码器、2Mbit/s接口数据、话音输入设备相连接，促进SDH形式广播电视信号的转换，借助光纤或微波发射，实现传输目的，传输到业务站点后的信号，借助解码器视网，输送至千家万户中。

（二）定量比较SDH技术和模拟微波技术传输性能

以下定量对比SDH数字微波传输系统和模拟微波传输系统性能，进一步说明SDH数字微波传输系统具有良好的频谱资源节约优势。

将具有200Mbit/s传输容量的波道设置出来，首先将模拟微波传输承载的电视与广播节目数量计算出来。考虑通常将北美标准T3接口应用于经过压缩编码和适配后的视音频中，在传输容量是200Mbit/s时，可以传输的45Mbit/s数量是4个。

经过MPEG-2压缩编码后，可以调整一路视频信号的出码率，从原来10Mbit/s变为8Mbit/s，调整一路音频信号为256kbit/s。10Mbit/s的容量分给视频编码、音频编码和其他开销的容量为8Mbit/s、2Mbit/s。其中2Mbit/s可编入256kbit/s音频信号中多少套码率，对此路视频信号携带信息量具有较大影响。通过计算可知，在没有其他开销前提下，最多可将2Mbit/s容量编入8套音频节目。应用实践中，将合理上限确定为6套音频节目。

根據上述两点内容可知，45Mbit/s是适配器输出码率，10Mbit/s是编码器输出码率，由此可知，一个适配器可将四个编码器复用出来。考虑一个编码器可拥有1路视频节目和6路音频节目，因此，一个适配器拥有的视频节目、音频节目分别是4路、24路。

根据上述计算可知，4个45MBbit/s组成一个200Mbit/s，表明一个波道可以传输的视频信号、音频信号分别为16路、96路。

对于一个模拟微博报道而言，可以传输的视频信号、音频信号分别为1路、4路，但是SDH数字微波传输中，一个波道可传输的视频信号、音频信号则高达16路、96路。

因此，SDH数字微波传输系统可以有效缓解频谱资源紧张状况，解决频谱资源限制无限传输问题。

五、SDH数字微波传输系统常见故障

（一）误码

传输广播电视数字微博过程中，最常见的故障之一就是误码现象。误码现象指接收电视信号过程中，突然有块状马赛克出现在电视画面的图像中，与此同时，伴随声音卡带情况，对人们观看电视体验造成不良影响。这种现象是典型故障，码误产生原因比较多，主要原因是周围环境变化导致，然而，环境属于不可控因素，因此，目前仍然没有有效解决此种现象的方法。除此之外，导致乱码现象出现的原因还包括设备故障、接收信号故障、信号传输线损伤等。

（二）接收信号的电平故障

收信电平下降的深衰落是信号接收过程中常见故障之一，究其原因，主要是受到大气层变化和天气因素影响，包括雨雪天气等。除此之外，电平正常接收还受到接收信号中余隙大小间距影响，若有较大间隔存在余隙中，就会导致多径发射现象的产生;反之，若有过小间隔存在余隙中，接收电平则达不到正常值，导致异常现象出现，同时很容易在正常范围内发生深衰落现象。

不仅如此，设备故障也会引起接收信号电平故障，在信号传输过程中，设备发生馈电现象之后，就会虚连整个电路单元盘，导致出现电平过低现象。

（三）数字微波传输中服务波道故障

监控单元部分频繁出现死机状况，这具有较高发生概率，已经成为工作人员的一大难题。具体表现在网络管理员想要访问某一画面产生一跳不通情况，或者具有较长延缓时间。究其原因，主要是有一定问题出现在数字微波传输服务波道中。公务系统在数字微波传输中发挥至关重要的作用和价值，不可缺少。从故障发生频率看，公务系统具有较高数值。一旦公务系统出现问题，必然影响电路状况。最严重时甚至导致整个电路出现不通情况[3]。

（四）复接设备和天馈故障

传输电视信号过程中，复接设备发挥复接和起分作用，日常维护是重要环节之一。复接设备的常见故障包括单板损坏，较低供电压造成单板正常运转功能受损，或者降低分支指标引发闪断，日常生活中经常出现的中断线路信号可能因为复接设备故障导致。除此之外，天馈故障导致数字微波传输系统不畅通，日常工作过程中，馈线折瘪情况会对传输电磁波产生影响，进而导致有物理方面的折射、反射现象出现在电磁波中，一般情况下，施工人员不认真施工常会导致此类故障发生。

六、处理SDH数字微波传输系统故障的措施

（一）处理误码故障措施

处理误码故障措施包括：其一，检查物码现象出现原因，是否因为环境变化导致，检查各设备所处环境，对温度进行测量，查看是否在规定范围之内，如果温度符合规定，则不是由于环境因素引发的乱码现象;将环境因素排除之后，还要检查传输设备，比如电缆电线，或者是否受到外部因素影响，或者是否有异常情况出现在接地中。电缆传输设备质量也会对误码现象产生造成影响，这时必须检查电缆，查看是否有漏焊等情况存在，如果电缆正常，则排除设备电缆因素。进而对外部电磁干扰进行检查，做好防护工作之后对传输过程进行检查，查看设备是否正常接地，若故障由干扰现象导致，则将独立电源应用于传输设备中，避免在高压线附近建设机房，同时做好防护工作。

（二）处理收信电平故障措施

首先将收信电平的深衰落现象原因确定出来，是否由于大气层变化导致，对电线高低进行调整，若挂高天线之后，仍然有收信电平故障出现，则可以排除大气层影响;改变天线之后，若消除故障，则很大原因是余隙大小导致，这样就可以解决故障。传输过程中的重要部分之一就是收信电平的良好信号，必须对其给予高度重视。

（三）处理其他故障的措施

如果传输过程中出现监控单元死机情况，则必须将监控单元复位，若此种方法无效，则需要将波道关闭，等待约30秒之后，再将机器打开，这时很可能会恢复正常。如果出现公务系统故障，一般采取逐个排查方法，借助此种方法可以对各个网段进行排查，从而判断是否有问题出现在此站公务中。针对复接设备导致的故障，必须全面检查此设备和复接板、接线，查看微波和复接板是否接触良好，如果发生接触不良情况，则必须将电缆线重新连接好，使故障得以解决。如果发生天馈故障，必须高度重视施工过程，防止发生折瘪情况，如果发生，则需要将折瘪部分锯掉，除此之外，施工中避免造成人为破坏。

七、结束语

总而言之，在广播电视传输信号中应用SDH微波传输系统具有重要意义。SDH微波传输系统的有效运用，可以对当前广电传输网的不足进行弥补。在广播电视传输网络建设不断发展和进步的背景下，SDH技术必然会得到大力推广和应用，从而被越来越广泛应用于广播电视领域，SDH技术的应用将会推动广播电视网络建设事业持续快速发展。

作者单位：冯宝欣    枣庄市广播电视微波站

参  考  文  献

[1]羊志平. 浅析广电微波传输IP化改造系统特性[J]. 西部广播电视， 2020，41（18）：231-233.

[2]武光宇. SDH数字微波技术的特点及其应用[J]. 通讯世界， 2020，27（2）： 45-46.

[3]张诚程，何媛. 研究SDH数字微波通信技术的特点及其应用[J]. 中国新通信，2020，22（20）：32-33.