广播电视SDH数字微波传输系统运用与故障处理

刘亚琼

（天水市广播电视微波总站，甘肃 天水 741000）

1 SDH微波通信关键技术

1.1 自动发信功率控制技术

自动发信功率控制技术也叫ATPC，主要是使微波发信及所输出功率保持在ATPC控制区间内，不需要人为干预就可在接收端电平发生改变之后随即自动改变。应用ATPC技术，能有效降低同路相邻系统的干扰，显著降低多径衰落发生概率（通常可低于1%），尽量避免系统受到大幅降低衰落影响，由此改善微波线路性能，并降低电源消耗，减少非线性失真问题的出现。

1.2 多电平编码调制技术

由于微波传输媒质频带容易受限制，结合ITU-R建议，我国在4～11 GHz频段大都采用的波道间隔为28～30 MHz及40 MHz。为在有限频带当中顺利传输SDH信号，一种有效方的法就是引入多电平编码调制解调技术。

1.3 自适应频域以及时域均衡技术

在系统中应用多状态OAM调制后，为达到ITU-R所规定的相关性能指标，要采取有效措施对多径衰落加以抵抗。按照ITU-R的新建议，即不向数字微波系统中提供给额外差错性能配额，所以必须采取强大的抗衰落对策。而在大量抗衰落技术中，除了分级接收技术，较为常用的就是自适应均衡技术，其涵盖了自适应射频均衡技术以及自适应时域均衡技术。射频均衡多用在控制频率选择性衰落中，也就是对信道频率特性畸变加以补偿，重点通过中频通道插入补偿网络频率特征。相比之下，时域自适应均衡具有更广的应用范围，可应用于多种码间干扰消除方面，还可用在最小相位以及非最小相位的衰落抵抗中。而为消除正交干扰，可合理引入二维时域均衡器。

2 广播电视SDH数字微波传输系统的运用

2.1 通过SDH技术实现广播电视信号传输

要通过SDH技术实现广播电视信号传输，需要先对信号进行数字化处理，具体的处理步骤有取样、编码以及量化等。应用SDH技术传输电视图像的最佳传输速率有两个，分别是139.264 Mbps和34.368 Mbps。因为广播电视节目信号属于模拟信号，需要先利用编码器的对信号进行变换，并对所形成的数字信号进行压缩处理，最终使速率保持在139.264 Mbps，压缩结束后传输到c4容器当中，也可经过压缩使码率保持在34.368 Mbps，之后传输到c3容器当中，进而形成STM-1信号[1]。在所构建的SDH帧结构内部，广播电视节目的音频信号与视频信号均存放于静负荷区域内。在SDH设备中，将139.24 Mbps接口以及45 Mbps接口接入到语音输入设备、2 Mbps接口数据以及图像编码器，在相关设备支持下转换为SDH广播电视信号，随后通过微波发射；也可利用光纤达到传输目的，相关信号在传输至业务站点之后，可通过网络视频解码器解码后向千家万户中传递。

2.2 运用SDH数字微波传输系统缓解频谱资源短缺现状

应用SDH数字微波传输系统，能够有效节约频谱资源，从而缓解频谱资源紧张现状。在所设置的波道传输容量为200 Mbps基础上，计算模拟微波传输所承载的广播以及电视节目数量。在实现压缩编码以及适配之后的音频以及视频当中，主要应用北美标准T3接口，在保持200 Mbps传输容量的情况下，能传输4个45 Mbps[2]。通过MPEG-2实现压缩编码，可对其中一路视频信号的出码率进行调整，由之前的10 Mbps转变为8 Mbps，并将一路音频信号调整至256 kbps。在10 Mbps容量当中，为音视频编码所分配的容量是8 Mbps，而为其他开销所分配的容量为2 Mbps。而在2 Mbps内部编入256 kbps音频信号内部所包含的码率数量。经计算，发现在无其他开销的情况下，在2 Mbps容量内部所能编入的音频节目最多是8套，在实际应用期间，可将6套音频节目设置为合理上限。

通过上述分析，可发现适配器保持45 Mbps的输出码率，编码器则保持10 Mbps的输出码率，所以单个适配器能够实现4个编码器的复用。因为单个编码器能够涵盖的音频节目是6路，视频节目为1路，所以单个适配器可涵盖4路视频节目以及24路的音频节目。结合相关计算发现，45 Mbps其数量为4时共同构建200 Mbps，此时代表单个波道能传输16路视频信号以及96路的音频信号。相比之下，单个模拟微波波道可传递1路视频信号以及4路音频信号，而对于SDH数字微波传输来说，单个波道能够传输16路视频信号以及96路的音频信号，和前者相比显著提升。所以，SDH数字微波传输系统能够显著节约频谱资源，对无线传输受到频谱资源局限所产生的问题加以解决[3]。

3 广播电视SDH数字微波传输系统的故障处理

3.1 误码故障与处理

在广播电视数字微波传播期间，误码故障属于常见故障。误码是指电视信号在接收期间电视画面图像当中突然出现块状马赛克，并伴有声音卡带现象，直接降低人们的电视观看体验[4]。此类故障产生的原因较多，而周边环境变化是主要诱因。但是因为环境具有不可控性，所以当前针对此类问题尚无有效的解决方法。另外，除了环境因素可导致误码，信号传输线受损、接收信号故障以及设备故障等原因也会导致出现乱码情况。

在误码故障处理过程中，首先要对误码故障发生的原因进行全面排查，明确是否是由于环境变化因素所造成的，同时对设备所处环境进行全面检测，着重测量温度，明确温度是否在合理区间内。一般情况下，如果环境温度达标，即可排除由环境因素造成乱码问题。在排除环境因素影响之后，需要对传输设备进行细致检查，主要检查电缆电线有无受到外部因素干扰，或者查看电缆电线接地有无异常情况。另外，电缆传输设备存在质量问题也可导致出现误码现象，此时要对电缆进行细致检查，明确是否存在漏焊等问题。若经检查发现电缆无异常，则可排除因设备电缆质量不达标导致的误码问题。随后需要检查外部电磁干扰，在做好防护措施的基础上详细检查传输流程，检查确定设备接地正常与否。若是因为存在干扰现象而出现误码故障，则需要在传输设备当中运用独立电源，并要注意所建机房要和高压线保持较大距离，不能建在高压线附近，还要采取一系列地防护手段[5]。

3.2 收信电平故障与处理

收信电平故障也是一种常见故障，指信号在接收期间出现的收信电平下降、深衰落现象。出现此故障主要是受到天气因素或大气层变化等影响，尤其是雨雪天气会较为明显地影响收信电平，使其出现深衰落问题。此外在信号接收期间，余隙间距大小也会一定程度上对收信电平产生影响。若余隙间距比较大，就比较容易出现多径效应；若余隙间距太小，就会导致收信电平比正常值偏低，由此发生异常，并会在正常区间内出现深衰落问题[6]。导致收信电平发生故障的因素除了上述以外，还可能由设备因素引发故障。如果信号在传输期间设备出现馈电问题，同时电路各单元盘处于虚连状态，那么也容易出现电平过低情况。

对于收信电平故障，在处理过程中首先要明确电平深衰落情况出现的原因。为确定是否是因为大气层变化造成此故障，可先合理调整电线高低。若在电线挂高之后依旧存在收信电平故障，就可排除大气层变化因素。若天线调整之后故障同步消除，就基本可以判定是因为余隙间距过大或过小造成的，进而可有针对性地予以调整即可解决故障。在数字微波传输期间，收信电平保持良好信号具有重要意义，需要高度关注此类故障。

3.3 其他故障与处理

一方面，在数字微波传输期间会时常出现服务波道故障，如监控单元会经常发生死机情况。此故障发生概率较高，为系统应用带来较大麻烦。监控单元死机的主要表现是网络管理员在访问某画面过程中会出现一跳不通现象，抑或在访问中延缓时间比较长。出现此故障的原因主要是数字微波传输服务波道存在问题[7]。另外，在数字微波传输期间，公务系统发挥着重要作用，而公务系统在实际应用中具有较高的故障发生频率，当其发生故障后，会对电路运行状态产生一定的影响，严重情况下会造成整个电路全面不通。另一方面，系统在应用中会出现复接设备和天馈故障。在电视信号传输期间，复接设备具有起分与复接等作用，为保证设备正常运行，需要加强日常维护。在复接设备使用期间，经常出现的故障是单板损坏，这主要是因为供电压过低导致单板运转功能异常，抑或会出现分支指标下降，从而引发闪断，如平时常见的线路信号中断就可能是由于复接设备发生故障所造成的。

在上述故障处理的过程中，若传输期间发生监控单元死机问题，需要先对监控单元进行复位处理，如果复位之后故障未消除，就需要关闭波道，静待30 s后再次打开机器，大部分时候能够恢复到正常[8]。若公务系统发生故障，需要通过逐个排查法全面排查各个网段，由此确定该站公务是否有异常。若因复接设备引发故障，需要对复接设备、复接板以及所有接线进行全面检查，明确复接板以及微波接触良好与否。若存在接触不良问题，要重新连接电缆线，从而解决故障。对于天馈故障，要着重把握好施工质量，在施工过程中加强管理控制，以防出现馈线折瘪问题。

4 案例分析

某微波站网络机房ADM设备发出“Inside Fail”告警信息，经该微波站工作人员和技术人员共同检查，发现ADM设备发出“Inside Fail”告警信息主要是5槽、14槽相应矩阵板两者通信存在异常。主要处理方法是：全面检查、详细分析与准确判断，明确问题主要出现在哪块矩阵板当中，随后对故障矩阵板进行更换处理。经故障分析，发现必须更换5槽矩阵板。但因为5槽矩阵板属于主用，所以要先使其退出主用，同时把业务切至14槽矩阵板当中实现传输，在保持备用状态时更换此矩阵板，由此保证在更换过程中业务信号依旧能够正常传输。不过就目前状态，5槽矩阵板无法自行切至备用状态，如果强行拔出5槽的矩阵板并切换，业务传输可出现瞬时中断问题。为最大程度降低影响，技术人员以及微波站维修人员在故障处理过程中预先通知受影响站点。在故障处理期间，技术人员首先断开5槽矩阵板电源，之后重启，从而顺利地使信号切至14槽矩阵板当中，经过大约180 s后正常启动5槽矩阵板。此时依旧存在“Inside Fail”告警信息，而且光信号无法切换至主路光纤当中，由此判断5槽矩阵板存在故障，之后更换此矩阵板。完成更换工作之后告警信息随即消失，光保护切换无异常，并且设备运行以及信号传输也都恢复到正常工作状态。

ADM相关设备经常会出现“Inside Fail”告警信息，对于此类故障处理方法基本一致，不过此次故障有一点不同，因为此ADM设备当中5槽矩阵板上配置了光模块，在该告警信息出现的同时光模块部分也有故障。结合故障表现进行分析，能够快速锁定故障板卡，由此快速排除故障。

5 结束语

广播电视SDH数字微波传输系统作为近年来新兴的一个系统，和传统系统相比具有诸多优势，而且能够保持较高的工作效率，所以在广播电视传输系统中被广泛应用，其主要优点有传输质量高、容量大而且抗灾害能力强，其在广播电视信号传输领域属于关键组成部分。为保证系统运行的稳定性与可靠性，需要高度关注系统的维护和故障处理，在实践中，要系统化地总结和分析常见故障，采取有效的处理方法，确保数字微波传输系统能够正常、顺畅地运行。■