广播电视数字微波传输网络故障诊断方法

褚 恺

（广西广播电视无线传播枢纽台，广西 南宁 530001）

0 引言

随着信息时代的迅速崛起，网络的发展已成为社会进步不可或缺的动力。在各行各业，广播电视数字微波传输网络日益彰显其在信息流通领域中的战略价值。与计算机网络相似，这一网络体系由各微波站设备相互连接，采用相应的网络连接协议和传输设备，实现高效的通信和资源共享[1]。本文分析了广播电视数字微波传输网络故障诊断的基本方法。

1 广播电视数字微波传输系统概述

广播电视数字微波传输系统是一种利用微波频段的无线电波传送广播电视信号的复杂系统[2]。其主要组成部分包括发信端、传输通道和收信端。在发信端，广播电视业务信号首先被数字化处理，经过编码，多路信号通过时分复用（Time-Division Multiplexing，TDM）技术整合成一路高速数据流。该高速数字数据流经过正交相移键控（Quadrature Phase Shift Keying，QPSK）、正交振幅调制（Quadrature Amplitude Modulation，QAM）等数字调制技术转换为模拟信号。调制后的信号被加载到微波频率上，通过微波发信机滤波和放大，经微波天线发送出去[3]。传输通道需要考虑地形、气象及障碍物等因素，通常借助卫星中继或地面微波接力站进行长距离传输。在收信端，微波信号通过天线接收，经过解调、解码、均衡、纠错编码等处理，最终将接收到的模拟微波信号还原成原始的广播电视业务信号。微波传输系统设备工作原理如图1 所示，关键在于将广播电视信号转换为数字信号，通过多进制正交幅度调制等方式调制到微波载波上，然后在收信端通过微波解调和数字解码将其还原为广播电视信号。

图1 微波设备工作原理

2 广播电视数字微波传输网络故障诊断方法

当数字微波传输网络出现故障，可以根据故障现象，运用多种诊断方法进行判断和分析，找出故障所在[4]。常用的网络故障诊断方法有分层排除法、分段排除法和替换法。

2.1 分层排除法

分层排除法是一种常用的网络故障诊断方法，基本原理是根据网络协议的不同功能，将网络划分为若干层次，每一层负责一定的任务，从而简化网络的复杂性[5]。当网络出现故障，可以按照层次结构，逐层检查网络设备和连接，以确定故障的范围和位置，从而缩小故障的范围，提高故障排除的效率。广播电视数字微波传输网络大致可分为物理层、数据链路层、网络层和应用层等4 个层次。物理层负责传输比特流，数据链路层负责传输数据帧，网络层负责传输数据包，应用层负责提供具体的应用服务。

故障表现不同，诊断方向也不同。若故障表现为网络中断或丢包率过高，可采用从下到上的方式，首先从物理层着手，检查是否有线路中断、设备损坏、接触不良、信号衰减等物理因素导致的故障，并使用测试仪表测量信号强度、信噪比、误码率等参数，判断是否满足传输要求，再逐层向上检查。若故障表现为网络延迟或抖动增大，则采用从上到下的方式，先检查应用层，使用网元管理系统监视告警信息和性能指标，分析是否有网络拥塞、路由故障、协议不兼容、服务质量下降等逻辑因素导致的故障，再逐层向下检查。一旦在某一层发现故障，应及时排除或更换故障设备或连接，继续检查下一层或上一层，直至找到并消除所有故障。

2.2 分段排除法

分段排除法是一种利用数字微波传输系统的分段结构，从整体到局部逐步缩小故障范围，最终定位故障点的方法。该方法适用于复杂的数字微波传输网络，尤其是跨越多个中继站的长距离传输电路。该方法的基本思想是，将一个大的网络故障问题分解为若干个小的故障问题，从而降低故障排除的难度和复杂度。该方法根据信号中断、信号衰减、信号失真等现象，判断故障是发生在数字微波传输系统内部，还是外部因素引起的。如果是电源故障、雷击、风雨雪等外部因素，应及时排除或更换损坏的部件；如果是设备故障、参数错误、线路故障等内部故障，应进一步进行分段排除。

具体来说，此方法是根据数字微波传输系统的拓扑结构，将整个传输电路划分为若干段，每段由两个相邻的中继站或终端站组成，然后从传输电路的一端开始，逐段检查每段的工作状态，如信号质量、误码率及告警信息等，找出故障段或可疑段；对故障段或可疑段进行细致的检查，如检查设备的硬件、软件、参数配置及接口连接等，找出故障点或故障原因，并采取相应的措施进行恢复或修复。分段排除法能够有效缩短故障排除的时间，提高故障处理效率，保证数字微波传输系统的正常运行。

2.3 替换法

替换法是一种常用的广播电视数字微波传输网络故障诊断和排除方法，可以通过更换可疑的设备或模块来判断故障的位置和原因，从而恢复信号的正常传输。替换法要求维护人员掌握数字微波传输系统的结构和工作原理，以及各部分的功能和接口标准，同时要有一定数量的备用设备或模块，以便及时进行更换。替换法有两种形式，一种是单向替换，另一种是双向替换。单向替换是指只在一端的微波站进行设备或模块的更换，观察另一端的信号状态是否恢复正常；双向替换是指同时在两端的微波站进行设备或模块的更换，比较两端的信号状态的变化。替换法适用于数字微波传输网络的各个层次，比如在物理层，可以通过替换天线或馈线来判断是否存在天线故障、馈线故障、阻抗不匹配等问题，这些问题会导致信号的衰减、失真、干扰等现象，影响信号的质量和稳定性。这两种替换法，不论是运用哪一种，都能达到诊断和排除故障的目的，只是诊断和排除故障的效率和准确性有所不同。

3 数字微波传输网络故障的处理技巧

3.1 硬件故障处理技巧

数字微波传输网络中，硬件故障的处理技巧尤为重要，直接关系到整个系统的稳定性和可靠性。首先，检查网络设备的工作状态，这是判断故障原因的第一步，也是最基本的步骤。维修人员需要仔细观察数字微波传输网络设备的外部表现，包括指示灯的颜色和闪烁频率、显示屏上的文字和图标、报警器的声音和类型等。指示灯的颜色和闪烁频率可以反映设备的电源、温度、信号强度及工作模式等信息。显示屏上的文字和图标可以显示设备的型号、版本、状态及故障码等信息。报警器的声音和类型可以提示设备的异常情况和紧急程度。通过这些外部表现，维修人员可以判断设备是否处于正常工作状态，或者存在哪些异常情况。

其次，审查数字微波传输网络设备的配置参数。维修人员需要通过设备的管理界面或者命令行，查看和检验网络设备的配置参数，如网际互连协议（Internet Protocol，IP）地址、子网掩码、网关、路由表、虚拟局域网（Virtual Local Area Network，VLAN）和服务质量（Quality of Service，QoS）等。这些参数决定了网络设备的通信功能和性能，如果配置不正确或者不合理，可能导致数字微波传输网络设备无法正常工作，或者出现通信质量低、速度慢、丢包多及延迟高等问题。维修人员需要根据网络拓扑和设计要求检查、调整这些参数，确保网络设备之间的互联互通，以及网络设备的优先级和带宽分配。

3.2 软件故障处理方法

数字微波传输网络中，相对于硬件故障而言，软件的复杂性意味着在进行故障排除时需更加慎重。为了避免随意更改设置或重置系统导致的网络混乱，在进行软件故障处理之前，维修人员可以通过网络设备的管理界面或者命令行，导出系统配置文件到外部存储设备进行备份。这些配置文件包含了数字微波传输网络的基本参数，如频率、功率、调制方式及编码方式等。如果出现问题，可以确保系统的稳定性。此外，软件故障的处理要求维修人员深度理解数字微波传输网络系统的工作原理和结构，以便有效地定位和纠正问题。例如，维修人员可以检查数字微波传输网络应用程序和操作系统的状态，如中央处理器（Central Processing Unit，CPU）利用率、内存占用率、磁盘空间、进程列表及服务状态等，判断是否存在资源不足、程序冲突及软件故障等问题。通过这些方法，维修人员可以识别潜在的软件故障原因，并采取相应的修复或优化措施。

4 结语

在未来的广播电视数字微波传输网络的维护工作中，相关主体需要持续关注技术的发展趋势，不断提升维修人员的技能水平，以适应新的网络环境和应对未知的挑战。通过科学的维护与管理手段，能够有力保障数字微波传输网络始终处于高效、安全、稳定的运行状态，为广播电视业务提供坚实的支撑基础，助力信息化建设的不断发展。