高清数字微波系统

摘要：数字微波使用专用无线频段，点对点定向传输方式传输电视信号，为地球站提供信源，相较光缆等有线传输方式，微波在安全性、保密性、抗自然灾害等方面具有一定优势。微波系统包括室内单元、室外单元、网管系统等几部分，将编码复用后的IP信号，经过调制、变频传输到卫星地球站。该文以云南台搬迁到新台址后建设的微波系统为例介绍数字微波系统的组建过程。

关键词：空间复用；IP传输；衰落

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2024.09.040

中图分类号：TN 943.2 文献标志码：A 文章编码：1672-7274（2024）09-0-04

HD Digital Microwave System

GUO Bo， ZHANG Zhou

（Yunnan Media Group， Kunming 650500， China）

Abstract： Digital microwave uses a dedicated wireless frequency band， point-to-point directional transmission， to transmit TV signals， to provide information sources for earth stations， compared with cable transmission methods such as cable， microwave has certain advantages in security， confidentiality， resistance to natural disasters and so on. The microwave system includes indoor unit， outdoor unit， network management system and other parts， which transmits the IP signal after coding and multiplexing to the satellite earth station through modulation and frequency conversion. Taking the microwave system built after Yunnan Station moved to the new station as an example， this paper introduces the construction process of digital microwave.

Keywords： spatial multiplexing; IP transmit; decline

1 研究背景

微波传输是使用特定频段的电磁波传输信号的技术，使用频段为300 MHz到300 GHz之间，属于高频信号，传输频率高、波长短，具有直线传播的特性，能够穿透电离层在视距内传播[1]。微波传输的优点包括：传输频带宽，能传输多路视/音频信号和大量的数据信息；使用专用频段，受外界干扰小，信号相对稳定；在远距离传输或地形复杂的地区使用微波传输的建设成本相对较低。微波传输在广播电视行业常用于实现远距离的通信链路，例如，通过地面接力传输主干信号、通过卫星传输覆盖较大区域等。云南台的高清数字微波系统是将视/音频基带信号编码复用转换成IP数据后通过微波通道进行传输，使用8 GHz频段，通过四个站点中继，实现新台到地球站的信号传输，为卫星地球站提供上星信号源。

2 系统设计考虑的因素

2.1 空间干扰

虽然微波具有很多优点，但是由于无线传输的原因，也使它有一定的局限性，例如，传输距离有限制、需要多个中继站点以保证信号的传输、传输路径被障碍物阻挡、空间干扰等。其中空间干扰是影响微波信号传输质量的一个重要因素，微波设备在实际传输过程中，受到自身因素和空间环境的影响，会产生各种干扰信号，影响传输信号的稳定性和可靠性。造成空间干扰的种类很多，原因各有不同，从而导致对干扰的分析和解决方案较为复杂。空间干扰主要有：视距干扰、绕射干扰、对流层散射干扰、水凝物散射干扰、上升层反射、折射与大气波导干扰等几方面，多种干扰导致微波信号在传输过程中产生衰耗，降低了微波传输的稳定性，如多径衰落、K型衰落、雨雾衰耗等。为了有效解决干扰问题，应在设计时认真勘察各站点的空间电磁环境，微波传输路径上的地形、地貌和阻挡物情况，加强对相应杂波干扰问题的技术分析，并根据实际情况进行改进和提高，确保高质量的信号传输。

2.2 信号中继

空间复用是利用多个接收和发射天线在同时段、同频率中收发多个不同的视/音频复用流和数据流的无线传输方式，多个天线同时传输不同数据，提高了频谱使用效率和信号传输质量，增加了数据传输速率，高效地利用空间维度，从而增加传输容量。在有限的空间资源内，在不增加发射功率的前提下，传输信号质量稳定可靠，传输的数据流量更大。由于梁王山和眠山站点之间距离较远，为保证信号传输质量，在这两个站点之间采用了空间复用技术，使用直径为3.0 m和2.4 m的两口天线进行传输。

3 系统组建

3.1 设备特点

云南台使用NEC5000IPS定向微波设备组建系统，该设备是Packt/TDM/Hybrid一体化微波设备，能平滑向全IP化演进，支持Native Ethernet和Native TDM多业务传输，满足IP化信号传输要求，内置QoS功能，可以在微波路由中设置VLAN；使用以太网OAM、RSTP、LACP、PWE、ERPS等，支持TDM、同步以太网、外接时钟信号等多种同步信号；支持自适应调制（RMR），可以灵活动态调整带宽，确保卫视高清等主传信号码流不中断；使用LDPC前向纠错，系统增益和可靠性高；提供FE/GBe/E1/STM-1等基带接口；内置4个功放模块，可以相互热备，每个模块有150 Mbps带宽，共600 Mbps传输带宽，可以满足高、标清同播的传输需求，即使升级4K超高清系统也能满足使用需求。

3.2 VLAN设置

微波通道中共传输3路IP复用数据流16套节目，以及回传1路复用数据流，共占用带宽430 Mbps，向地球站和省网络中心提供信源。为合理规划信道资源，避免发生网络风暴和组播地址冲突，在交换机上做了VLAN设置，每台交换机划分了4路VLAN，以下是部分VLAN设置内容：

<H3C>system-view

[H3C]sysname Mian Shan

telnet server enable

interface Vlan-interface 1

ip address 10.0.0.3 255.255.255.0

user-interface vty 0 4

authentication-mode password

set authentication password cipher 12345678

user privilege level 3

quit

vlan 100 to 200

interface Ethernet 1/0/1

port link-type access

port access vlan 100

interface Ethernet 1/0/3

port link-type access

port access vlan 100

interface Ethernet 1/0/5

port link-type access

port access vlan 100

interface Ethernet 1/0/7

port link-type access

port access vlan 100

interface Ethernet 1/0/9

port link-type access

port access vlan 100

interface Ethernet 1/0/11

port link-type access

port access vlan 100

interface Ethernet 1/0/2

port link-type access

port access vlan 120

interface Ethernet 1/0/4

port link-type access

port access vlan 120

interface Ethernet 1/0/6

port link-type access

port access vlan 120

interface Ethernet 1/0/8

port link-type access

port access vlan 120

interface Ethernet 1/0/10

port link-type access

port access vlan 120

interface Ethernet 1/0/12

port link-type access

port access vlan 120

interface Ethernet 1/0/13

port link-type access

port access vlan 112

interface Ethernet 1/0/15

port link-type access

port access vlan 112

interface Ethernet 1/0/17

port link-type access

port access vlan 112

interface Ethernet 1/0/19

port link-type access

port access vlan 112

interface Ethernet 1/0/21

port link-type access

port access vlan 112

interface Ethernet 1/0/23

port link-type access

port access vlan 112

interface GigabitEthernet 1/0/25

port link-type access

port access vlan 100

interface GigabitEthernet 1/0/26

port link-type access

port access vlan 100

interface GigabitEthernet 1/0/27

port link-type trunk

port trunk permit vlan 100 to 200

interface GigabitEthernet 1/0/28

port link-type trunk

port trunk permit vlan 100 to 200

quit

stp enable

stp mode rstp

quit

save

3.3 频率规划和天线主要参数

使用8 GHz频率传输微波信号，共4个站点，其中2个站点之间使用空间复用方式，正回传占用16个频点资源。由于新台和梁王山、发射机房和地球站之间直线距离较近，因此使用的天线口径较小。图1是频率使用情况和天线参数。

3.4 微波传输链路

微波传输线路按照SDH省内干线指标执行，微波电路质量指标的分配依据ITU-T G.826《国际恒定比特率数字通道和连接的端到端误码性能参数指标》和我国YD/T5088—2005《SDH微波接力通信系统工程设计规范》设置。SESR按照0.002×B取值，B=1%×L/500+2.5%，在每个传输方向上，任何月份不大于上数值，实际通道的误码性能指标按通道长度成正比分配[2]。

3.5 微波系统建设

云南台新台址与卫星地球站直线距离为40 km，中间有高楼阻挡，无法直接传输信号，需通过梁王山、眠山两个中继站点实现信号传输，因此在新台、梁王山、眠山、地球站建设了4个微波站，其中梁王山和眠山距离远，为保障信号质量，使用空间复用技术传输信号，如图2所示。

4 结束语q

在广电、通信等行业，微波是重要的信号传输方式，随着微波通信技术的不断创新和发展，频谱利用效率逐渐提高，数据吞吐量增大，数据传输速率提升，系统容量增强，微波传输与卫星、光缆等方式互补成为广电、通信等行业信号传输的重要媒介。我们作为广播电视行业的工作者会继续深入钻研数字微波技术，使数字微波技术为广播电视信号传输做出更多的贡献。

参考文献

[1] 全绍辉．微波技术基础[M]．北京：高等教育出版社，2011．

[2] 李秀萍，高建军．微波测量技术基础．北京：机械工业出版社，2007．