SDH數(shù)字微波傳輸技術(shù)介紹

范軍

內(nèi)蒙古新聞出版廣電局微波傳輸總站 內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010050

SDH數(shù)字微波傳輸技術(shù)介紹

范軍

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SDH技術(shù)的不斷發(fā)展和在廣電領(lǐng)域中的大規(guī)模應(yīng)用，使得同步數(shù)字系列（SDH）微波設(shè)備逐漸取代了準(zhǔn)同步數(shù)字系列（PDH）的微波設(shè)備。本文主要對(duì)同步數(shù)字系列（SDH）的技術(shù)概念、原理、相關(guān)技術(shù)以及技術(shù)優(yōu)勢(shì)進(jìn)行介紹。

同步數(shù)字系列 SDH 載波鍵控技術(shù)

前言

二十世紀(jì)五六十年代，微波通信技術(shù)發(fā)明。這種技術(shù)主要是通過(guò)地面視距以微波頻段為載體，利用無(wú)線通信技術(shù)進(jìn)行傳播的一種方法。起初微波通信系統(tǒng)都是固定的模擬系統(tǒng)，微波通信技術(shù)與同軸電纜載波技術(shù)作為通信傳輸?shù)闹饕ぞ?，得到了廣泛的應(yīng)用。同步數(shù)字系列（SDH）是目前較為先進(jìn)的數(shù)字傳輸技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)是依托光纖通信技術(shù)和大容量、高速率的通信環(huán)境而產(chǎn)生。同步數(shù)字系列（SDH）具有廣闊的應(yīng)用空間，一方面能夠應(yīng)用于光纖傳輸領(lǐng)域中，另一方面在微波傳輸領(lǐng)域中也有較大的發(fā)展平臺(tái)。因此，為了滿足SDH傳輸技術(shù)的需要，首先應(yīng)逐步將準(zhǔn)同步數(shù)字系列（PDH）的微波傳輸系統(tǒng)加以改造，建立全新的同步數(shù)字系列（SDH）微波傳輸系統(tǒng)，以適應(yīng)技術(shù)發(fā)展的需求。

1 同步數(shù)字系列（SDH）技術(shù)

二十世紀(jì)八十年代，同步數(shù)字系列（SDH）第一次被提出并逐漸得到應(yīng)用，出現(xiàn)了N*155MBit/s較大容量的同步數(shù)字微波通信系統(tǒng)。通過(guò)使用64～512QAM的調(diào)制技術(shù)，能夠更好的加大單波道對(duì)外

通信傳播速度，但是同時(shí)也對(duì)波形形成技術(shù)提出了更高的要求。同步數(shù)字系列（SDH）采用了多級(jí)編碼解調(diào)技術(shù)，同時(shí)應(yīng)用網(wǎng)格編碼調(diào)制，大大降低了微波通信傳輸系統(tǒng)的誤碼率。

1.1 載波鍵控

按照歸一化信噪比與微波頻譜利用率之間的關(guān)系，兩者成正比例關(guān)系。對(duì)于中小型的數(shù)字微波通信系統(tǒng)所使用的調(diào)制辦法建議使用4PSK，對(duì)于較大容量的數(shù)字微波通信系統(tǒng)則使用微波頻譜利用率128QAM或512QAM。微波本身具有一定的限制性，按照國(guó)際電信聯(lián)盟無(wú)線電通信組（ITU-R）的要求，國(guó)內(nèi)所使用的4～11GHz的頻段，一般使用的波道間隔頻率為30MHz～40MHz。在受到限制的頻帶中傳輸同步數(shù)字系列信號(hào)，需要應(yīng)用更為先進(jìn)的進(jìn)制調(diào)制工藝。國(guó)際電信聯(lián)盟遠(yuǎn)程通信標(biāo)準(zhǔn)化組織（ITU-T）建議使用XPIC技術(shù)進(jìn)行調(diào)制。

1.2 XPIC技術(shù)簡(jiǎn)介與分析

在同步數(shù)字微波系列（SDH）傳輸系統(tǒng)使用過(guò)程中，由于使用了雙極化頻率，如果產(chǎn)生多徑衰落時(shí)，交叉極化的鑒別能力就會(huì)出現(xiàn)減弱的現(xiàn)象，可能會(huì)對(duì)交叉極化產(chǎn)生一定的干擾。為了規(guī)避干擾，可以在微波通路中加入交叉極化抵消器，更好的降低正交極化信號(hào)產(chǎn)生的干擾。XPIC技術(shù)主要是從通信傳輸信號(hào)中的干擾信道中摘出一些信號(hào)，將這些干擾信號(hào)進(jìn)行處理與正常的信號(hào)進(jìn)行合并，將其與正常信號(hào)中的正交干擾信號(hào)相互抵消，從而達(dá)到避免信號(hào)產(chǎn)生干擾。

交叉極化干擾抵消技術(shù)（XPIC）是要在每一射頻波道（40MHz波道間隔）內(nèi)傳送2×155Mbit/s的SDH微波信號(hào)。這一技術(shù)的實(shí)現(xiàn)有兩種方法：（1）采用512QAM多狀態(tài)調(diào)制技術(shù)，隔波道異極方式化傳輸。這種方法因調(diào)制狀態(tài)數(shù)較多，對(duì)電路的線性要求高，元器件的性能敏感，多徑衰落對(duì)其影響也較嚴(yán)重。若想要在28～30MHz波道間隔內(nèi)傳送2×155Mbit/s數(shù)字信號(hào)，則至少要采用1024QAM調(diào)制方式，其技術(shù)難度極高。（2）采用雙極化頻率復(fù)用技術(shù)。在每一個(gè)射頻波道中使用垂直與水平極化各傳一個(gè)155Mbit/s信號(hào)，在傳輸容許的情況下，采用交叉極化（XPD）鑒別度較高的高性能天線，即可滿足傳輸要求。但是在信號(hào)發(fā)生衰落時(shí)，由于交叉極化（XPD）本身在逐步下降，垂直與水平極化所接收到的兩路信號(hào)的交叉極化干擾電平就會(huì)逐步增加，很有可能會(huì)造成傳輸信號(hào)的中斷。

為了實(shí)現(xiàn)交叉極化在同波道的傳輸，需要自適應(yīng)交叉極化干擾抵消器，才能減小來(lái)自正交極化信號(hào)的干擾。采用XPIC技術(shù)后XPD的變化情況與是否使用分集接收有關(guān)。

XPD=XPD0+Q+XPIC-Fd（無(wú)SD時(shí)）XPD=XPD0+Q+XPIC-Fd/2（有SD時(shí)）

式中：XPD0為天線極化的角度；Q為傳播條件和天線類型相關(guān)的參數(shù)；XPIC是干擾抵消器提供的XPD數(shù)值；Fd為衰落深度。采用XPIC技術(shù)后，對(duì)干擾的抑制能力一般達(dá)到15dB以上就可以滿足設(shè)計(jì)要求。

1.3 自適應(yīng)頻域和自適應(yīng)時(shí)域均衡技術(shù)

在使用微波頻譜利用率較高的多進(jìn)制的QAM調(diào)制方法的前提下，要想達(dá)到國(guó)際電信聯(lián)盟無(wú)線電通信組（ITU-R）的要求，就必須對(duì)多徑衰落采取改進(jìn)的辦法。根據(jù)國(guó)際電信聯(lián)盟無(wú)線電通信組（ITUR）的新建議，將不會(huì)為SHD系統(tǒng)提供額外的對(duì)差錯(cuò)性能的配額，因此，迫使SHD系統(tǒng)必須使用更強(qiáng)大的抵抗多徑衰落技術(shù)。

目前，使用最為廣泛的抵抗多徑衰落技術(shù)是自適應(yīng)均衡技術(shù)。這類技術(shù)一般分為自適應(yīng)頻域和時(shí)域。其中，自適應(yīng)頻域均衡技術(shù)一般應(yīng)用于降低頻率選擇過(guò)程中的多徑衰落問(wèn)題，包括均衡器在內(nèi)的整個(gè)系統(tǒng)的傳輸特性滿足了無(wú)失真?zhèn)鬏數(shù)臈l件，同時(shí)校正了幅頻特性和群時(shí)延特性。時(shí)域均衡技術(shù)通常采用自適應(yīng)方式，即參數(shù)隨接收信號(hào)頻譜的變化而自適應(yīng)地變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)接收信號(hào)的頻譜變化進(jìn)行

校正的均衡方式。目前，經(jīng)常使用橫向?yàn)V波器作為時(shí)域均衡器，根據(jù)信道特性的畸變進(jìn)行矯正調(diào)整。由于使用的是實(shí)時(shí)變化的信號(hào)，在設(shè)計(jì)時(shí)，不可能根據(jù)預(yù)先驗(yàn)證的統(tǒng)計(jì)結(jié)果了解信號(hào)的特性，因此，要對(duì)信號(hào)采用短時(shí)間的自適應(yīng)分析。實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)處理的標(biāo)準(zhǔn)就是在處理算法時(shí)，要求必須以最簡(jiǎn)單的運(yùn)算方式來(lái)自動(dòng)跟蹤信號(hào)統(tǒng)計(jì)特性的變化。

時(shí)域均衡系統(tǒng)的主體是橫向?yàn)V波器，由多級(jí)橫向排列的延遲單元及抽頭系數(shù)構(gòu)成，每個(gè)抽頭的延時(shí)信號(hào)經(jīng)加權(quán)后送入一個(gè)相加電路后輸出。如圖1所示。輸入信號(hào)x（t）經(jīng)過(guò)2N級(jí)遲延線，每節(jié)時(shí)延T。在每一級(jí)遲延線的輸出端都引出相應(yīng)的信號(hào)x（t-nT），分別經(jīng)過(guò)增益系數(shù)為CK（K=-N，…，N）的乘法器加權(quán)后，在加法器內(nèi)進(jìn)行代數(shù)相加，形成總的輸出信號(hào)y（t）。濾波器抽頭共有（2N+l）個(gè)加權(quán)系數(shù)CK是可調(diào)的，能取正負(fù)值，且所有各個(gè)系數(shù)的值都對(duì)中心抽頭系數(shù)C0歸一化。

圖1 橫向?yàn)V波器電路

在實(shí)際的系統(tǒng)中，經(jīng)常把自適應(yīng)式和預(yù)置式這兩種方法結(jié)合起來(lái)使用。系統(tǒng)在工作前，首先發(fā)送一組長(zhǎng)度相同的測(cè)試脈沖信號(hào)調(diào)整均衡器的抽頭參數(shù)，使均衡器基本上趨于收斂，再自動(dòng)改為自適應(yīng)工作方式，使均衡器保持最佳狀態(tài)，同時(shí)提高了均衡器的性能。

2 同步數(shù)字微波系列（SDH）的優(yōu)勢(shì)

同步數(shù)字微波系列（SDH）在傳輸過(guò)程中，通過(guò)中繼器和多次的反復(fù)復(fù)制，不會(huì)對(duì)信號(hào)產(chǎn)生干擾。與模擬微波相比有了革命性的改觀，大大提高了信號(hào)的傳輸長(zhǎng)度。SDH使用了XPIC與載波控件技術(shù)有效提高了對(duì)編碼的糾錯(cuò)能力，規(guī)避了信息傳遞中的干擾，杜絕了雪花或者橫條干擾問(wèn)題的出現(xiàn)。此外，同步數(shù)字微波系列（SDH）在傳輸過(guò)程中具有更加快捷的組網(wǎng)及網(wǎng)管技術(shù)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備能夠進(jìn)行有效的管理，還具有較強(qiáng)的自我完善、修復(fù)的能力。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問(wèn)題，不用人工排除，網(wǎng)絡(luò)自身就能夠快速將產(chǎn)生的問(wèn)題進(jìn)行自我修復(fù)，使整個(gè)系統(tǒng)更加安全、快捷和可靠。

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審稿人：王岳琪 內(nèi)蒙古新聞出版廣電局610臺(tái)正高級(jí)工程師

責(zé)任編輯：王學(xué)敏

G229.24

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2096-0751（2016）10-0028-03

范 軍 內(nèi)蒙古新聞出版廣電局微波傳輸總站 工程師