IP數(shù)字微波在呂梁廣電的應(yīng)用

蘇兵兵

（呂梁市微波站，呂梁 033000）

1 前言

在廣播電視業(yè)務(wù)傳輸過程中，數(shù)字微波通信和衛(wèi)星、光纜傳輸互為備份，是廣播電視節(jié)目可靠傳輸?shù)谋ＷC。微波傳輸系統(tǒng)具有適應(yīng)復(fù)雜地理環(huán)境、抵御自然危害能力強(qiáng)、安全可靠、易于值守、業(yè)務(wù)開通快速和部署靈活等優(yōu)點，不但符合廣電網(wǎng)絡(luò)對于安全播出的高可靠性和傳輸容量的要求，也可以充分利用基礎(chǔ)資源，如頻率、鐵塔、機(jī)房、維護(hù)人員隊伍等，為廣電傳輸事業(yè)發(fā)揮了重要作用。

2 呂梁地區(qū)廣播電視微波電路概況

山西呂梁地區(qū)微波電路，始建于十九世紀(jì)80年代，主要承擔(dān)著傳輸山西本省電視廣播的在呂梁地區(qū)的覆蓋，并提供呂梁本地節(jié)目向山西省電視中心的上行傳輸。電路全長363公里，共6跳微波電路，7個微波站。

隨著呂梁地區(qū)廣電業(yè)務(wù)的發(fā)展，一方面舊有的45MPDH微波已不能滿足傳輸容量的需求，另一方面編解碼、發(fā)射機(jī)等領(lǐng)域的新技術(shù)高速發(fā)展，使得45MPDH微波電路與其它領(lǐng)域設(shè)備對接匹配等問題愈加明顯，故在此背景下，呂梁地區(qū)的微波電路跟隨省內(nèi)廣電微波網(wǎng)絡(luò)的改造也陸續(xù)進(jìn)行了IP數(shù)字化的改造，截止2017年底改造完成的電路容量為510Mbps，其中310Mbps用于山西省內(nèi)廣電業(yè)務(wù)傳輸，200Mbps用于呂梁本地廣電業(yè)務(wù)傳輸。

3 呂梁微波IP化改造遇到的實現(xiàn)難點

呂梁地區(qū)微波電路的建設(shè)克服了以下幾個技術(shù)實現(xiàn)難點，使得呂梁的廣電業(yè)務(wù)能夠高效可靠地傳輸。

難點1：黑茶山—木孤臺的長站距傳輸

黑茶山—木孤臺站距在110km以上，首先應(yīng)保證滿足余隙標(biāo)準(zhǔn)，其次選用空間分集，才能減小多徑衰落對性能的影響。經(jīng)過仔細(xì)的分析核算，本跳采用了二重空間分集的配置，在木孤臺、黑茶山各配置兩面3.0m天線。

在分析過程中，路徑余隙遵循以下標(biāo)準(zhǔn)：

微波接力段余隙取值標(biāo)準(zhǔn)

注1：K：等效地球半徑系數(shù)；注2：Kmin：0.1%所對應(yīng)的統(tǒng)計K值注3：F1：第一菲涅爾半徑（米）

難點2：木孤臺—霍山的混合分集技術(shù)

黑茶山—木孤臺站距在100km以上，由于站址條件的限制，在木孤臺不具備安裝更多天線的能力，所以在木孤臺—霍山的微波電路上，考慮木孤臺采用一面3.2m天線，霍山配置兩面3.2m天線，即混合空間分集的配置結(jié)構(gòu)滿足了電路的性能指標(biāo)。

難點3：木孤臺—離石、離石—龍山的無源轉(zhuǎn)接傳輸

呂梁地區(qū)地形山脈綿延，高低起伏，地形復(fù)雜，使得有些微波電路在視距內(nèi)有阻擋物導(dǎo)致不能直接視通。要解決此問題，建立微波中繼站是比較理想的辦法?？紤]到機(jī)房設(shè)施、電源供給、人力費用等成本，需采用無源中繼方式。

無源站點的選取，應(yīng)靠近某一端站，最好在1km之內(nèi)，這樣才能保證無源情況下自由空間損耗最小，達(dá)到設(shè)計要求。反復(fù)分析，并經(jīng)過實地勘察，木孤臺—離石、離石—龍山2跳電路滿足以上條件，可以采用無源中繼方式。

克服了以上技術(shù)難點，呂梁廣電微波電路才得以全面實施，建成后的IP微波電路各跳實際接收電平在-30dBm～-40dBm之間，系統(tǒng)衰落儲備值也達(dá)到了30dB以上，電路的運行情況良好。

4 呂梁IP數(shù)字微波系統(tǒng)的幾個關(guān)鍵技術(shù)

呂梁IP數(shù)字微波通信系統(tǒng)采用了目前市場上最先進(jìn)的數(shù)字微波通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)由于采用分路濾波、空間分集合成、糾錯編碼、高階調(diào)制解調(diào)、自適應(yīng)調(diào)制、幀頭壓縮等關(guān)鍵技術(shù)，使得通過多種類型接口的大容量無線信號能夠可靠傳輸。

4.1 自動發(fā)信功率控制技術(shù)（ATPC）

IP數(shù)字微波采用的ATPC技術(shù)是基于閉合控制環(huán)來實現(xiàn)的，微波發(fā)信機(jī)的輸出功率在ATPC的控制范圍內(nèi)自動跟蹤接收端接收電平的變化而變化。APTC技術(shù)的主要優(yōu)點在于改善收信機(jī)的上衰落性能、減小鄰近信道的干擾、改善誤碼殘余特性、降低系統(tǒng)功耗等。

若路徑條件比較差，衰落較大，接收端的收信電平低于接收端設(shè)置的ATPC調(diào)整下門限時，接收端通知發(fā)送端提高微波設(shè)備的發(fā)射功率，從而避免較大誤碼率的出現(xiàn)。若路徑條件好，接收端通知發(fā)送端適當(dāng)降低微波設(shè)備的發(fā)射功率，這樣可以減小對其他系統(tǒng)的干擾，同時降低系統(tǒng)功耗。

4.2 分集接收技術(shù)

IP數(shù)字微波采用的分集接收技術(shù)主要用來改善多徑衰落，分集接收技術(shù)有空間分集和頻率分集兩種方式。

空間分集是通過兩條或兩條以上無線路徑上傳輸同一信號，在空間不同的高度上放置幾面天線，利用無線信號在空間衰落的不相關(guān)性，對幾面天線接收的信號，進(jìn)行分集合成，以抵抗多徑衰落的影響，從而改善微波傳輸系統(tǒng)的性能和可用度。

頻率分集是采用兩個或兩個以上具有一定頻率間隔的微波頻率同時發(fā)送和接收同一信號，然后進(jìn)行合成和選擇，以達(dá)到改善信號衰落的目的。

4.3 幀頭壓縮技術(shù)

IP數(shù)字微波采用了幀頭壓縮技術(shù)，此技術(shù)利用短字節(jié)替代在以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀中重復(fù)傳送且不發(fā)生變化的數(shù)據(jù)，并將短字節(jié)通過微波發(fā)送端發(fā)送出去，從而大幅度提升微波傳輸?shù)挠行ё止?jié)，提升單載波的IP數(shù)據(jù)傳送能力，IP業(yè)務(wù)吞吐量最高可提升至每載波1Gb/s水平，有效地減輕了數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)迅速增長所帶來的壓力。

4.4 無線鏈路聚合技術(shù)（LAG）

IP數(shù)字微波采用了無線鏈路聚合技術(shù)，通過捆綁多個無線鏈路使它們匯聚在一起，從而獲得了更大的傳輸容量和彈性。

5 結(jié)束語

在微波電路建設(shè)中，一方面要保證廣播電視節(jié)目可靠傳輸和安全播出，另一方面又要考慮盡量節(jié)約投資，設(shè)計采用空間分集、無源轉(zhuǎn)接中繼等技術(shù)對微波電路建設(shè)是非常有益的。IP數(shù)字微波的諸多技術(shù)優(yōu)勢使得其在廣播電視行業(yè)的應(yīng)用中起著重要作用，相信未來IP數(shù)字微波還會在廣電及其它行業(yè)的通信建設(shè)中發(fā)揮更大優(yōu)勢。