SDH數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)及優(yōu)點(diǎn)

山西廣播電視無線管理中心1125臺(tái) 彌俊偉

1 SDH數(shù)字微波通信技術(shù)

1.1 SDH數(shù)字微波通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

SDH數(shù)字微波通信技術(shù)是新一代的數(shù)字微波通信技術(shù)，具有提升頻譜資源釋放效率、提升傳輸質(zhì)量、增強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸安全性的優(yōu)點(diǎn)，首先SDH數(shù)字微波通信技術(shù)的波道容量較大，數(shù)字信號(hào)的壓縮比較大，且釋放速度較快，能夠在短時(shí)間內(nèi)釋放大量數(shù)據(jù)，緩解頻譜資源緊張局面；其次傳統(tǒng)的數(shù)字微波信號(hào)在多次傳輸以后，會(huì)因?yàn)橹欣^和復(fù)制的緣故，出現(xiàn)信號(hào)衰減、信號(hào)質(zhì)量下降的問題，而SDH數(shù)字微波通信技術(shù)的糾錯(cuò)編碼技術(shù)，能夠?qū)Χ啻沃欣^和復(fù)制的信號(hào)進(jìn)行糾錯(cuò)，大大提高了SDH數(shù)字微波通信技術(shù)的抗干擾能力，有效的解決了橫條和雪花現(xiàn)象的出現(xiàn)；最后SDH數(shù)字微波通信技術(shù)的安全性較強(qiáng)，通過組合變化的方式，能夠組成多種網(wǎng)絡(luò)，不僅具有一定的自我修復(fù)能力，還能夠保障所傳輸數(shù)據(jù)的安全。

1.2 SDH數(shù)字微波通信技術(shù)的構(gòu)成

SDH數(shù)字微波通信設(shè)備主要由SDH分插復(fù)用器、MPEG-2編解碼器、適配器、微波設(shè)備等組成，SDH分插復(fù)用器連接微波設(shè)備和適配器，具有處理信息能力強(qiáng)大的優(yōu)點(diǎn)，在SDH數(shù)字微波通信技術(shù)中負(fù)責(zé)處理低速信號(hào)，并將所處理后的低速信號(hào)，傳輸?shù)街?、線路之中，SDH分插復(fù)用器的處理能力強(qiáng)大，能夠處理帶寬為155Mbit的支路信號(hào)，其提取能力較為強(qiáng)大。SDH分插復(fù)用器的另一大優(yōu)點(diǎn)是組網(wǎng)能力靈活，可組成多種網(wǎng)絡(luò)形式，如環(huán)形網(wǎng)和樹形網(wǎng)，所組成的網(wǎng)絡(luò)帶寬可達(dá)到155M，得益于強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)處理能力，SDH分插復(fù)用器可應(yīng)對(duì)一些常見的網(wǎng)絡(luò)問題，具有一定的網(wǎng)絡(luò)自愈能力。MPEG-2是一種數(shù)字壓縮技術(shù)，在SDH數(shù)字微波傳輸過程中，為減少對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的占用，提高傳輸速率，同時(shí)減少數(shù)字信號(hào)傳輸過程中，因冗余度而導(dǎo)致的信號(hào)丟失問題，需要使用MPEG-2技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬信號(hào)的數(shù)字化轉(zhuǎn)換與壓縮，MPEG-2的音視頻清晰度較高，最高可處理1920×1080的視頻信號(hào)和CD級(jí)的音頻信號(hào)。經(jīng)過MPEG-2技術(shù)處理的音視頻信號(hào)會(huì)轉(zhuǎn)化為基本碼流PES，所形成的基本碼流PES可在SDH轉(zhuǎn)數(shù)字微波通信中進(jìn)行傳輸，MPEG-2具有空間和時(shí)間相關(guān)性，分為I幀、P幀、B幀三種，對(duì)應(yīng)圖像的I、P、B分層；其宏模塊為4:2:0，分別代表亮度像塊、色差像塊。MPEG-2與SDH分插復(fù)用器的有效連接，可完成對(duì)SDH分插復(fù)用器數(shù)據(jù)的編碼與傳輸工作，適配器則其將MPEG-2與SDH分插復(fù)用器進(jìn)行連接的作用，在適配器的作用下，MPEG-2才能夠開始對(duì)數(shù)字信號(hào)的解碼工作，以對(duì)應(yīng)PMT表的PID，實(shí)現(xiàn)SPI中的TS流的轉(zhuǎn)換。最后微波設(shè)備是指SDH數(shù)字微波設(shè)備的發(fā)信機(jī)在發(fā)出信號(hào)以后，微波設(shè)備對(duì)所發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行調(diào)制、功率放大、解調(diào)等，調(diào)制的作用在于對(duì)信號(hào)進(jìn)行糾錯(cuò)處理，使信號(hào)能夠順利發(fā)出。微波設(shè)備還具有收信系帶處理、SOH開銷的插入與提取的功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)字信號(hào)的全域控制。在微波設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)管理方面，可監(jiān)視SDH數(shù)字微波通信網(wǎng)絡(luò)，完成對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息的配置、下達(dá)各項(xiàng)指令等。

2 應(yīng)用關(guān)于SDH數(shù)字微波通信的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 載波鍵控技術(shù)

載波鍵控技術(shù)在SDH數(shù)字微波通信中常用的關(guān)鍵技術(shù)之一，載波鍵控技術(shù)是應(yīng)用鍵控法，如振幅鍵控、頻移鍵控等數(shù)字調(diào)制方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)鍵的控制，達(dá)到數(shù)字調(diào)制的目的。載波是微波設(shè)備所發(fā)射信號(hào)中的余弦信號(hào)，為實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的穩(wěn)定傳輸，需要使用振幅鍵控的方式，對(duì)余弦信號(hào)的幅度、相位、頻率等進(jìn)行調(diào)整。在振幅鍵控空，載波的輸出結(jié)果是使用數(shù)字來表示的，數(shù)字1表示載波的存在，數(shù)字0則便表示沒有載波，當(dāng)輸出結(jié)果為1時(shí)，則啟動(dòng)開關(guān)，對(duì)SDH數(shù)字微波通信設(shè)備進(jìn)行數(shù)字調(diào)制，達(dá)到信號(hào)穩(wěn)定傳輸?shù)哪康?。頻移鍵控是根據(jù)SDH數(shù)字微波通信中的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，以實(shí)現(xiàn)對(duì)載波的頻率調(diào)制，頻移鍵控可分為相位不連續(xù)和相位連續(xù)，相位不連續(xù)經(jīng)過對(duì)數(shù)字信號(hào)的調(diào)制以后，所形成的是FSK信號(hào)，即通過載波來傳遞數(shù)字信號(hào)。相位連續(xù)則是通過基帶信號(hào)完成載波的頻率調(diào)制，達(dá)到輸出FSK信號(hào)的效果。載波鍵控技術(shù)具有調(diào)制效率高、信號(hào)失真度低、信噪值低、傳輸容量大的優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)前我國(guó)在SDH數(shù)字微波通信領(lǐng)域，普遍使用的是更高進(jìn)制的載波鍵控技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的有效調(diào)制，保證大容量數(shù)字信號(hào)的穩(wěn)定傳輸，如山東省的SDH數(shù)字微波通信系統(tǒng)的主干線使用了5GHz-11GHz的頻段，調(diào)制方式為128QAM，通過載波鍵控技術(shù)，配合新興的4K技術(shù)，為4K技術(shù)的實(shí)現(xiàn)做了相應(yīng)的準(zhǔn)備工作。

2.2 XPIC技術(shù)

XPIC技術(shù)即交叉極化干擾抵消技術(shù)，交叉極化干擾抵消技術(shù)是一種自適應(yīng)技術(shù)，在SDH微波通信技術(shù)中，交叉極化干擾抵消技術(shù)的頻譜利用率較高，其所使用的插入波道再用方式，具有極強(qiáng)的抗干擾能力，能夠有效的低效插入波道再用方式中的信道、數(shù)字信號(hào)干擾問題，減少因?yàn)樾盘?hào)交叉而導(dǎo)致的信號(hào)干擾問題的發(fā)生，可有效降低16dB以上，因而是SDH微波通信技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)。交叉極化干擾抵消技術(shù)不僅可以在SDH數(shù)字微波通信技術(shù)應(yīng)用，還被廣泛的應(yīng)用到基帶、中頻、射頻之中，如在SDH數(shù)字微波通信的基帶中應(yīng)用，通過XPD的衡量，可將數(shù)字信號(hào)由信道傳入到濾波器之中，經(jīng)過自適應(yīng)算法的計(jì)算，有效降低數(shù)字信號(hào)的dB，目前在SDH數(shù)字微波通信技術(shù)中，常用的交叉極化干擾抵消技術(shù)算法為L(zhǎng)MS-XPIC和NIRLS-XPIC，這兩種算法各有特點(diǎn)，LMS-XPIC所利用的是信號(hào)輸入后，先計(jì)算抽頭權(quán)系數(shù)，計(jì)算原理為N-1，然后使用遞歸函數(shù)，計(jì)算出輸入信號(hào)的dB，在通過濾波器進(jìn)行信噪的降低。NIRLS-XPIC則是在遞歸函數(shù)基礎(chǔ)之上改進(jìn)優(yōu)化而來，是一種數(shù)值迭代方法，其特點(diǎn)是計(jì)算過程中的誤差值較小，不會(huì)因?yàn)槔塾?jì)誤差而導(dǎo)致RLS計(jì)算的過程出現(xiàn)較大的偏差，由此保障了計(jì)算結(jié)果的精準(zhǔn)性。交叉極化干擾抵消技術(shù)在SDH微波通信系統(tǒng)中的應(yīng)用，提高了SDH微波通信系統(tǒng)的抗干擾能力，降低了數(shù)字信號(hào)彼此之間的干擾。

2.3 高線性功率放大器

自適應(yīng)高線性功率放大器控制是隨著SDH微波通信系統(tǒng)的發(fā)展而來的一種技術(shù)，隨著SDH微波通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)帶寬的不斷提高，對(duì)數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)男诺酪笕找嫣岣?，在此情況下，需要使用高于64QAM的高線性功率放大器，才能夠滿足SDH微波通信系統(tǒng)的使用需求，由此推動(dòng)了高線性功率放大器及自適應(yīng)控制的發(fā)展。高線性功率放大器及自適應(yīng)控制采取了非線性的補(bǔ)償技術(shù)，該技術(shù)的采用有助于降低SDH微波通信系統(tǒng)的輸出功率，使SDH微波通信系統(tǒng)的發(fā)信機(jī)降低15dB以上，同時(shí)也有助于降低SDH微波通信系統(tǒng)的能耗，自適應(yīng)高線性功率放大器可控制SDH微波通信系統(tǒng)的輸出功率，在使用的過程中，得益于非線性失真的降低，其能耗也得到了了極大的降低，大幅度的節(jié)省能源。

2.4 編碼調(diào)制與前向糾錯(cuò)技術(shù)

在SDH數(shù)字微波通信系統(tǒng)中，編碼調(diào)制與前向糾錯(cuò)技術(shù)是一種綜合性技術(shù)，兼具編碼的調(diào)制與糾錯(cuò)功能，在應(yīng)用到SDH微波通信系統(tǒng)以后，憑借其強(qiáng)大的編碼、調(diào)制、糾錯(cuò)功能，能夠極大的提高功率、頻譜的利用效率。在編碼調(diào)制與前向糾錯(cuò)技術(shù)中，BCM、4D-TCM的編碼調(diào)制能力較強(qiáng)，可有效的提高編碼效率，加快數(shù)字信號(hào)的糾錯(cuò)。隨著編碼調(diào)制與前向糾錯(cuò)技術(shù)的發(fā)展，一些新的編碼調(diào)制與前向糾錯(cuò)技術(shù)技術(shù)出現(xiàn)了，如多進(jìn)制線性分組糾錯(cuò)碼，該糾錯(cuò)技術(shù)能夠快速計(jì)算數(shù)字信號(hào)中的冗余度，提高了對(duì)數(shù)字信號(hào)糾錯(cuò)的能力，且糾錯(cuò)的精準(zhǔn)度高達(dá)98%以上，可有效保障SDH數(shù)字微波通信的有效應(yīng)用與發(fā)展。

2.5 自適應(yīng)頻域和時(shí)域控制技術(shù)

自適應(yīng)頻域和時(shí)域控制技術(shù)的發(fā)展是伴隨著SDH數(shù)字微波通信所傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)不斷提高而發(fā)展，是一種抗衰落的有效技術(shù)。傳統(tǒng)的抗信號(hào)衰落的技術(shù)中，主要是通過備用波道的倒換，來適應(yīng)數(shù)字信號(hào)的傳輸，從而達(dá)到保障數(shù)字信號(hào)保真的效果。而隨著SDH數(shù)字微波通信技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，尤其是高容量數(shù)字信號(hào)的傳輸，對(duì)抗衰落技術(shù)的要求在不斷提高，在此背景下，自適應(yīng)頻域和時(shí)域控制技術(shù)的發(fā)展可有效解決這一問題。自適應(yīng)頻域和時(shí)域控制技術(shù)區(qū)別于傳統(tǒng)的抗衰落技術(shù)，分別針對(duì)頻率、碼間的衰落。在數(shù)字信號(hào)的頻率方面，自適應(yīng)頻域和時(shí)域控制技術(shù)根據(jù)頻率的變化而自動(dòng)適應(yīng)變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)頻率的自動(dòng)調(diào)整，從而有效的對(duì)抗數(shù)字信號(hào)的衰落，提高了時(shí)效性；在碼間的干擾方面，自適應(yīng)頻域和時(shí)域控制技術(shù)能夠有效消除各種形式碼間的干擾信號(hào)，從而消除正交干擾。

結(jié)語：在本文的研究中，圍繞SDH數(shù)字微波通信技術(shù)中的幾種關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了介紹，主要介紹了載波鍵控技術(shù)、XPIC技術(shù)、高線性功率放大器、編碼調(diào)制與前向糾錯(cuò)技術(shù)、自適應(yīng)頻域和時(shí)域控制技術(shù)等，載波鍵控技術(shù)、XPIC技術(shù)、高線性功率放大器、編碼調(diào)制與前向糾錯(cuò)技術(shù)、自適應(yīng)頻域和時(shí)域控制技術(shù)等大大提高了SDH數(shù)字微波通信技術(shù)在信號(hào)傳輸方面的質(zhì)量和時(shí)效性，有助于為廣播電視節(jié)目的播出提供堅(jiān)實(shí)的保障。