廣播電視數(shù)字微波傳輸網(wǎng)絡(luò)故障診斷方法

褚 愷

（廣西廣播電視無(wú)線(xiàn)傳播樞紐臺(tái)，廣西 南寧 530001）

0 引言

隨著信息時(shí)代的迅速崛起，網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展已成為社會(huì)進(jìn)步不可或缺的動(dòng)力。在各行各業(yè)，廣播電視數(shù)字微波傳輸網(wǎng)絡(luò)日益彰顯其在信息流通領(lǐng)域中的戰(zhàn)略?xún)r(jià)值。與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相似，這一網(wǎng)絡(luò)體系由各微波站設(shè)備相互連接，采用相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)連接協(xié)議和傳輸設(shè)備，實(shí)現(xiàn)高效的通信和資源共享[1]。本文分析了廣播電視數(shù)字微波傳輸網(wǎng)絡(luò)故障診斷的基本方法。

1 廣播電視數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)概述

廣播電視數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)是一種利用微波頻段的無(wú)線(xiàn)電波傳送廣播電視信號(hào)的復(fù)雜系統(tǒng)[2]。其主要組成部分包括發(fā)信端、傳輸通道和收信端。在發(fā)信端，廣播電視業(yè)務(wù)信號(hào)首先被數(shù)字化處理，經(jīng)過(guò)編碼，多路信號(hào)通過(guò)時(shí)分復(fù)用（Time-Division Multiplexing，TDM）技術(shù)整合成一路高速數(shù)據(jù)流。該高速數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流經(jīng)過(guò)正交相移鍵控（Quadrature Phase Shift Keying，QPSK）、正交振幅調(diào)制（Quadrature Amplitude Modulation，QAM）等數(shù)字調(diào)制技術(shù)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。調(diào)制后的信號(hào)被加載到微波頻率上，通過(guò)微波發(fā)信機(jī)濾波和放大，經(jīng)微波天線(xiàn)發(fā)送出去[3]。傳輸通道需要考慮地形、氣象及障礙物等因素，通常借助衛(wèi)星中繼或地面微波接力站進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸。在收信端，微波信號(hào)通過(guò)天線(xiàn)接收，經(jīng)過(guò)解調(diào)、解碼、均衡、糾錯(cuò)編碼等處理，最終將接收到的模擬微波信號(hào)還原成原始的廣播電視業(yè)務(wù)信號(hào)。微波傳輸系統(tǒng)設(shè)備工作原理如圖1 所示，關(guān)鍵在于將廣播電視信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，通過(guò)多進(jìn)制正交幅度調(diào)制等方式調(diào)制到微波載波上，然后在收信端通過(guò)微波解調(diào)和數(shù)字解碼將其還原為廣播電視信號(hào)。

圖1 微波設(shè)備工作原理

2 廣播電視數(shù)字微波傳輸網(wǎng)絡(luò)故障診斷方法

當(dāng)數(shù)字微波傳輸網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障，可以根據(jù)故障現(xiàn)象，運(yùn)用多種診斷方法進(jìn)行判斷和分析，找出故障所在[4]。常用的網(wǎng)絡(luò)故障診斷方法有分層排除法、分段排除法和替換法。

2.1 分層排除法

分層排除法是一種常用的網(wǎng)絡(luò)故障診斷方法，基本原理是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的不同功能，將網(wǎng)絡(luò)劃分為若干層次，每一層負(fù)責(zé)一定的任務(wù)，從而簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性[5]。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障，可以按照層次結(jié)構(gòu)，逐層檢查網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和連接，以確定故障的范圍和位置，從而縮小故障的范圍，提高故障排除的效率。廣播電視數(shù)字微波傳輸網(wǎng)絡(luò)大致可分為物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層等4 個(gè)層次。物理層負(fù)責(zé)傳輸比特流，數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)傳輸數(shù)據(jù)幀，網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)傳輸數(shù)據(jù)包，應(yīng)用層負(fù)責(zé)提供具體的應(yīng)用服務(wù)。

故障表現(xiàn)不同，診斷方向也不同。若故障表現(xiàn)為網(wǎng)絡(luò)中斷或丟包率過(guò)高，可采用從下到上的方式，首先從物理層著手，檢查是否有線(xiàn)路中斷、設(shè)備損壞、接觸不良、信號(hào)衰減等物理因素導(dǎo)致的故障，并使用測(cè)試儀表測(cè)量信號(hào)強(qiáng)度、信噪比、誤碼率等參數(shù)，判斷是否滿(mǎn)足傳輸要求，再逐層向上檢查。若故障表現(xiàn)為網(wǎng)絡(luò)延遲或抖動(dòng)增大，則采用從上到下的方式，先檢查應(yīng)用層，使用網(wǎng)元管理系統(tǒng)監(jiān)視告警信息和性能指標(biāo)，分析是否有網(wǎng)絡(luò)擁塞、路由故障、協(xié)議不兼容、服務(wù)質(zhì)量下降等邏輯因素導(dǎo)致的故障，再逐層向下檢查。一旦在某一層發(fā)現(xiàn)故障，應(yīng)及時(shí)排除或更換故障設(shè)備或連接，繼續(xù)檢查下一層或上一層，直至找到并消除所有故障。

2.2 分段排除法

分段排除法是一種利用數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)的分段結(jié)構(gòu)，從整體到局部逐步縮小故障范圍，最終定位故障點(diǎn)的方法。該方法適用于復(fù)雜的數(shù)字微波傳輸網(wǎng)絡(luò)，尤其是跨越多個(gè)中繼站的長(zhǎng)距離傳輸電路。該方法的基本思想是，將一個(gè)大的網(wǎng)絡(luò)故障問(wèn)題分解為若干個(gè)小的故障問(wèn)題，從而降低故障排除的難度和復(fù)雜度。該方法根據(jù)信號(hào)中斷、信號(hào)衰減、信號(hào)失真等現(xiàn)象，判斷故障是發(fā)生在數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)內(nèi)部，還是外部因素引起的。如果是電源故障、雷擊、風(fēng)雨雪等外部因素，應(yīng)及時(shí)排除或更換損壞的部件；如果是設(shè)備故障、參數(shù)錯(cuò)誤、線(xiàn)路故障等內(nèi)部故障，應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行分段排除。

具體來(lái)說(shuō)，此方法是根據(jù)數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，將整個(gè)傳輸電路劃分為若干段，每段由兩個(gè)相鄰的中繼站或終端站組成，然后從傳輸電路的一端開(kāi)始，逐段檢查每段的工作狀態(tài)，如信號(hào)質(zhì)量、誤碼率及告警信息等，找出故障段或可疑段；對(duì)故障段或可疑段進(jìn)行細(xì)致的檢查，如檢查設(shè)備的硬件、軟件、參數(shù)配置及接口連接等，找出故障點(diǎn)或故障原因，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行恢復(fù)或修復(fù)。分段排除法能夠有效縮短故障排除的時(shí)間，提高故障處理效率，保證數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

2.3 替換法

替換法是一種常用的廣播電視數(shù)字微波傳輸網(wǎng)絡(luò)故障診斷和排除方法，可以通過(guò)更換可疑的設(shè)備或模塊來(lái)判斷故障的位置和原因，從而恢復(fù)信號(hào)的正常傳輸。替換法要求維護(hù)人員掌握數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理，以及各部分的功能和接口標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)要有一定數(shù)量的備用設(shè)備或模塊，以便及時(shí)進(jìn)行更換。替換法有兩種形式，一種是單向替換，另一種是雙向替換。單向替換是指只在一端的微波站進(jìn)行設(shè)備或模塊的更換，觀(guān)察另一端的信號(hào)狀態(tài)是否恢復(fù)正常；雙向替換是指同時(shí)在兩端的微波站進(jìn)行設(shè)備或模塊的更換，比較兩端的信號(hào)狀態(tài)的變化。替換法適用于數(shù)字微波傳輸網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)層次，比如在物理層，可以通過(guò)替換天線(xiàn)或饋線(xiàn)來(lái)判斷是否存在天線(xiàn)故障、饋線(xiàn)故障、阻抗不匹配等問(wèn)題，這些問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致信號(hào)的衰減、失真、干擾等現(xiàn)象，影響信號(hào)的質(zhì)量和穩(wěn)定性。這兩種替換法，不論是運(yùn)用哪一種，都能達(dá)到診斷和排除故障的目的，只是診斷和排除故障的效率和準(zhǔn)確性有所不同。

3 數(shù)字微波傳輸網(wǎng)絡(luò)故障的處理技巧

3.1 硬件故障處理技巧

數(shù)字微波傳輸網(wǎng)絡(luò)中，硬件故障的處理技巧尤為重要，直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。首先，檢查網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的工作狀態(tài)，這是判斷故障原因的第一步，也是最基本的步驟。維修人員需要仔細(xì)觀(guān)察數(shù)字微波傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的外部表現(xiàn)，包括指示燈的顏色和閃爍頻率、顯示屏上的文字和圖標(biāo)、報(bào)警器的聲音和類(lèi)型等。指示燈的顏色和閃爍頻率可以反映設(shè)備的電源、溫度、信號(hào)強(qiáng)度及工作模式等信息。顯示屏上的文字和圖標(biāo)可以顯示設(shè)備的型號(hào)、版本、狀態(tài)及故障碼等信息。報(bào)警器的聲音和類(lèi)型可以提示設(shè)備的異常情況和緊急程度。通過(guò)這些外部表現(xiàn)，維修人員可以判斷設(shè)備是否處于正常工作狀態(tài)，或者存在哪些異常情況。

其次，審查數(shù)字微波傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置參數(shù)。維修人員需要通過(guò)設(shè)備的管理界面或者命令行，查看和檢驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置參數(shù)，如網(wǎng)際互連協(xié)議（Internet Protocol，IP）地址、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)、路由表、虛擬局域網(wǎng)（Virtual Local Area Network，VLAN）和服務(wù)質(zhì)量（Quality of Service，QoS）等。這些參數(shù)決定了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的通信功能和性能，如果配置不正確或者不合理，可能導(dǎo)致數(shù)字微波傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備無(wú)法正常工作，或者出現(xiàn)通信質(zhì)量低、速度慢、丟包多及延遲高等問(wèn)題。維修人員需要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜驮O(shè)計(jì)要求檢查、調(diào)整這些參數(shù)，確保網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的互聯(lián)互通，以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的優(yōu)先級(jí)和帶寬分配。

3.2 軟件故障處理方法

數(shù)字微波傳輸網(wǎng)絡(luò)中，相對(duì)于硬件故障而言，軟件的復(fù)雜性意味著在進(jìn)行故障排除時(shí)需更加慎重。為了避免隨意更改設(shè)置或重置系統(tǒng)導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)混亂，在進(jìn)行軟件故障處理之前，維修人員可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的管理界面或者命令行，導(dǎo)出系統(tǒng)配置文件到外部存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行備份。這些配置文件包含了數(shù)字微波傳輸網(wǎng)絡(luò)的基本參數(shù)，如頻率、功率、調(diào)制方式及編碼方式等。如果出現(xiàn)問(wèn)題，可以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性。此外，軟件故障的處理要求維修人員深度理解數(shù)字微波傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的工作原理和結(jié)構(gòu)，以便有效地定位和糾正問(wèn)題。例如，維修人員可以檢查數(shù)字微波傳輸網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)的狀態(tài)，如中央處理器（Central Processing Unit，CPU）利用率、內(nèi)存占用率、磁盤(pán)空間、進(jìn)程列表及服務(wù)狀態(tài)等，判斷是否存在資源不足、程序沖突及軟件故障等問(wèn)題。通過(guò)這些方法，維修人員可以識(shí)別潛在的軟件故障原因，并采取相應(yīng)的修復(fù)或優(yōu)化措施。

4 結(jié)語(yǔ)

在未來(lái)的廣播電視數(shù)字微波傳輸網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)工作中，相關(guān)主體需要持續(xù)關(guān)注技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，不斷提升維修人員的技能水平，以適應(yīng)新的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和應(yīng)對(duì)未知的挑戰(zhàn)。通過(guò)科學(xué)的維護(hù)與管理手段，能夠有力保障數(shù)字微波傳輸網(wǎng)絡(luò)始終處于高效、安全、穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，為廣播電視業(yè)務(wù)提供堅(jiān)實(shí)的支撐基礎(chǔ)，助力信息化建設(shè)的不斷發(fā)展。