數(shù)字微波通信技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展前景

鐘志明

摘要：隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我們對(duì)于廣播電視的需求不斷的增加，傳統(tǒng)的電視無線技術(shù)已滿足不了人們的需求，這就要求我們對(duì)廣播電視進(jìn)一步的研究，數(shù)字微波通信技術(shù)的出現(xiàn)，在電視廣播中得到了廣泛的發(fā)展應(yīng)用。本文分析研究了數(shù)字微波通信技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：數(shù)字微波通信；廣播電視；發(fā)展前景

中圖分類號(hào)：TN925 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2018）05-0035-02

數(shù)字微波通信（Digital microwave communication）是基于時(shí)分復(fù)用技術(shù)的一類數(shù)字多路的通信體制。可以運(yùn)用到電話信號(hào)的傳輸，還可以在傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)與圖像信號(hào)方面加以運(yùn)用。和微波通信相對(duì)照的是——模擬微波通信，這是在頻分復(fù)用技術(shù)基礎(chǔ)上的多路通信體制，主要應(yīng)用模擬傳輸電話信號(hào)和電視信號(hào)。微波通信的兩大顯著特征：（1）其所輸送的信號(hào)是根據(jù)時(shí)隙位置分列疊加形成的統(tǒng)一數(shù)字流，具備綜合傳輸?shù)奶刭|(zhì)。（2）其傳送信息得力于微波信道，具有很寬的頻帶通過，數(shù)字電話信號(hào)可以大量復(fù)用，高速數(shù)據(jù)和電視圖像等寬帶信號(hào)也可以通過。

微波通信使用的是電磁波，其波長在0.1mm到1mm之間。該波長段電磁波所對(duì)應(yīng)的頻率范圍是300MHz～300GHz。微波部分頻段的代號(hào)表1所示。

微波通信與其他通信傳輸方式不同，它是直接使用微波作為介質(zhì)進(jìn)行的傳播，不需要任何的固體介質(zhì)，即兩點(diǎn)之間沒有障礙物時(shí)就可以進(jìn)行微波通信。微波在空氣之中的傳播特性與光波在空氣中的傳播特性基本一致，其傳播都是按照直線形式進(jìn)行的，遇到障礙物之后會(huì)被阻斷，并伴隨反射現(xiàn)象的發(fā)生，正是由于這一原因，數(shù)字微波通信的主要方式為視距通信。由于受到地球曲面的影響，微波要想獲得長距離的傳播，必須經(jīng)過多次接力傳播，也就是信號(hào)要在經(jīng)過多次的中繼轉(zhuǎn)發(fā)，這種數(shù)字通信方式也被稱作微波中繼通信。在實(shí)際的傳播過程之中，需要依靠終端站和中繼站進(jìn)行傳播，每隔50km需要設(shè)置一個(gè)中繼站，只有這樣才能保證信號(hào)的質(zhì)量。正是由于這一特征，促使數(shù)字微波技術(shù)傳輸?shù)男盘?hào)質(zhì)量較高，具有較為明顯的特征，也在廣播電視方面得到了廣大的應(yīng)用[1]。

收發(fā)信機(jī)、天線、調(diào)制器、解調(diào)器、多路復(fù)用設(shè)備以及電源設(shè)備、自動(dòng)控制設(shè)備等均屬于微波站。為了將電波形成波束，傳達(dá)遠(yuǎn)方，大都采用拋物面式天線，增加傳送距離的是其大大的聚焦作用。收發(fā)信機(jī)能夠相互作用一個(gè)天線而不受干擾，我們國家現(xiàn)在的微波系統(tǒng)在頻段和方向上有多收多發(fā)（甚至可達(dá)到八收八發(fā)）同時(shí)工作以增大微波電路容量的總體。多路復(fù)用設(shè)備分為兩種：模擬和數(shù)字。模式系統(tǒng)一個(gè)收發(fā)信機(jī)目前工作60、960、1800或2700路通信，可用于容量等級(jí)不同的微波電路。運(yùn)用數(shù)字復(fù)用設(shè)備的數(shù)字微波系統(tǒng)按時(shí)分復(fù)用原理組成多次群，并經(jīng)由數(shù)字調(diào)制器在發(fā)射機(jī)上，經(jīng)數(shù)字解調(diào)器在接收端還原為多路電話。目前的微波通信設(shè)備，數(shù)字系列標(biāo)準(zhǔn)和SDH完全一致，稱為SDH微波。這種微波設(shè)備在同條電路上幾個(gè)束波可以同時(shí)傳輸送幾萬路數(shù)字電話的電路（2.4Gbit/s）。像這種SDH在農(nóng)村和山區(qū)也得到了發(fā)展。

1 微波通信特點(diǎn)

信息傳輸容量大。因?yàn)槲⒉ň哂休^大的射頻帶寬，同一微波射頻信道可在同一時(shí)間內(nèi)向多個(gè)干路傳送數(shù)字信息，更為符合目前寬帶通信業(yè)務(wù)的要求。PTN微波以GE業(yè)務(wù)光模塊作為基礎(chǔ)同步傳輸模塊。通常情況下，PTN數(shù)字微波可同PTN光網(wǎng)完全兼容，無線傳送分組數(shù)據(jù)，無論是傳輸信息的容量，還是傳輸信息的速度，都有明顯的增加。其速率值可達(dá)到1.25Gbps。

良好的抗災(zāi)性能使得微波通信進(jìn)一步發(fā)展。對(duì)于一些自然災(zāi)害，比如水災(zāi)，地震以及風(fēng)災(zāi)等災(zāi)害中微波通信幾乎不受干擾。鏈型的組網(wǎng)方式，星型和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，不管是微波還是光纜都是這樣。（1）需要中繼轉(zhuǎn)發(fā)。因?yàn)槲⒉O高的頻率，波長的短暫，其傳播特性（空中）與光波近似，也就是前進(jìn)的直線，遇到阻礙就被阻斷或反射，因此視距通信是微波通信的主要方式，超過之后需要中繼轉(zhuǎn)發(fā)。（2）空中傳送，易受干擾。微波經(jīng)空中傳送，不能將同一方向的頻率應(yīng)用于同一微波電路，所以微波電路必須受到無線電部門的嚴(yán)格管理。（3）高樓阻斷。由于微波特性是直線傳播，在波束方向傳輸上，不能有障礙物阻擋，于是城市規(guī)劃部門認(rèn)為，影響通信的原因可能是高樓的阻隔。所以它的傳輸要求必須遠(yuǎn)離城市，也就在農(nóng)村以及一些偏遠(yuǎn)山村地區(qū)得到了更好的發(fā)展。同時(shí)由于SDH的發(fā)展，使得其在廣域網(wǎng)與專用網(wǎng)領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用。

2 數(shù)字微波通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

廣播電視之所以用微波進(jìn)行傳輸是因?yàn)樗谀承┓矫嬲紦?jù)了一定的優(yōu)勢：（1）微波傳送具有很強(qiáng)的防侵害能力，從而確保了國家信息的安全性，這是因?yàn)樗哂泻軓?qiáng)的保密性和抗干擾能力實(shí)現(xiàn)的。（2）微波傳輸不受環(huán)境的干擾，可以很好的確保廣播電視信號(hào)的傳輸。隨著廣播電視的發(fā)展，微波通信的優(yōu)點(diǎn)為此領(lǐng)域的發(fā)展提供了很好的契機(jī)。利用數(shù)字微波傳輸網(wǎng)來傳輸各類重要節(jié)目信號(hào)，能夠以一個(gè)閉合的保護(hù)環(huán)形式，與衛(wèi)星和光纖互為備份，能夠?yàn)楦骷?jí)電視臺(tái)提供重要的節(jié)目源，確保廣播電視信號(hào)傳輸?shù)陌踩院涂煽啃浴＃?）可以加快業(yè)務(wù)自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)，擴(kuò)展廣播電視服務(wù)群體。（4）具有較高的圖像質(zhì)量和較強(qiáng)的應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的能力，可以避免噪聲的影響，從而保證了質(zhì)量。

3 數(shù)字微波通信在新時(shí)期廣播電視業(yè)務(wù)中的應(yīng)用

隨著數(shù)字微波通信的快速發(fā)展，數(shù)字微波傳輸在省市間組成微波鏈路網(wǎng)傳送固定的節(jié)目信號(hào)源的基礎(chǔ)上，也發(fā)展了常見的新應(yīng)用。

3.1 在廣播電視直播中的應(yīng)用

隨著廣播電視技術(shù)的發(fā)展和用戶對(duì)收聽收看節(jié)目的需求，許多現(xiàn)場新聞報(bào)道和電視直播節(jié)目已經(jīng)成為常態(tài)，為了直播的方便、報(bào)道的快速反應(yīng)和跟蹤，因此會(huì)大量使用無線電攝像設(shè)備，那么，通過數(shù)字微波通信技術(shù)，保證這些節(jié)目內(nèi)容實(shí)時(shí)地從現(xiàn)場傳到播控前端機(jī)房并實(shí)時(shí)高效地進(jìn)行直播，是一種即經(jīng)濟(jì)又安全的普遍方式。

3.2 在DTMB地面數(shù)字電視覆蓋工程中的應(yīng)用

隨著邊遠(yuǎn)地區(qū)高山臺(tái)站中央和省市地面數(shù)字電視無線覆蓋的發(fā)展，信號(hào)源成為安全播出的重要環(huán)節(jié)。由于衛(wèi)星信號(hào)易受雷電、暴雨和日凌影響，質(zhì)量受到影響，架設(shè)光纖成本巨大、安全性差且易受自然災(zāi)害的影響，SDH數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)既經(jīng)濟(jì)有安全，很好的解決了以上這些問題。目前，我市在這方面已經(jīng)建成運(yùn)行。在運(yùn)用中，首先是將信號(hào)源前端設(shè)在市區(qū)的寶源微波站，目的是容易獲取信號(hào)源、方便管理維護(hù)和保證安全性，然后將覆蓋所需的中央省市廣播電視節(jié)目打包成ASI碼流信號(hào)，經(jīng)過ASI-DS3適配器，用SDH數(shù)字微波系統(tǒng)傳輸至紫金筆架山和源城區(qū)桂山兩個(gè)站點(diǎn)，然后在這兩個(gè)站點(diǎn)通過微波接收系統(tǒng)，把DS3信號(hào)適配成ASI碼流信號(hào)進(jìn)入地面數(shù)字電視發(fā)射機(jī)進(jìn)行發(fā)射。如果通過微波中繼建成鏈路，還可以將信號(hào)源傳輸至東源721中波臺(tái)、東源蟬子頂、連平凹頂山、和平仙女石等，很好解決了高山臺(tái)站的信號(hào)源問題。

4 數(shù)字微波通信技術(shù)的發(fā)展前景

4.1 無線寬帶接入

因?yàn)樵絹碓匠墒斓膶拵нB入，我們連接的次數(shù)也愈來愈多，所以在日益的發(fā)展中，其將成為領(lǐng)導(dǎo)高數(shù)據(jù)通信的先頭軍之一。可以猜想到，在日后的競爭中，高數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)會(huì)受到人們的青睞。據(jù)有關(guān)部門研究，無線光纖技術(shù)使用很頻繁，可見，其技術(shù)的發(fā)展在我國也是很廣闊的。

4.2 三網(wǎng)融合

三網(wǎng)融合的定義是電信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、電視網(wǎng)，三網(wǎng)一體，對(duì)網(wǎng)絡(luò)實(shí)施技術(shù)上的改造，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)范圍，技術(shù)功能在某些程度上等同，互通互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、共享資源在生活上減輕了麻煩。其早在20世紀(jì)80年代就已投入使用，最初是被運(yùn)用到電視廣播的無線傳輸。如今，在資源共享的時(shí)代下，它在電視網(wǎng)已有的基礎(chǔ)上進(jìn)行了業(yè)務(wù)的升級(jí)，以此降低移動(dòng)客戶端的成本，減輕移動(dòng)終端的浪費(fèi)資源[2]。

4.3 數(shù)字微波技術(shù)

以前微波技術(shù)較低的傳輸速度、單一業(yè)務(wù)，已經(jīng)跟不上現(xiàn)代4G網(wǎng)絡(luò)的需要。隨著科技的發(fā)展，數(shù)字微波技術(shù)也在進(jìn)行革新，從而有了GBPS級(jí)的傳輸容量、業(yè)務(wù)接口的多樣、以及其他系統(tǒng)的完善。光纖技術(shù)被新興的微波技術(shù)所取代，并在社會(huì)中扮演越來越多的角色[3]。

5 結(jié)語

綜上所述，它和一些普通的光纖、遠(yuǎn)距離的衛(wèi)星傳送不盡相同。數(shù)字微波通信技術(shù)有待成熟，但卻也帶來了很多便捷。相信過不了多久，微波通信技術(shù)也會(huì)掌握著4G網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)端的命運(yùn)，相信微波技術(shù)會(huì)給我們的生活帶來更大的便利。

參考文獻(xiàn)

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[2]李文計(jì).對(duì)目前新型微波通訊技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用分析[J].中國新通信，2017，（6）：124-124.

[3]陸宗，蔡驍.淺析新型微波通信技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用[J].數(shù)碼世界，2017，（7）：182.