IP數字微波在呂梁廣電的應用

蘇兵兵

（呂梁市微波站，呂梁 033000）

1 前言

在廣播電視業務傳輸過程中，數字微波通信和衛星、光纜傳輸互為備份，是廣播電視節目可靠傳輸的保證。微波傳輸系統具有適應復雜地理環境、抵御自然危害能力強、安全可靠、易于值守、業務開通快速和部署靈活等優點，不但符合廣電網絡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資源，如頻率、鐵塔、機房、維護人員隊伍等，為廣電傳輸事業發揮了重要作用。

2 呂梁地區廣播電視微波電路概況

山西呂梁地區微波電路，始建于十九世紀80年代，主要承擔著傳輸山西本省電視廣播的在呂梁地區的覆蓋，并提供呂梁本地節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。

隨著呂梁地區廣電業務的發展，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、發射機等領域的新技術高速發展，使得45MPDH微波電路與其它領域設備對接匹配等問題愈加明顯，故在此背景下，呂梁地區的微波電路跟隨省內廣電微波網絡的改造也陸續進行了IP數字化的改造，截止2017年底改造完成的電路容量為510Mbps，其中310Mbps用于山西省內廣電業務傳輸，200Mbps用于呂梁本地廣電業務傳輸。

3 呂梁微波IP化改造遇到的實現難點

呂梁地區微波電路的建設克服了以下幾個技術實現難點，使得呂梁的廣電業務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，首先應保證滿足余隙標準，其次選用空間分集，才能減小多徑衰落對性能的影響。經過仔細的分析核算，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準：

微波接力段余隙取值標準

注1：K：等效地球半徑系數；注2：Kmin：0.1%所對應的統計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

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構滿足了電路的性能指標。

難點3：木孤臺—離石、離石—龍山的無源轉接傳輸

呂梁地區地形山脈綿延，高低起伏，地形復雜，使得有些微波電路在視距內有阻擋物導致不能直接視通。要解決此問題，建立微波中繼站是比較理想的辦法。考慮到機房設施、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，應靠近某一端站，最好在1km之內，這樣才能保證無源情況下自由空間損耗最小，達到設計要求。反復分析，并經過實地勘察，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，系統衰落儲備值也達到了30dB以上，電路的運行情況良好。

4 呂梁IP數字微波系統的幾個關鍵技術

呂梁IP數字微波通信系統采用了目前市場上最先進的數字微波通信系統，該系統由于采用分路濾波、空間分集合成、糾錯編碼、高階調制解調、自適應調制、幀頭壓縮等關鍵技術，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 自動發信功率控制技術（ATPC）

IP數字微波采用的ATPC技術是基于閉合控制環來實現的，微波發信機的輸出功率在ATPC的控制范圍內自動跟蹤接收端接收電平的變化而變化。APTC技術的主要優點在于改善收信機的上衰落性能、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置的ATPC調整下門限時，接收端通知發送端提高微波設備的發射功率，從而避免較大誤碼率的出現。若路徑條件好，接收端通知發送端適當降低微波設備的發射功率，這樣可以減小對其他系統的干擾，同時降低系統功耗。

4.2 分集接收技術

IP數字微波采用的分集接收技術主要用來改善多徑衰落，分集接收技術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性，對幾面天線接收的信號，進行分集合成，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送和接收同一信號，然后進行合成和選擇，以達到改善信號衰落的目的。

4.3 幀頭壓縮技術

IP數字微波采用了幀頭壓縮技術，此技術利用短字節替代在以太網數據幀中重復傳送且不發生變化的數據，并將短字節通過微波發送端發送出去，從而大幅度提升微波傳輸的有效字節，提升單載波的IP數據傳送能力，IP業務吞吐量最高可提升至每載波1Gb/s水平，有效地減輕了數據業務迅速增長所帶來的壓力。

4.4 無線鏈路聚合技術（LAG）

IP數字微波采用了無線鏈路聚合技術，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 結束語

在微波電路建設中，一方面要保證廣播電視節目可靠傳輸和安全播出，另一方面又要考慮盡量節約投資，設計采用空間分集、無源轉接中繼等技術對微波電路建設是非常有益的。IP數字微波的諸多技術優勢使得其在廣播電視行業的應用中起著重要作用，相信未來IP數字微波還會在廣電及其它行業的通信建設中發揮更大優勢。