湖南微波電路線路干擾分析一例

文/曾華躍 胡小兵

1 前言

數字微波中繼通信是在數字通信與微波通信基礎上發展起來的一種先進的通信傳輸手段，它兼有數字通信與微波通信兩者的優點，頻帶寬，傳輸信息容量大、通信穩定、可靠，工業干擾、天電干擾及太陽黑子的活動對其影響很小。微波中繼通信可以方便跨越沼澤、江河、高山等特殊地理環境，實現地面上的遠距離通信。在遭遇地震、洪水、戰爭等災禍時，通信的建立及轉移都較容易，這些方面比有線通信具有更大的靈活性。

隨著城市建設的迅速發展和城區規模的不斷擴大，原建設在城市郊區的微波站點逐步進入城市版圖。在沒有規劃考慮微波通道保護的城市，城市高層建筑建設可能已影響數字微波的正常通訊。現將湖南數字微波網一例電路異常處理流程記錄下來供大家參考。

2 微波電路異常現象

2跳微波電路（婁底苦竹山-冷水江白果嶺-隆回小沙江）所連接的解碼器均出現閃斷，無法正常工作。并在婁底苦竹山-冷水江白果嶺雙向4個MODEM的誤碼告警（誤碼率由1×10-10升高到1×10-7） 。

3 故障排除流程

冷水江白果嶺-隆回小沙江微波電路為1+1Twin path配置，經過對白果嶺和小沙江2個站點室外天饋的仔細排查，沒有發現有明顯損傷的部位，2個站點的室外天饋部分完好，查看白果嶺-小沙江的天線接收電平也正常，確認白果嶺-小沙江微波工作正常，解碼器閃斷的原因是由于苦竹山-白果嶺微波線路故障造成的。

苦竹山-白果嶺微波電路為1+1Twin path配置，首先在網管上查看此跳微波兩端的性能指標，從性能指標明顯看出，此跳微波兩端的4塊Modem盤均出現告警提示信息，且兩端的各項指標值均出現不同程度的計數值，某些數值已達到了5位數。這就很明顯地提示我們：故障肯定發生在公共的天饋部分。因此決定先排查兩端天線之間自由空間部分的可能原因。

（1）先通過LCT查看設備性能情況，發現非常頻繁地出現“Early Warning”、“Low BER ALM”和“High BER ALM”等告警，并且短時間內又消除，表明該系統運行處于異常狀態。通過檢查MODEM性能數據發現，最近的7天內每天都有誤碼出現。發信功率保持在+32dBm左右，收信電平大部分時間基本在-41～-44dBm波動。

（2）檢查空間電磁環境是否有工作帶內的干擾信號。遠程登錄白果嶺設備，將發信功率關閉，將頻譜儀接在苦竹山的濾波器輸出接口處，未發現干擾。從晚上7：25開始連續觀察收白果嶺方向的背景噪聲情況。截止到第二天上午10：56，沒有記錄到工作帶內的干擾信號。如圖1所示。

圖1

圖2

（3）將苦竹山SYS03和白果嶺SYS01的調制方式由128QAM降低至64QAM，連續觀察設備在64QAM調制方式下的工作情況。檢查苦竹山MODEM03和白果嶺MODEM04從第一天下午7：30至第二天上午11：00的誤碼情況，只有苦竹山MODEM03在3日晚上10：00產生過51個BBE和4個ES，其他時段雙向均沒有誤碼出現。結果顯示電路在64QAM模式下傳輸質量得到改善，但還是兩端MODEM盤還是頻繁出現“Early Warning”告警。

（4）恢復白果嶺站SYS02發信機關閉的發信功率升至+32dBm，恢復苦竹山SYS04 TRP和濾波器的電纜連接，將該通道調制方式升高至256QAM，發現該系統兩端一直處于“High BER Alarm”告警狀態，業務始終處于中斷狀態。將南岳-苦竹山微波由128QAM升高至256QAM，電路工作正常，沒有誤碼出現。隨后將苦竹山站SYS04的TRP連接至該機架SYS02（對南岳方向）的濾波器上，“High BER Alarm”告警馬上流失，業務正常無誤碼；但是將苦竹山SYS02（對南岳方向）的TRP接到SYS04（對白果嶺方向）的濾波器上后，SYS02的MODEM出現“High BER Alarm”告警，業務不通。說明苦竹山站設備正常。

（5）將苦竹山站點設備配置和電纜連接都恢復至正常狀態，將SYS03/SYS04（對白果嶺方向）的調制方式設置為64QAM后。第一天下午7：30至第二天上午11：00兩端均沒有發現誤碼出現，但仍然頻繁有“Early Warning”告警出現。初步判斷隨著調制方式的降低，苦竹山-白果嶺微波傳輸質量有所改善。

（6）檢查本跳電路的設計文件，發現設計接收電平為-35dBm，和當前的收信電平-42dBm存在明顯差異。登塔查看，發現在離苦竹山站2公里的路由上存在高樓，疑似為阻擋物。用手機采集各點GPS坐標，輸入Pathloss設計軟件，得到如圖2路由圖：通過地圖作業。

路由圖也印證了地圖上作業的結果：微波路由經過兩個樓盤。“恒隆國際”新建樓盤，于2015年底開工建設，其中1號樓于2016年9月前封頂，2號樓封頂時間約在2017年2月，3號樓在2017年7月前封頂。每棟樓均為4層底商+28層住宅的結構，總高度約為100米。“東方財富廣場”樓盤，于2014年開工建設，2015年建設至目前高度，隨后長時間處于停工狀態，其中2號樓疑似在微波傳輸路由正中間。2號樓目前已建4層底商+9層住宅，目前總高度約為45米。按照目前的測試和處理結果，排除設備軟硬件問題。認為天線俯仰偏差造成的收信電平下降和路由中間的建筑物影響是造成本跳電路在-42dBm出現異常狀況的原因。路由中的建筑物在水平面上的高度比天線掛高要高，微波信號主通道被“恒隆國際”2號樓阻擋而導致接收電平變低，同時“恒隆國際”樓宇對微波信號形成多徑反射繞射，多徑傳播干擾微波通信質量。

（7）經現場討論，決定將天線升高8米，嘗試減小路由中的建筑物對傳輸的影響。升高天線前,將苦竹山-白果嶺兩端都恢復成原先設計128QAM/28MHz配置，電路開始頻繁出現誤碼告警。升高天線后,兩站收信電平恢復至設計值-35dBm，MODEM告警均消失。經過1個小時的連續觀察，苦竹山站和白果嶺站收信電平穩定，沒有誤碼和告警出現。

（8）嘗試將苦竹山站對白果嶺方向的發信功率降低20dB至+12dBm。然后觀察白果嶺站收信情況。白果嶺收信電平降低20dB至-54dBm仍能保持穩定正常傳輸，在觀察的15分鐘內沒有出現誤碼和任何告警。

（9）恢復所有設置至正常設計運行狀態。

（10）對電路運行狀態做1～3天的連續觀察，主要是對收信電平、誤碼和告警進行觀察。三天運行中未出現異常，恢復環路業務。

4 結論和建議

在微波電路出現嚴重誤碼現象時，排除設備故障后應首先檢查傳輸路由空間電磁環境。本次異常現象處理采用掛頻譜儀和降低對端發射功率相結合的方式，有效確認誤碼來自自身信號的多徑反射傳輸，省微波總站在岳陽至達摩嶺微波路由用此方法成功發現同頻同向微波干擾。采用降低提高調制方式的辦法，利用低調制帶寬寬通過性能較強，可有效確認微波路由是否有阻擋存在。

隨著城市的快速發展和高層建筑物的增多，數字微波網絡建設應考慮多路路由或環形、網形設計。并且路由的反射點應盡量落在反射系統小的地方，如山地、森林等，使反射波被有效地阻擋或產生散射，有效抑制反射波對電路的干擾。

為了避免在以后城市建設中再發生微波通道被阻擋的事件，我臺與市自然資源與規劃局進行了溝通，按照規劃局要求，我臺將組織人員對本站及相鄰站點的天線坐標及高程數據進行測定，并對城區微波保護通道高度及寬度予以計算，以確定微波保護通道路徑。保護通道下方建筑物最高點海拔至少應低于相鄰兩站天線連線一個第一菲涅樂半徑高度，保護通道寬度以相鄰兩站天線連線為中心應不小于兩倍第一菲涅樂半徑。我臺將把以上數據提交市自然資源與規劃局，從而保證微波通道在城區規劃建設中得到有效保護，確保微波的正常傳輸。