數字微波在廣播電視信號傳輸中的應用

王 濤

（云南廣播電視臺，云南 昆明 650000）

1 數字微波通信的概述

1.1微波通信的概念

微波是波長從 1 m到1 mm，頻率從 300 MHz到 300 GHz的電磁波，也被稱為“超高頻電磁波”，因為頻率比通常的電波高。微波具有頻率高、帶寬大、信息量大等長處，與衛星、光纜相比，微波具有自然影響小、可靠性高的特點，廣泛應用于廣播電視、電力、電信等行業的信號傳輸業務。

微波通信是一種基于微波的通信方法，它包括地面微波通信、對流層散射通信、衛星通信、空間通信和移動通信。微波可以像光波一樣在自由空間傳播，容易點亮或反射，但是由于其波長和衍射能力差，因此，微波傳輸距離有限（一般為 50 km）。微波點對點的通信就是視線，如果傳輸需要超過視線，則需要多個站點連續傳輸，即微波中繼通信。

1.2 數字微波技術的特點

仿真和數字是微波系統中最常用的兩種信號傳輸方法。微波數字傳輸系統是用來傳輸數字信號的，大致可分為 PDH和SDH，其特點可歸納如下：

（1）由于微波通信具有高頻和短波長的特性，因此有必要設置一個拋物面天線來發送和接收信號。在給出天線開口面積的情況下，可以制作高增益天線，這是因為增益與波長的平方成反比，從而獲得高度定向的天線。

（2）多路。是指微波本身的超大通信容量，這意味著可以使微波設備的頻帶足夠寬，也可以分成幾個載波頻點。

（3）接力。從專業的角度來看，接力是一種交流手段。地形的特征決定了地球上兩點之間的距離非常有限，為了確保通信和傳輸的可靠性，通常需要在微波線路上設置一些中繼站，數量通常由線路的總長決定。

2 數字微波通信的主要技術

SDH數字微波是 SDH與數字微波相結合的通信技術，具有 SDH和數字微波的優點，已成為未來微波傳輸技術的主要發展方向。同時，為了滿足新業務傳輸的需要，增強系統的抗干擾能力，提高系統的網絡管理能力，SDH數字微波主要采用以下技術：

2.1 編碼調制技術

PSK和QAM主要用于 SDH微波通信。數字基帶信號是未調制的數字信號，在微波信道中發送基帶信號之前，必須將基帶信號轉換為頻帶信號。換句話說，基帶信號被基帶信號數字調制，并且調制信號是中頻信號。在調制過程中，相移鍵控（PSK）具有抗干擾性能好、調制方法簡單、性價比高的優點。目前，QPSK被廣泛用于中小型數字微波通信系統，QAM是大容量數字微波通信系統中使用的主要載波加密方法。

多電平編碼（MLCM）主要用于 SDH微波通信。在數字微波系統中，為了傳輸數字業務等信息，有必要在 SDH復用設備的主數據流中插入一些額外的比特，即，微波幀的額外開銷（Rfcoh）。微波開銷和STM-1原始數據由塊狀復雜幀組成，每幀有 6行，每行為 3，564位；每個復幀被分為兩個子幀，每個子幀長 1，776位，其余12位用于幀同步碼 FS。

2.2 抗衰落的技術

微波在有限的距離（視野）內直線傳播，傳輸路徑可能受到氣象變化、地理環境等外部因素的影響，使得無線電波在傳輸過程中會隨著時間逐漸衰減，有兩種現象：無線電波多徑衰落和無線電波通過地面反射引起的微波頻率衰落、大氣折射和氣流散射的變化。為了減緩衰落，一般采取以下措施：

（1）自適應均衡技術。為了補償多路徑衰落引起的信號失真和縮短中斷時間，自適應均衡器廣泛應用于SDH微波。根據工作頻率和位置，均衡器可以分為兩種：一種是頻域均衡器（AFE），在接收機的中頻（if）級實現，用于控制信道傳輸功能；另一種是時域均衡器（ATE），在時域中工作，可以直接減少不完美傳遞函數引起的符號間干擾（ISI）。

（2）自動增益控制（AGC）技術。該技術大部分時間在正常（或最小）級操作發射機的輸出功率，只有在遠程接收機的電平下降時，發射機的反饋環路配置才能通過反向通信信道進行控制，輸出功率逐漸達到最大值。由此，可以降低鄰接系統在同一路徑上的干擾，降低衰落對系統的影響，降低功率損失和非線性失真。

（3）分集技術。它是選擇或合成兩個以上相關度較低（即傳輸質量不會同時惡化）的接收機的輸出，以減少衰落造成的影響。

2.3 集成電路（ASIC）技術

SDH編碼微波調制、自適應均衡和交叉極化干擾補償等技術需要大規模電路，因此需要大型集成電路（ASIC），以減少設備占用空間，增強設備功能，并有效提高系統和系統的整體穩定性，降低了維護強度。

2.4 同步技術

SDH微波主要由 SDH復用設備、微波設備和網絡管理組成，因此，與 SDH光纖傳輸系統一樣，SDH數字微波網絡的運行必須具有高度穩定的同步定時，各中繼和交換節點的所有數據信息準確有效地進行中繼和交換，避免幀丟失，此外，SDH微波網元件還需要迅速地判斷現在時鐘源是否有效，如果出現，應及時清除。

SDH微波設備主要有三種同步定時方法：一是外接同步定時信號，此時設備的同步信號由外部定時源提供，常用的有 2 048 kHz和2 048 kb/s；二是從接收信號中提取定時信號，設備從接收到的微波側或線路側的 STM-N信號中提取時鐘，作為同步信號；三是內部同步時鐘源，目前所有的 SDH微波設備都具有內部定時元，以便在外部時鐘源丟失的情況下可以使用內部自身的同步源。同時，SDH開銷字節中的同步狀態字節 S1用于發送時鐘源，根據 ITU T-tg.703的建議，其 b5-b8位用于表示同步狀態信息 SMM。SMM是指用于表示同步網絡中時鐘質量級別的一組代碼，每個網元根據 SSM的解釋獲取上游網元的時鐘同步狀態信息，并根據該信息進行跟蹤、切換或維護本地網元時鐘的特定操作，發送時鐘同步狀態信息，本地網絡元素到下游網絡元素的距離。在實際應用中，SDH微波網絡應充分利用 S1字節來防止定時環路。

3 廣播電視傳輸中數字微波的應用

3.1 信號系統配置

在微波站的設置過程中，有必要配置更好的傳輸信號以形成上下過程。微波站的設置必須嚴格按照相關要求選擇備用設備，并注意應急手動跳線端口的配置，不僅要進一步保證信號交換設備具有較好的干線報警功能、科學合理的選配功能，還需要利用本地數據接口來實現信息處理和設備管理。

3.2 傳輸網絡系統

一般來說，SDH是使用微波技術進行信號傳輸的傳輸電路，應在主干上建立相應的保護通道。在骨干網建設過程中，傳輸電路可以成環，通過光纜或接觸式傳輸網絡連接，形成一個傳輸網絡，滿足相互備份的需求，通常采用星型和樹型組網方式，可以大大提高傳輸的穩定性和安全性。在設置電路通道的過程中，確保通道符合相關規定，網管中心配有微波中繼傳輸電路，對網管系統進行備份，網絡管理信息被安排在主要服務信道中，如果主業發生變化，網絡管理也會發生變化。此外，微波站應配備應急系統，并使用公共通信網絡達到電路的完整性。同時，應建立相應的通信設備，所有微波站應確保離線電話。

3.3 電源系統配置

通常，使用微波傳輸技術傳輸信號時，必須在微波站外部連接兩個或多個電源并使用不同的路徑。在信號傳輸階段，電源系統的設計必須確保電源系統的正常運行，確保電源系統的配置和設計符合要求和規定。

3.4 監測系統應用

結合當前的編程標準，有必要在后續信號應用中預先設置關鍵鏈接。在滿足配置條件的前提下，對監控系統進行全面檢查，以確保微波信號設計系統的全面性和科學性。在監控系統中，微波的應用可以使監控系統具有查詢功能、記錄功能和自動報警功能。為了確保后續設計能夠滿足要求，有必要根據現有干預措施對基本表格進行分類，以確保后續監測設計系統的特殊性。總之，今天廣播電視的功能和服務發生了根本性的變化，從模擬電視向數字電視的過渡已經是大勢所趨，網絡數字電視系統將占據主導地位，微波數字技術不僅在廣播電視信號的廣播中發揮了重要作用，而且進一步推動了廣播電視在數字化方向的發展。

4 結束語