數(shù)字微波技術在廣播電視領域的應用

代偉

【摘要】近年來，隨著我國科技的飛速發(fā)展，廣播、電視、通信等領域，在新時代背景下，出現(xiàn)了新的發(fā)展趨勢。在廣播電視領域，數(shù)字微波技術也得到了廣泛運用。該技術對保證播出節(jié)目的高質量，傳輸資料的安全性和保密性都有著較好的作用，在業(yè)內深受認可。本文緊跟時代步伐，結合數(shù)字微波技術的發(fā)展現(xiàn)狀，特別是在廣播電視領域的實際運用，對其進行了詳細剖析，希望能為推動廣電行業(yè)高質量發(fā)展盡綿薄之力。

【關鍵詞】數(shù)字微波技術；廣播電視信號傳輸；系統(tǒng)構建

中圖分類號：TN92? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2024.11.009

數(shù)字微波可對已存在的信號進行靈活調整，并且還可以通過對已有的發(fā)射波段進行調整，利用數(shù)字化微波發(fā)射天線進行發(fā)射，從而達到高效發(fā)射信號的目的。采用數(shù)字化微波技術，可以實現(xiàn)在發(fā)射過程中對信號的波長進行動態(tài)調整，從而擴大了信號的頻帶。所以，在實踐過程中，必須主動建設數(shù)字化微波網(wǎng)絡，充分利用其在信號傳播上的優(yōu)點，保證節(jié)目的質量與安全。本文以數(shù)字微波技術在廣播電視領域的應用為研究方向，分析了該技術的優(yōu)劣勢，并提出了相應的措施，希望能促進廣播電視行業(yè)的進一步發(fā)展。

1. 數(shù)字微波技術原理及特點

1.1 技術原理

數(shù)字微波技術，又稱為無線傳輸技術，是一種利用微波作為載波進行數(shù)字信號傳輸?shù)募夹g。它通過將信號調制到微波載波上，通過天線將調制后的信號發(fā)射，并在接收端進行解調，恢復出原始的數(shù)字信號。其工作原理主要包括調制解調、信號傳輸和信號處理等方面。

1.2 數(shù)字微波技術的特點

1.2.1 信號傳輸容量較大

數(shù)字微波技術可以傳輸?shù)男盘柸萘糠浅４?，相較于傳統(tǒng)的模擬信號傳輸，數(shù)字微波技術可以傳輸更多的信息，例如圖像、聲音、數(shù)據(jù)等。這一優(yōu)勢使得數(shù)字微波技術在廣播電視、移動通信、互聯(lián)網(wǎng)接入等領域得到了極其廣泛的應用。

1.2.2 信號傳輸頻率高

數(shù)字微波技術通常使用的載波頻率較高，一般在幾百MHz到幾十GHz之間。高頻率的載波可以提供更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和更穩(wěn)定的信號傳輸性能[1]。同時，高頻率的載波也使得微波通信設備更加小型化和輕量化。

1.2.3 信號接收可靠性強

數(shù)字微波技術采用了多種信號處理技術和抗干擾技術，使得信號在傳輸過程中能夠具有較強的抗干擾能力和抗信號衰減能力。這使得數(shù)字微波技術在錯綜復雜的環(huán)境中，也能夠實現(xiàn)信號的安全、穩(wěn)定傳輸。

1.2.4 像素性較高

數(shù)字微波技術可以傳輸高質量的圖像和視頻信號，這使得數(shù)字微波技術在廣播電視、安防監(jiān)控等領域具有廣泛的應用[2]。同時，數(shù)字微波技術還可以實現(xiàn)高速移動通信，無線寬帶接入，為用戶提供更加便捷和高效的信息傳輸服務。

2. 數(shù)字微波技術在廣播電視信號傳輸中的優(yōu)勢與劣勢

數(shù)字微波技術的產生和發(fā)展，對全社會都有著重要意義，客觀分析技術的利弊，讓技術研發(fā)者不斷創(chuàng)新，推進產品的研發(fā)，將技術的優(yōu)勢最大化，以指導各行業(yè)，特別是廣播電視行業(yè)更好地利用數(shù)字微波技術，傳輸高質量的視聽節(jié)目，給受眾帶來更好的體驗。

2.1 優(yōu)勢

2.1.1 拓寬廣播電視信號的覆蓋規(guī)模

數(shù)字微波技術具有大容量、高速率的傳輸特點，可以有效解決偏遠地區(qū)信號覆蓋范圍不足的問題，這在我國地形復雜，地勢西高東低，氣候多樣等現(xiàn)實國情環(huán)境下，具有較強的實用性和長遠的現(xiàn)實意義，并為更多的用戶提供優(yōu)質的廣播電視服務。數(shù)字微波技術可以將信號覆蓋到傳統(tǒng)模擬信號難以覆蓋的區(qū)域，進一步拓寬廣播電視信號的覆蓋范圍，滿足更多用戶的需求。

2.1.2 保障廣播電視信號的穩(wěn)定傳輸

數(shù)字微波技術采用數(shù)字信號傳輸方式，可有效避免信號在傳輸過程中的失真和干擾，保證信號的穩(wěn)定和安全。數(shù)字微波技術還具有自動鏈路建立和自動功率控制技術，可以在復雜的通信環(huán)境中自動調整信號的傳輸質量和功率，確保信號的平穩(wěn)傳輸和發(fā)送。

2.1.3 提高傳播圖像質量

數(shù)字微波技術采用了高效的數(shù)字壓縮編碼技術，可以對圖像信號進行壓縮處理，使得其能夠在相同的傳輸帶寬內傳輸更多的圖像信息[3]。數(shù)字微波技術還可以通過圖像處理技術提高圖像的清晰度和穩(wěn)定性，為用戶提供更加清晰、逼真的圖像。

2.1.4 增強傳輸信號的抗干擾能力

數(shù)字微波技術采用了多種抗干擾技術，可有效抵抗各種自然和人為因素的干擾。采用信號處理技術，通過跳頻和擴頻等技術手段，進一步保證了信號在復雜環(huán)境中的高質量安全傳輸。

2.2 劣勢

2.2.1 穩(wěn)定性問題

數(shù)字微波技術雖然技術先進，但在實際應用中，可能會出現(xiàn)信號不穩(wěn)定或中斷的情況。這可能是由于微波信號在傳輸過程中受到大氣環(huán)境、電磁噪聲和其他干擾因素的影響導致的。

2.2.2 帶寬限制

數(shù)字微波傳輸雖然可以處理高帶寬信號，但在實際應用中，大規(guī)模和長距離傳輸時，可能會遇到帶寬限制的問題。這是由于微波信號在傳輸過程中會受到衰減和非線性失真的影響，這可能導致信號質量低于預期。

2.2.3 安全性問題

雖然數(shù)字微波技術采用了加密等安全措施，但在某些情況下，仍可能面臨信號被截獲或干擾的風險。特別是在軍事或國家政務通信中，微波傳輸?shù)陌踩允且粋€重要考量。

3. 數(shù)字微波傳輸網(wǎng)絡的構建

數(shù)字微波傳輸網(wǎng)絡構建的意義在于，實現(xiàn)高效、可靠、安全、準確的信號傳輸，提升廣播電視節(jié)目的質量和覆蓋范圍。通過數(shù)字微波技術，廣播電視信號能夠實現(xiàn)遠距離、大容量的傳輸，克服地理和環(huán)境限制，為偏遠地區(qū)提供優(yōu)質的廣播電視服務。利用智能化和自適應傳輸相結合的技術網(wǎng)絡，采用先進的信號處理技術和人工智能技術，數(shù)字微波設備能夠自動適應各種復雜環(huán)境和干擾，實現(xiàn)高效、穩(wěn)定的信號傳輸。同時，數(shù)字微波傳輸網(wǎng)絡還具有靈活性和可擴展性，能夠適應未來廣播電視業(yè)務的發(fā)展需求。

3.1 數(shù)字微波傳輸網(wǎng)絡系統(tǒng)

數(shù)字微波傳輸網(wǎng)絡系統(tǒng)是數(shù)字微波技術的核心部分，它包括發(fā)射端、傳輸介質和接收端三個部分。在發(fā)射端，數(shù)字信號被調制到微波載波上，然后通過天線將信號發(fā)射出去[4]。傳輸介質通常是空氣，微波信號通過傳輸介質傳輸?shù)浇邮斩恕Ｔ诮邮斩?，微波信號被解調成原始的數(shù)字信號，然后進行傳輸處理。

3.2 數(shù)字微波電源系統(tǒng)設計

數(shù)字微波電源系統(tǒng)是為數(shù)字微波傳輸網(wǎng)絡提供電源支持的系統(tǒng)。電源系統(tǒng)需要具備高效率、高功率密度和低噪聲等特點。同時，電源系統(tǒng)還需要具備過流、過壓保護、防雷擊和抗干擾能力，以確保電源系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定。例如，在很多廣播電視發(fā)射臺站，都建立了UPS電源、應急發(fā)電機、市電雙路保障等設備。

3.3 微波臺站信號系統(tǒng)的合理配置

微波臺站是數(shù)字微波傳輸網(wǎng)絡中的重要環(huán)節(jié)，它負責信號的收發(fā)和處理。為了實現(xiàn)高效的信號傳輸，需要對微波臺站的信號系統(tǒng)進行合理配置。包括使用合適的調制解調方式、信號處理算法和通信協(xié)議等，以保證信號的穩(wěn)定傳輸和高效處理。

3.4 微波臺站監(jiān)控系統(tǒng)設置

微波臺站監(jiān)控系統(tǒng)是數(shù)字微波傳輸網(wǎng)絡中的重要組成部分，它負責對微波臺站工作狀態(tài)的實時監(jiān)測和控制。監(jiān)控系統(tǒng)需要具備遠程監(jiān)控、故障診斷、設備切換和自動報警等功能。

3.5 網(wǎng)絡前向糾錯

網(wǎng)絡前向糾錯是一種數(shù)字通信技術，它通過在發(fā)送端對信號進行糾錯編碼，使在接收端能夠自動糾正信號傳輸過程中產生的錯誤。網(wǎng)絡前向糾錯技術可以提高數(shù)字微波傳輸網(wǎng)絡的可靠性和穩(wěn)定性，減少信號傳輸過程中的誤碼率。常用的前向糾錯技術包括FEC（Forward Error Correction）和ARQ（Automatic Repeat Request）等。

4. 數(shù)字微波傳輸網(wǎng)絡中的硬件配置

收發(fā)信機：用于處理和傳輸信號，實現(xiàn)信號的調制、解調和變頻。

微波收發(fā)設備：包括微波天線和微波收發(fā)模塊，用于接收和發(fā)送微波信號。

微波中繼站：在遠距離傳輸過程中，需要設置中繼站，對信號進行放大和轉發(fā)，確保信號的穩(wěn)定傳輸和覆蓋。

復用設備：用于實現(xiàn)多路信號的復用和解復用，以充分利用傳輸資源。

數(shù)字調制解調器：用于數(shù)字信號的調制和解調，實現(xiàn)數(shù)字信號在微波信道上的傳輸。

網(wǎng)絡管理系統(tǒng)：用于監(jiān)控和管理整個數(shù)字微波傳輸網(wǎng)絡，確保網(wǎng)絡的正常運行和可靠性。隨著網(wǎng)絡安全問題的日益突出，數(shù)字微波技術的安全性也將得到進一步提升。通過采用更加先進的加密和防護技術，數(shù)字微波設備將能夠提供更加安全可靠的信號傳輸服務。

專業(yè)人員：需要配備專業(yè)、足額的技術人員，能實現(xiàn)對收發(fā)設備的規(guī)范操作以及故障問題的應急處置。

5. 在廣播電視信號傳輸運用中的優(yōu)化策略

5.1 信號傳輸電源與網(wǎng)絡系統(tǒng)結構的優(yōu)化設計

為了保證數(shù)據(jù)的可靠傳送，必須對其關鍵部件進行合理地設計。應注重對電力供應體系的優(yōu)化，確保電力供應的穩(wěn)定、持久，利用智能監(jiān)控設備對傳送中的數(shù)據(jù)進行檢測，使得工作人員能夠快速、準確發(fā)現(xiàn)在操作中出現(xiàn)的問題，從而對數(shù)據(jù)進行有效的分析處理。

數(shù)字微波技術在廣播電視信號的使用過程中，需要定期對設備進行維修管護，同時，對室內的溫濕度要進行實時監(jiān)測。在實施過程中，要構建立體裝備管理維護工作程序，另外，在數(shù)字化微波傳送的電力系統(tǒng)組件中，還需要調節(jié)和優(yōu)化功率模塊，并在各個時段內，設置兩個供給電源，確保電流在各個時段的穩(wěn)定，避免突發(fā)的電力供應中斷對微波信號的傳送造成影響。

5.2 定期維護與保養(yǎng)數(shù)字微波設備

在廣播電視信號的傳送中，必須對傳輸設備進行嚴格規(guī)范的管理和維護，以確保其工作性能時刻保持良好。在維修、管護時，要借助專門的設備和工藝手段，對數(shù)碼傳送設備的工作狀態(tài)進行測試、判定，以便對潛在的故障進行診斷和解決，從而保證微波信號的平穩(wěn)。由于信息的傳送與傳遞頻率較高，必然會出現(xiàn)各種故障[5]。因此，需要建立以現(xiàn)行信息通信系統(tǒng)為核心的安全預警網(wǎng)絡，利用先進的技術手段實現(xiàn)安全預警智能監(jiān)控系統(tǒng)。

微波設備在長期放置和超載運行的情況下，容易發(fā)生過熱、線路損壞等問題，因此，要對設備定期評估，同時，對設備的報警提示，故障清單，要實時匯總分析，并及時處理。

5.3 增設廣播電視傳輸網(wǎng)絡的防雷屏蔽層和報警監(jiān)控模塊

縱觀全國各地，絕大多數(shù)的廣播電視信號發(fā)送臺站都建設在高山、高樓地區(qū)，這就面臨著風雨雷電等各方面的安全威脅。為了確保廣播電視通信網(wǎng)的正常工作，要在合適的位置安裝避雷針和雷電探測設備，此外，還要建立消防應急系統(tǒng)，以應對各種突發(fā)事件。在數(shù)字化微波信號傳送網(wǎng)中，為了避免一系列不安全因素的發(fā)生，要設置自動告警監(jiān)測組件，對其進行全面、完備的監(jiān)測，通過對信號來源的自動化監(jiān)控，能夠精確地發(fā)現(xiàn)問題，并及時地解決設備操作過程中出現(xiàn)的各種異?，F(xiàn)象。此外，完備的監(jiān)控網(wǎng)絡，可以對數(shù)據(jù)資料的差錯傳遞情況進行有效辨識，從而幫助有關工作人員能及時、準確地對其進行糾正，最終確保廣播電視節(jié)目的安全播出。同時，廣播電視信號傳輸?shù)南嚓P工作人員，要定期進行對各種問題的歸納總結，查缺補漏，及時糾正設備、系統(tǒng)錯誤，不斷優(yōu)化檢測監(jiān)控系統(tǒng)，為安全播出營造安全高效的播控環(huán)境。

5.4 采用更加先進的加密和防護技術，為廣播電視的安全播出提供更加安全可靠的信號傳輸服務

隨著5G、Wi-Fi 6、物聯(lián)網(wǎng)等技術的發(fā)展，這對廣播電視安全播出提出了更高的要求，技術的發(fā)展使信號傳輸更加高效、質量也更高，同時對信號安全也是一個重要挑戰(zhàn)。所以，需要與時俱進，積極探索研究，不斷完善傳輸系統(tǒng)、加大加密技術的運用和防護設備的更新迭代，科學規(guī)范化地使用互聯(lián)網(wǎng)，對播控設備加裝安全防護系統(tǒng)，對重要機器設備，操控系統(tǒng)杜絕連接外網(wǎng)，同時要增設密鑰，確保安全播出。此外，還需進一步優(yōu)化頻譜利用率，提高信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性。

6. 結束語

在廣播電視的工作中，信號傳送是比較重要的一環(huán)，而數(shù)字微波技術因為有著安全、穩(wěn)定、高效等優(yōu)勢，即使在自媒體快速發(fā)展的今天也極為重要。數(shù)字微波技術的不斷進步和應用需求的不斷增長，數(shù)字微波技術也將適配更多的場景，繼續(xù)發(fā)揮重要作用，推動各行業(yè)的發(fā)展和進步。特別是廣播電視領域，數(shù)字微波技術高速傳輸、大容量運行，突破時空限制的大規(guī)模、高質量數(shù)據(jù)傳輸轉化成為現(xiàn)實，使用戶體驗進一步提升。數(shù)字微波技術作為廣播電視信號傳輸?shù)闹匾侄?，能夠提供高清、穩(wěn)定、安全的節(jié)目信號傳輸，以保證國家安全，受眾能準確、權威、及時地接收到信息。目前，盡管數(shù)字微波在信號傳播方面已經(jīng)獲得了很好的結果，但，仍然有很多地方還沒有得到充分的利用和完善。本文從數(shù)字微波技術的原理、技術特點，分析在應用過程中存在的優(yōu)勢和缺點，提出相應的完善措施，希望能對數(shù)字化微波技術的研究和開發(fā)略盡綿薄之力，使它的使用效率得到充分的提高，從而為我國的廣電產業(yè)的良性發(fā)展奠定了良好的基礎，最終最大化地將數(shù)字微波技術更好地服務各行各業(yè)。

參考文獻：

[1]徐鐵峰.數(shù)字微波技術在廣播電視信號傳輸中的應用[J].科技創(chuàng)新與應用，2023，13（14）：177-180.

[2]尹紅.淺談微波數(shù)字技術在廣播電視信號傳輸中的應用[J].數(shù)字技術與應用，2022，40（04）：98-100.

[3]欒善武.數(shù)字微波在廣播電視信號傳輸中的應用探究[J].電視技術，2022，46（03）：131-133.

[4]栗遐.試析SDH數(shù)字微波技術在廣播電視信號傳輸中的應用[J].電子世界，2021（24）：172-173.

[5]李大君.數(shù)字微波在廣播電視信號傳輸中的應用分析[J].西部廣播電視，2021，42（11）：220-222.