宋明芹

（山东省广播电视传输保障中心，山东 莱阳 265200）

0 引 言

广播电视省际干线微波电路需要向对应管辖省内各个骨干发射台提供广播和电视信号源，并借助发射机装置进行信号发射，构成地面无线覆盖网。在科技持续发展创新背景下，数字电视、数字广播等新型技术手段开始在全国范围内广泛应用。

1 数字微波电路IP化技术改造背景分析

广播电视微波网主要包括各种支线电路和干线电路等，省际干线包括省会到全省数个地市以及省直骨干发射台微波电路，直线电路包括各个地市到所属县以及发射台微波电路。干线微波电路和微波站为监管中心提供了电视广播节目相关监测信号的基础传输通道，能够支持各种信号、参数、命令等信息的顺畅传输。我国的广播电视无线管理中心通过多年的发展，针对微波干线电路不断进行改造升级，使原本的干微波电路其进一步转化成同步数字系列微波电路，扩大了信息传播容量[1]。

2 数字微波电路设计流程

数字微波电路工程设计主要分为3部分：一是路径选择，即需要结合信号传输需求合理确定天线高度、接收电平、余隙；二是对信号频率进行合理配置和极化处理；三是针对信号传输性能进行准确估算。数字微波线路相关性能估算可以进一步分成两种方法：一是立足于系统不可用层面，估算系统相关中断率指标是否满足不可用具体要求；二是应用各种衰落储备对系统中断率进行估算，判断其是否满足具体指标要求[2]。

3 数字微波电路设计考虑内容

3.1 电路设计信息元素

数字微波线路相关设计活动中需要考虑以下内容：一是传输路由信息，涵盖波道、工作频段、站址、极化位置、断面地形、传输容量、天线挂高、地物以及馈线长度等；二是各种外部系统影响和干扰，进一步采集外部系统干扰源的分布位置坐标、馈线长度、信号发送功率、极化方式、运行波道、天馈线系统以及天线口径等技术参数；三是传输电路相关信号传递的误码性能指标、越站干扰载干比等基础指标要求；四是微波设备各种技术参数，可以参考各种主流设备相关参数指标；五是馈线、天线系统参数指标；六是天线尺寸，结合相关性能计算结果和目标用户要求进行选择[3]。

3.2 电路设计目标和方法

数字微波线路相关设计需要符合电路误码性能指标，确保拥有充足的平衰落储备。针对平衰落储备，国家通信领域的相关行业标准中尚未形成明确规定要求。结合具体经验分析，正常条件下，一跳对应的平衰落储备应超出30 dB。针对站距低于10 km的陆地环境，可以适当降低标准要求。但对于站距超出40 km的平原环境，应该尽量超出35 dB。在设计中尽量降低设备运行功耗，提升设备操作的稳定性和运行可靠性。控制设备造价，特别是针对老旧电路实施综合改造时，蓄电池经过多年运行，需要重点注意相关容量要求。由于天线口径差异会对平衰落储备、误码性能指标以及空间分集改造因子产生直接影响，因此需要合理调整天线口径[4]。

3.3 电路余隙

余隙即微波射线到下方障碍物之间的距离。数字微波电力线路各个接力段在综合考虑K值变化范围内，下方障碍物和电波射线之间存在某种余隙，针对单一障碍物对应接力段余隙需要满足基础要求。如果多障碍物对应接力段余隙值K=Kmin，则障碍物引入对应点波绕射数值消耗应该低于10 dB，保证所接收电平值大于自由空间状态下电平值。同时针对空间分集接收对应接力段，核心天线路径预习应该满足相关规定要求[5]。

3.4 微波频率

数字微波相关通信波道设计除了需要综合考虑电波独有的传播特性（频带利用率、雨衰影响等）之外，还需要进一步兼顾模拟系统与微波系统共存。通常情况下，数字微波系统相关配置频率接近模拟系统。国家标准对微波传输进行了严格定义，包括传输速率、最低收发间隔、波道间隔、相同波道收发间隔以及中心频点等内容。数字微波通信系统拥有较快的传输速率，普遍选择多电平调制，在满足波道间隔基础上选择较低参数调制方法，兼顾微波频率申报状况。此外，尽量选择高频段传输，得到丰富频点，优先设计垂直极化传输，控制雨衰影响[6]。

4 数字微波电路IP化改造技术方案实践测试

4.1 网络构建

实施测试的主要目的是检验多生成树协议（Multiple Spanning Tree Protocol，MSTP）设备所构建的以太网传输通道是否保持良好的可靠性和信息传输稳定性，其中主要是以IP为基础的电台广播业务信号传输和广播电视业务信号传输。在不同站点间设置两种E-LAN形式以太网信号传输通道，两种信号传输通道分别应用各个GE/FE板中对应LAN口和WAN口进行传输。其中，通道1主要用来进行电视节目的IP化传输，通道2主要用来进行电台广播节目的IP化传输。

对应传输站点分别设置一台MSTP设备，山站设置两台MSTP设备。以太网通道1承载了广播电视节目的IP化信号，通过开通相关信号传输通道，电视节目利用IP化视频编码器将传输信号顺利转换成IP信号并传输至MSTP设备对应GE板卡相关FE1接口中。以太网2传输通道承载了电台广播的IP化音频信号，在信号接收终点利用IP音频编码器将传输信号转换成IP信号流后传输至终端MSTP接收设备对应GE板卡FE2接口中。各个站点在相关业务信号接收中，主要利用GE/FE板二层交换模式促进相关业务持续朝下游传递。

4.2 测试流程

连接好各种测试网络装置后，按流程开始测试。首先开通以太网通道1，通过视频编码器传输一组电视节目IP化视频源，全面观察视频解码器能否正常传输电视节目相关视频信号，判断是否存在波纹和马赛克等现象。合理增设一组电视节目IP化信号源，全面观察监测解码器对应电视信号输出状态。其次合理设计开通以太网信号传输通道2，同时传输广播节目信号源和电视节目信号源，应用广播解码器和电视解码器对相关节目信号传输状态进行全面观察。如果发现电视节目视频相关传输信号产生各种故障或不正常现象，可以适当降低电视节目IP化信号视频源带宽，减少节目套数或借助编码器进行合理调制。全面观测在带宽调整后相关视频解码器IP信号传输中的视频信号波动状况，同时将信号传播中的相关临界带宽准确记录下来，为后续分析提供依据[7]。

4.3 测试结果

经过实际测试，最终结果如表1、表2所示。

表1 系统测试

表2 信号源检测

通过数月的微波电路测试和试运行，针对数字微波实施信号IP化改造后，能够有效支持广播电视节目信号实现安全稳定传输。

5 数字微波电路IP化改造技术优势解析

数字微波实施IP化改造后能够满足多种业务的接口连接要求，进一步提供千兆以太网（Gigabit Ethernet，GE）、快速以太网（Fast Ethernet，FE）等多种类型业务接口，同时兼容同步数字体系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）微波电路原有的各项业务，包括STM-4业务、STM-1业务以及E1业务等。针对业务传输相关IP数据包实施全面封装，采取字节同步等措施将封装后的IP数据包直接映射于SDH同步净荷封装（Synchronous Payload Envelope，SPE）内，按照各次群对应线速率支持信号的连续传输。实施IP化改造后，数字微波电路能够和SDH系统之间顺畅对接，和光纤、卫星等共同构成安全可靠的信号传输网络系统，进一步提高微波干线综合利用率。应用IP方式开展传输操作，只需利用虚拟网络进行准确标识区分，并为扩展业务流分配相应网络标识即可。微波传输模式下拥有更高的带宽利用率，能够提升整个系统分配的灵活性，并针对单一业务实施限速带宽保护[8]。

数字微波电路经过IP化改造后，相关IP业务形成自适应调制模式。随着信号传输基础条件改变，对具体调制方式进行自动灵活调整，在产生衰落储备降低条件下，减少调制阶数量，保障核心业务顺畅传输。实施IP化改造能够使整个数字微波电路拥有更高的集成化水平，在结束IP化改造后，无需借助虚拟网络标识辅助区分辨别，只需一个网线便能够实现全部信号的连接传输[9]。借助健全、完善的预警系统能够提供实时预警信息和警报记录，方便全面统计分析设备运行状态，做好设备系统维护工作[10]。

6 结 论

在信息传输技术持续创新发展背景下，结合具体案例解析数字微波电路的IP化改造设计。通过详细信息数据解析微波链路实施IP化改造的优势并进行实际测试，结果表明改造后的数字微波电路能够充分满足电视广播节目的多元化建设要求，提高广播电视信号整体传输质量。