谈广播电视数字微波改造

刘忠华

（辽宁省广播电视传输发射中心201台，辽宁 北镇 121300）

1 前言

广播电视的数字化对改善图像清晰度、图像传输质量、增加节目套数起着非常重要的作用。更为重要的是，它能够很方便地构筑视频、音频、图像、文字、数据为一体的综合网络平台，达到多媒体综合信息服务的目的。

2 广播电视数字化传输的优点

2.1 频道利用率高

数字压缩技术是将模拟信号经过抽样、量化，变成数字信号(即模拟/数字转换)，再经取样压缩编码，驱除信号冗余度，以一定的压缩比将信号频带压窄，将其调制到载波上，这样就提高了频谱的利用率。接收则以相反的过程进行：接收、解调、解码、数字/模拟转换，视频处理后还原成视频信号。国际上目前主要有两种数字压缩传输标准比较流行，即MPEG-1和MPEG-2。广播电视系统一般采用MPEG-2标准，它可以将速率为200Mbit/s的数字视频信号压缩到15～15Mbit/s。在这种标准下，如果对压缩信号采用64QAM调制方式，则CATV在每个8MHz带宽的模拟电视频道内能传送的码率为37Mbit/s，扣除FEC等因素占用的码率，净速率＞32Mbit/s。如果每个频道平均速率为4～2Mbit/s，则一个8MHz模拟电视频道就可同时传输8～16套电视节目，10个模拟频道就能传输80～160套电视节目。省干线上的模拟微波均属于调频(FM)模拟微波，每套电视节目占有的带宽为f0±10MHz。实际系统设备带宽为34MHz，如果压缩编码信号采用QPSK调制和相干解调方式，则中容量480路数字微波传输系统速率为34368Mbit/s，它所要求的微波通道传输带宽为f0±85MHz。实际系统设备带宽也为34MHz，如果每个电视频道平均速率为8Mbit/s，则省干线上一个模拟频道就至少可以同时传输4套高质量的节目。由此可知，广播电视数字化后可以成倍甚至成十倍地增加频道的利用率。

2.2 接收门限电平低、传输距离远

原广电部GY/T106-1999标准中提出了有线电视广播系统技术规范，下行模拟传输系统要求载噪比C/N≥43dB。欧广联(EBU)给出了图像信号的5级评分标准，若要达到4级以上的良好质量，则要求信噪比S/N≥366dB。在模拟信号的传输中，为防止信号的衰落，必须有6dB的衰落储备量，因此模拟调幅微波传输链路中系统设计的载噪比C/N必须≥49dB。在模拟调频微波传输链路中，由于S/N存在18dB调频改善系数，所以C/N≥31dB就够了。

同样的模拟链路，如果采用数字压缩编码方式，中频调制器采用64QAM正交幅度调制，在留有6dB储备量之后，只需C/N≥28dB就能得到DVD的图像质量。

若采用QPSK相移键控调制，则只需C/N≥18dB就可以得到高质量的图像质量。模拟调幅(AM)微波与64QAM调制数字微波相比，门限下降了约20dB；模拟调频(FM)微波与QPSK调制数字微波相比，也相差约10dB。从上述分析不难得出数字微波比模拟微波传输距离远的结论。如果原设计模拟MMDS微波传输距离为40km，在同样的有效发射功率、同样的天馈、同样的路由前提下，采用数字MMDS微波传输后，就能轻易地覆盖100km以上的距离。这样的覆盖范围对一个县来说已足够。

2.3 图像质量好，抗干扰能力强

由于采用了数字滤波、数字存储及再生中继技术，排除了噪声和失真积累的影响，改善了图像的信噪比，彻底消除了亮度干扰，接收机的载噪比C/N在门限值以上时，几乎可以得到无损伤的还原，虽经多级中继、转发也不会降低图像质量，因此数字电视传输的图像质量远远高于模拟电视传输的图像质量。

3 微波的数字改造

数字技术的飞速发展，特别是数字传输技术在光纤通讯中的突破性应用，使得光线具有海量传输的能力。由于承载业务上的积压和有线电视接入网对广播电视节目需求的膨胀，模拟微波传输从传输容量和传输质量上都不能满足要求，微波的数字化改造被提上议事日程。

鉴于微波传输不可替代的优势和数字化微波的诸多优点，微波的数字化改造成为势在必行。数字微波的技术体制被确定为同步数字系列（SDH），允许临时采用DVB直接复用调制方式，解决数字化过渡问题。这是国家广电总局在微波数字化改造指导意见中提出的。

SDH（Synchronos Digital Hierarchy）设备本身不属于微波设备范畴，它是一种将各种不同速率的数据流汇集、交换和分配的复接设备，可以把它看成是集装箱的作用。由于这种复接方式将数据流管理、维护与荷载区分成两个部分，以便各种不同速率的被传送的数据流可以方便地下载和上载即交叉链接（DXC），省却了准同步数字系列（PDH）需要的大量复接设备，既节省了费用又方便了使用。

数字光缆传输和数字微波传输都可以采用SDH技术。我国的广播电视光缆传输网就是采用SDH传输方式。微波数字化改造后必须与光缆互联、互通、互为备份，则必须也采用SDH技术。SDH设备在数字微波中的作用，从图1微波中继站的基本模型中可见。

图1 微波中继站的基本模型

SDH设备以下部分的设备配置形式，以SDH45Mbit/s接口信号为例，如图2。

图2 SDH设备以下部分的设备配置形式

由图2可知，SDH以上的传转电路可以是微波，也可以是光缆。SDH以下的设备配置（含SDH设备）无论在微波电路还是光缆电路都是一样的。

临时采用DVB直接复用调制方式作为过渡方案，保留了原微波站的模拟微波信道机、天馈线和电源系统，仅对模拟微波的调制解调器以下部分作更换，增加数字调制解调器、编解码器、ASI复接器。它的基本模型以端站为例，如图3。

图3 DVB直接复用调制方式

采用DVB直接复用调制方式的优点是一次性投入减半，投资条件改善时可进行二次改造，只要更换微波设备，增加SDH复接器和网管监控系统等，与第一次改造中投入的编解码器、复接器等可以组成完全的SDH微波。它的缺点是无法和光缆传输网在TS流层面上互为备份，只能在信号源层面上起到备份作用。

总之，广播电视的数字化包含数字终端设备(如电视机等)和数字信息传输设备(如光纤传输、卫星传输、地面微波传输等设备)。数字化广播电视为有线电视的发展提供了无限广阔的前景。微波同光纤网、卫星网互联互通，可形成业务合理分配、互为备份、安全可靠的广播电视传输网络，成为确保安全播出的重要战略资源

[1]杨松平等.DVB-C在模拟微波联网中的应用[J].实验有线电视技术，2001.

[2]李庆梁.MMDS在我国的应用现状和前景[J].1997.

[3]苗小柏.利用数字MMDS快速占领当地宽带接入市场[J].有线电视技术，2001.