贵州广播电视台微波中继系统

2014-07-02罗信海

电视技术 2014年24期

关键词：金阳码流发射台

罗信海，张林

（贵州广播电视台播控传送中心，贵州贵阳 550002）

贵州广播电视台微波中继系统

罗信海，张林

（贵州广播电视台播控传送中心，贵州贵阳 550002）

为保障贵州台广播电视节目的安全传输，在已有SDH传输环路光缆网的基础上，建立了无线微波传输讯道。详细阐述贵州台中继微波系统的方案制定、安装调试、测试分析和应用实现，以供同行参考与借鉴。该系统的设计具有前瞻意识，消除了贵州台传输系统的安全隐患，弥补了传输系统的不足，确保了贵州台广播电视节目的安全传输。

数字微波；中频转接；信号合路器；ODU；IDU

贵州广播电视台节目信号的传输，均按照国家新闻出版广电总局的要求来严格规范自己，没有出现任何事故，为贵州台充分发挥舆论先行引导作用和做好党的喉舌垫定了坚实的基础。

众所周知，在广播电视信号的传输中，无线传输作为有线传输的补充方式，更加有力地保障了信号的安全传输。作为广播电视信号三大传输方式之一的微波无线传输，由于其自身的优越性，在广播电视信号传输过程中得到了广泛的应用。

1 电视节目安全播出的要求

贵州台与网络公司之间节目交换的传输方式为SDH环路光缆网，两根不同方向的光缆同时将电视信号发往相同的目的地，从很大程度上保证了节目的传输安全。但贵阳市正逢城市轨道交通建设，为了避免因施工破坏光缆而造成电视节目传输中断，作为电视节目安全播出的责任部门，有义务保证电视信号在传输过程中的节目完整与信号安全。结合目前现有的有线传输方式，搭建另一个备份无线微波路由尤为必要。

2 微波传输路径的规划

2.1 前期考查

利用百度卫星地图，查看贵州台与金阳省网络公司的地理位置，如图1所示。

根据地图测算，两地直线距离为11km。地形地貌极为复杂且山高、山多，楼房众多且高而密，无法做到微波的点对点视距传输。在贵州这一复杂的喀斯特地形地貌上完成无线传输，困难可想而知。

2.2 微波无线路径的选择

经研究分析后，决定采用微波中继方式。用避开高楼和大山阻挡的方法来实现微波的传送。只有在贵州台与网络公司之间找到一个制高点，并通过这一制高点对微波进行中继重发，最终把信号传送到目的地。

图1 百度卫星地图

为了保证节目传输的安全，秉承既经济又有效这一宗旨，把制高点的选择放在了贵州台管辖的两个发射台上。图2为参考地图。

图2 参考地图

从图2可以看到两条不同颜色的线路标识，就是标注出来的两条传输路由。如果把微波中继的制高点选择在东山发射台，从贵州台（海拔1158m）到东山发射台（海拔1 160 m）的直线距离约为2.2 km，是可视距离，无任何遮挡，信号传输没有问题。从东山发射台到金阳网络公司（海拔1 310 m）直线距离约为11.6 km，不是可视传输，距离较长。与电视台到金阳网络公司距离相当，而且不能避开遮挡的高楼和大山，信号到达的可能性较小。

如果把制高点选择在小关发射台，从贵州台到小关发射台（海拔为1 370 m）的直线距离约为6 km，是可视传输，可以实现。从小关发射台到金阳网络公司直线距离约7 km，也是可视传输，高楼遮挡较小，信号到达的可能性较大。

经现场测试，证实了分析是正确的，测试微波为日立便携式高清微波。于是，中继微波[1]的传输路由就形成了，即贵州台电视大楼→小关发射台→金阳省网络公司。

为了使传输信号质量更好，把小关发射台这一中继点的微波架设点放在了离地80 m高的铁塔上。金阳省网络公司接收发射点也放在了距离楼顶15 m高且经过加固的避雷针铁塔上。这样的设计，对于信号的收发都有较好的保证。

2.3 站点内部的有线传输

贵州台始发站点的内部情况较为简单，微波收发设备与天线的距离为两层楼，可以用-9的IF电缆直接传输。

网络公司主机房位于主楼2层，而微波架设位于群楼25层楼顶，两栋楼之间如果铺设IF电缆，线缆长度需要350m左右。若用-9以上电缆，硬度大，弯曲角度大，不利于布线，破坏楼宇间墙体的同时信号传输损耗较大，不可取。在群楼25层楼顶到主楼2层之间正好有预埋光缆连接，故采用光缆进行传输。

3 微波传输方案的形成

3.1 路由选择及频率分配

经过前期的考查测试工作，找到了小关发射台这一优势地理位置作为中继点是可行的，既节约了投入成本，又能保障信号传输安全，符合贵州台相关政策。为避免与目前正在使用的频率相互干扰，于是分别对电视大楼、小关、金阳三个站点进行频率测试，检测并确定了传输频率。方案路由及频率见图3所示。

图3 路由及频率使用分配图

3.2 传输方案制定

贵州台需保障安全传输到金阳省网络公司的节目信号有：贵州1～7套、贵州卫视高清频道、数字平台共3路ASI流，回收1路国干网央视流。根据保障安全传输节目的需要，与厂家人员交流讨论，并多次修改了传输方案。从原来1传1方案1套微波增加到1传1方案3套微波，最后变成现在的1传4方案1套双向微波，最大总码率为155 Mbit/s。整个传输链路如图4所示。

图4 传输链路图

对于电视大楼站点，将传输贵州1～7套ASI流单向中频发信机调制后的中频与传输数字平台ASI流、贵州卫视高清频道ASI流的双向中频收发信机调制后的中频进行合路[2]后传输，在金阳省网络公司接收站点进行中频解调（IDU[3]）即可。合路方式如图5所示。

图5 中频合路方式

4 数字微波收、发信设备及中继方式实现

4.1 数字微波中频收、发信机及其特点

本方案中，数字微波中频收、发信机采用性价比较优的桂林华视数字微波，设备接口采用ASI+以太网（LAN）的工作模式，具备全双工、半双工自适应的IP以太网接口，能够双向传输ASI数字电视TS码流，可以根据需要选择配置2～4路ASI在单一微波信道内透明独立传输，各路ASI码流之间相互独立、互不影响，便于以后的扩容传输。该设备具有如下性能特点：

1）符合DVB-SQPSK调制标准；

2）纠错能力强，有很强的抗干扰性，无零星误码；3）传输容量大，单设备速率可达75 Mbit/s；

4）数据码流采用ASI接口，无须再作接口转换，提高了设备的可靠性；

4）单一信道可以传输多路独立ASI码流，不需要复用和解复用传输；

5）系统不仅双向传输ASI，同时双向传输IP以太网，便于对两端机房的监控与管理。

4.2 11G数字微波收发信机

针对置于室外的高频设备，即ODU，加强了防雷措施，有效降低了被感应雷击的可能性；另外，ODU与天线直接扣接，减少了射频波导馈管的损耗，提高了发射功率的利用率。

高频设备采用铝制标准室外ODU，密封防雨性能好、不怕太阳暴晒，能在-55～+60℃之间的任何恶劣环境下正常工作，与室内机房中频设备之间通过中频软馈线连接，根据需要软馈线长度可达200m，便于施工，也降低了成本。

4.3 11G数字微波中继方式

本方案中采用的中继方式为中频转接，信号从中间站的中继机A的收信机转接到另一中继机B的发信机时，接口频带为中频，所以称作中频转接。中频转接方式如图6所示。中频转接不进行信号的上、下行，省去了调制解调器，简化了设备，提高了安全性。因为不能对信号进行上、下行，故不能消除噪声积累。由于贵州台采用的是一次中继方式，且站点间距离仅六七千米，积累的噪声对传输信号影响较小，可以忽略。

图6 中频转接方式

小关中间站把来自电视大楼通信方向载频为f1的接收信号经对应中继机（11G数字微波收发信机A）的天馈系统，再经微波低噪声放大器后，与该中继机接收机本振信号混频，混频输出信号经中放后转接到该中间站的另一中继机（11G数字微波收发信机B）的发信机功率中放，将信号放大到上变频器所需的功率电平，然后与发信机本振信号进行上变频，输出载频为f2的微波信号。该信号经微波功放、天馈系统后，向小关中间站的另一通信方向（金阳省网络公司）发送出去。该中继机工作原理如图7所示。

5 项目实施与应用

按照计划，为保证本项目能在规定时间正式投入工作，在时间紧迫、任务繁重的情况下，特制定了一套具体实施方案。在与厂家工作人员配合努力下，保质保量地完成了这一任务。

5.1 设备规划

该整套微波分别架设于3个不同地方，即贵州台机房、小关、省网络公司。每个地方设备分为室内单元（IDU）和室外单元（ODU）。将安装于室内的设备进行合理布局和上架，室外设备选择合适的地点和方位，有利于信号的传输和后期的维护操作。具体规划情况见表1所示。

5.2 系统安装

随着规划的完成，安装开始进行。首先安装电视台机房IDU单元，在事先规划的地方按顺序进行安装中频收信机、中频收发信机和48 V合路供电器等设备。然后就到25楼楼顶铁架栏杆上安装ODU单元和天线部分。接着到小关发射台微波中继点安装收发ODU（TR）和天线共2套以及室内单元48 V供电器。最后到金阳网络公司进行设备安装。这是微波终点，同时也是返回信号的起始点。这里的系统架构、设备名称和设备数量都同电视台大楼的差不多。现场安装实景图如图8所示。

5.3 信号调试

5.3.1 传输通道测试

施工完毕后，即可对两端站点的传输通道进行测试。首先对天线进行调试，包括天线的方位角和仰角调试，以达到最佳接收效果。然后对发端IDU系统设备进行功率增减调试，以得到最佳的接收质量。收视效果与质量可以在收端处用频谱仪查看载波的平滑度与峰值进行对照分析。图9是从小关发射台微波中继点接收到的频谱效果。根据测试信号的强度、载噪比以及波形幅度可以看出，测试结果是较理想的，满足信号传输要求。

5.3.2 传输节目测试

通过以上测试结果证明了无线微波通道的可行性，接下来的任务就是对所传节目信号进行测试。按照方案规划接入贵州1～7节目流、数字平台节目流和贵州卫视高清频道流，返回国干网央视流。通过Tek⁃tronix MTM400A码流分析仪对两端站点接收的ASI流进行了码流分析，测试正常。图10所示为贵州1～7节目流的码流分析图，从TR 101 290监测上看均无一二级关键错误，信号正常。用解码器进行解码观看，图像和声音也符合标准要求。

图7 数字微波收发信机原理

表1 设备规划表

图8 现场安装实景图

图9 传输通道频谱仪测试图（截图）

5.4 系统应用

测试正常，信号接入网络公司播出系统三选一切换器播出正常。经过半年来的运行，信号稳定，无任何事故的发生。

6 总结

贵州广播电视台中继微波[1]系统采用了单一流程的TS码流，不需转换环节，简洁、可靠性高。它在发端的信号合路与在收端的信号分路功能，减少了工作环节，提高了工作效率，保障了传输上的安全。此功能不等同于别的微波在传送多路信号时采用的复用器打包方式。该创新点在贵州台无线传输上优势明显，值得有此需求的同行借鉴与参考。