卫星地球站数字调制器特性分析与应用举例

赵红艳 吉林人民广播电台

卫星地球站数字调制器特性分析与应用举例

赵红艳 吉林人民广播电台

本文对卫星地球站常用几种品牌数字调制器之间的特性差别进行了阐述，并对型号为M6100的调制器及其型号为AZ212切换开关的应用事项进行了分析。

卫星地球站 调制器 切换开磁 配置 应用

卫星地球站应用的数字调制器，其主要功能是将信号源编码器输出的数字信号进行调制、加扰等数字处理，最终形成中频载波信号。

卫星地球站及卫星车应用的调制器产品主要有以下供应商及型号：美国康讯公司（RADYNE公司）的DM240XR、美国天堂数据有限公司（PARADISE DATACOM公司）的PD80 Vision、美国Comtech通信公司的CDM710 、比利时 Newtec 公司的M6100等。近年来，伴随卫星通信事业的不断发展，卫星通信产品的性能得到不断提高，调制器生产商不仅仅局限于其有限的主要功能，更是从用户需求方面考虑开发了诸多附加功能。其中一直专著于 DVB 调制器的技术研发和产品生产的比利时 Newtec 公司 DVB 调制器，以其卓越的产品技术性能和贴近用户需求的功能设计一直受到各方用户的好评，并赢得了巨大的市场份额，国家广电总局无线局、国内各省广电卫星地球站及卫星车等相继使用该产品。

本文就几种常见调制器的性能参数做以比较分析，并对当今较为流行的Newtec 调制器M6100 产品的参数配置和使用中的事项做以阐述，以便对其性能了解有助于最大化地应用。

一、几大国外调制器产品之间性能的主要区别

1、输出电平的动态范围不同。最大可以达到+10dBm，最小可以达到－30dBm。一般地，卫星通信上行系统用的调制器输出电平的动态范围只要在0dBm至－25dBm之间就可以满足链路电平的搭配。

2、输入信号端口类型不同。通用的输入端口为ASI 、BNC (F) －75 欧姆（同轴）。早期的产品只具有一路ASI端口，而今的产品除了可以做到具有两路ASI端口、两路端口可输入不同的ASI码流并实现自动切换，还增加了IP信号输入端口。因为随着TS分组以IP格式封装技术的普遍应用，所以调制器产品又增设了TS OVER IP输入的以太网端口。

3、增加输出监测端口。一般地，调制器的输出中频频率为50－180MHz可调(10Hz步进)， BNC （F）－75欧姆。对其输出射频信号的监测，需在上行系统的链路中串入功率分配器，将分配器其中一路的输出接块上变频设备，使中频信号变成L 波段信号进行监测。此种方式实现监测，除了增加设备和连线较为繁琐外，还会因功率分配器所接负载的增减引起上行射频系统电平的变化，不利于播出系统的稳定播出。

产品中内置块上变频器，直接附加输出L波段(950 MHz-2150 MHz)信号，用户可方便地实现监测功能。L波段监测输出接口多采用 SMA (F)－50 欧姆，块上变频器的本振频率为1GHz左右。

4、速率自适应功能。一般来说，调制器一旦设置好输出波特率，就必须严格要求调制器的输入的速率，方可实现两者相适应匹配。有了速率自适应功能，解决了输入速率变动导致无法实现调制输出的问题。

5、输出波特率的范围不同。一般地，调制器可配置的波特率范围从10K左右到几十M左右，波特率的上限越高，设备价格就越昂贵，用户可根据自身需求选择适当的波特率的范围。有些设备设置了许可密钥，用户只需在未来业务拓展时向设备供应商取得授权即可扩展输出波特率的范围。

6、支持的调制体系种类不同，主要有：

DVB－S ： QPSK

DVB－DSNG ： 8PSK、16QAM

DVB－S2 ： 8PSK、16APSK、32APSK

用户可在配置菜单中选择合适自身传输的需求调制体系，或向设备供应商取得所需的授权即可，虽然调制器支持的调制体系可以做到多种类，但最终用户一般只采用一种工作方式不会改变。

7、增加内置的TS码流分析工具。该功能对用户来说非常贴心，虽不是调制器的标配，但内置TS码流分析工具可以对输入TS码流按照TR101-290标准进行第一级和第二级的检查和分析，有助于分析判断和查找码流错误原因。

8、产品技术指标的差异。调制器的技术指标主要有回波损耗、杂散等。其中杂散信号主要反映了地球站上行系统中与载波无关的噪声和与载波有关的寄生信号，广播电视卫星地球站对杂散指标的标准要求相当严格，而调制器是上行射频链路的第一级，它的技术指标是影响整个上行射频系统指标的关键因素之一。整个射频上行链路的杂散指标要求为：带内≤－55dBc，带外≤－65 dBc。某些品牌的调制器杂散指标不高，只能满足产品出厂指标和国际卫星组织INTELSAT根据CCIR带外辐射限制的指标，低于《卫星广播电视地球站技术验收规范》中对带内、带外杂散指标的要求。以Newtec 的M6100调制器为例，其杂散指标可以做到：

带内 优于－65 dBc/4kHz @ +5 dBm ＞ 256kBaud

带外 优于－ 65 dBc/4kHz @ +5 dBm ＞ 256kBaud

而有的品牌调制器，其技术性能参数中提到只是优于－55dBc，用户在选购时需注意。

9、调制器的升级内容发生了改变。调制器产品的升级，主要是对软件方面存在的BUG等进行修复。而今，有些调制器产品还赋予了升级另一层面的意义，即：用户只需向设备供应商付费授权，硬件勿需改动，即可开通诸多已内置的功能选件、增加范围，如调制体系、编码方式、最大调制符号率等等，不需更换设备即可满足未来高清上星、DSNG、IP数据等业务拓展的需求。

二、调制器的应用举例

调制器的基本参数如前向纠错、符号率、输出频率、输出功率等的设置在此就不做陈述。现就调制器M6100及其配套切换开关AZ212应用方面的若干事项做以说明。

1、调制器M6100参数的配置

1.1 、TS码率是否进行自动适配 — ON。该产品可以将输入信号TS码流中的空包过滤掉，再插入新的空包以适应与输入相比更高或低的速率以适应调制后码流的码率。运用此功能，可方便地实现在调制符号率与输入的比特率在不适配的情况下仍能正常、稳定地传输运行。

1.2 、调制器的接口出现告警时，是否进行切换 —ON。当在线工作的调制器输入信号出现错误时，就切换到冗余备份调制器，只要冗余备份调制器输入的信号正常，即可保证传输质量。该功能保障了卫星电视节目的安全播出，值得用户为该款产品点赞。

1.3 、配置参数修改后要确认。在IE页面，进入调制器专家模式进行修订参数配置后，“cfg saved(config saved)” 显示红灯，若在此状态下调制器断电后再开启，所做参数的修订不会生效，只有“save”替代里面的初始化配置“initialconfig”方可存贮记忆，因为开机引导会进入“initialconfig”，方可实现新配置参数的更新。

2、运用内置MPEG传输流分析仪进行监测

用户可以使用IE界面访问调制器，通过内置的TS分析软件实现码流的告警监测分析，PCR抖动测量等。

从像控点的布设方案可以看出，方案一与方案二的区别在于，方案一在测区周边未进行像控点加密，方案二在测区周边做了像控点加密，两种方案在测区内的布设方法是相同的。在测区周边均进行加密布点的情况下，设计了方案三、方案四，这两种方案与方案二的区别在于，在方案二的基础上，两个方案在测区内，旁向方向的像控点间隔航线数在增加。

调制器内置MPEG传送流分析仪基于TR101- 290标准，选取监测第一级和第二级的重要参数，能够连续监视并检测比特率、抖动、常规和虚假包的标识符。监测分析的参数第一级共四种错误，分别是同步丢失错误、同步字节错误、PAT错误、连续计数错误。第二级共三种错误，分别是传输错误、PCR间隔错误、PCR抖动错误。

3、调制器M6100的切换开关AZ212

AZ212切换开关可以实现在线和旁路的调制器之间切换时间为毫秒级，经实践证实，调制器切换可实现对主观监测画面无影响。

3.1 、切换开关AZ212切换的条件

调制器切换的条件有两种：一是调制器本身故障，二是调制器接口告警。满足切换条件后是否进行切换可进行设置。

调制器设备检测自身故障的告警主要有以下几点：温度、供电、引导配置失败、前面板检测失败等。

调制器设备检测到接口告警信息主要有；TS over IP没有数据输入、TS over IP缓存器上下溢出、TS over IP RTP 不同步、TS over IP比特率无效、ASI 无输入信号、ASI 错误的传输流比特率、ASI输入无数据、ASI输入缓冲器溢出、调制器无输入帧同步、调制器缓冲器溢出、调制器合成器无输出、参考时钟无、参考时钟没锁定等。

切换开关后面板接口连接示意图如下：

正常（常闭）状态下，A、C联通以及B、D联通（图中左）；切换到备份（常开）状态下，A、D联通以及C、B联通（图中右）。

切换开关可以实现以A、B、C、D任意端口为切换开关的输出。例如：主用调制器接A，备用调制器接B，C为切换开关的输出。

3.3 、切换的模式

切换模式除了可实现手动切换、自动切换外，还可设置为主动模式或被动模式来满足拨通切换需求。