广西广播电视数字微波传输网络的建设概况

（广西广播电视无线传播枢纽台）

由于广西广播电视数字微波传输网络的规划与建设受诸多条件的限制，超长站距的电路较多，台站不具备空间分集天线的安装条件，如何确保数字微波的传输质量是个难题，下面就广西广播电视数字微波传输网络的规划和建设中遇到的困难和改进意见进行简述。

一、数字微波传输网络规划

（一）数字微波传输网络的任务和容量

根据业务需要，数字微波传输网络的传输容量600M。

1. 无线数字化节目源（中央及广西广播电视节目共30套）需要带宽为100Mbps。

2.台站监控系统：200Mbps。

3.其它应用：100Mbps。

4.业务扩展：预留200Mbps。

（二）规划路由

广西广播电视数字微波传输网络规划干线总长6327.32km，共设195个微波站的200跳线路（含无源），网络结构为环树混合网，一个大环和五个小环，线路覆盖130个300w以上（含）广播电视发射台、7个乡镇级发射台及14个区市县广播电视台。最长站距为二四六台至融水转播台94.44km，最短站距为金秀林场山至金秀转播台0.48km。跨海线路长度为48.08km。

数字微波传输网络是在原5条模拟主干线的基础上扩展为6条数字微波主干线路，即北线、西北线、西线、西南线、南线和东线，最长线路为东线797.53km，最短线路为西南线295.21km。

（三）工作频段及波道频率配置

我区原有的模拟微波使用7.7～8.2 GHz频段和1.4 GHz频段，当前1.4GHz频段已不能再使用，因此，结合我区台站分布散、方向较多的实际，工作频段选定为7.1～8.5 GHz频段。

波道带宽设定为56MHz。其中7GHz（L）使用3波道，7GHz（U）使用4波道，7.7～8.2 GHz频段同方向按1、3、5、7或2、4、6、8波道配置，8.2～8.5 GHz频段同方向按2、10波道配置。

（四）数字微波线路传输质量指标的确定

我区广播电视数字微波线路为省内干线，依据《广播电视SDH数字微波线路勘察设计规范》GY/T 5092-2016的要求设计，通道差错性能指标和可用性指标见表1和表2。

表1 我区数字微波省内干线差错性能指标（长期运行指标）

其中，B= 2% +（2×10-5×L），L为实际线路长度（km）。

实际东线最长线路为797.53km，分配的每公里指标为1.44E-08，设计时按50%的富裕量进行设计，同时，分配给传输部分的指标只有50%，即7.19E-08，其余线路的指标均按此指标进行核算。

表2 我区数字微波省内干线的可用性指标和中断强度指标（长期运行指标）

其中，L为实际线路长度（km）。

由于深衰落不会在全线同时发生，只要在一个短时间内某一中继段发生，这个中继段就成为全线的决定因素，当深衰落使该段误码率不小于1×10-3，则这个中继段的误码率就与全线误码率指标相同，无需指标再分配。又因为此时该段的瞬断率仅是全线的一部分，所以总瞬断率指标在全线是按距离分配的。

微波传输系统的技术指标如表3、表4。

（五）规划的难点

表3 系统差错性能指标（SESR）

表4 系统可用性指标

1.超长站距的质量指标问题。全网共有44跳电路站距超过50km，其中50～60km的15跳，60～70km的 14跳，70～ 80km的 9跳，80～ 90km的 5跳，90～100km的1跳，最长站距为二四六台至融水转播台94.44km。大部分超长站距的电路为数字化改造的模拟线路，不具备安装分集天线的条件，并且天线离机房过远（最长的馈管达150米），空间分集系统的馈管损耗和分路系统损耗过大，导致衰落储备电平过低，并且频率选择性衰落严重，难以保证电路的传输质量。

2.部分台站的方向较多，各方向天线之间夹角过小，频率规划困难。方向最多的二四六台，共有9个方向的天线，在同一频段内多波道配置大容量无法完成，容易出现干扰。

3.环网电路的高低站频率配置无法在同一频段内完成。

4.沿海区域雨衰影响较大，跨海电路的多径传输衰落严重。

5.沿海区域台风对天线的影响较大及天线安装位置的限制，天线口径不宜超过3.2米。

居于以上原因，采用以下办法解决：

将高频单元搬至天线端的办法解决馈管过长引入的损耗，即分体式IP微波。同时，采用双极化天线、两波道分开安装方式可消除分路系统的损耗。为了满足衰落储备和传输质量及传输容量要求，必须采用大功率、低接收门限的IP微波设备按2+0容量配置，波道带宽为56MHz，调制方式为128QAM。由于高频室外单元（ODU）工作环境恶劣，经受烈日暴晒和风雨侵蚀以及雷击损坏的影响，其可靠性比全室内型设备低，因此，在IP微波设备的选型和安装环境（防雷系统）要求较高，必须需要高可靠性的IP微波设备，设备的无故障工作时间MTBF大于50万小时（1+1系统）。

为了满足传输质量要求，除了满足传输容量外，设备必须具有无线链路汇聚功能，即1+1保护配置。设备具有AMR功能（自适应调制）和QoS功能，设置端口保护，在恶劣气候条件下也不会中断主用信号传输。

为了满足多方向台站的波道频率配置，拟使用7.1～7.7GHz频段、7.7～8.2GHz频段和8.2～8.5GHz频段的频率；环网部分的高低站频率配置使用7.1～7.7GHz频段过渡；跨海电路由于受频率资源限制及海面反射的影响，拟使用8.2～8.5GHz频段按3+0 SD（空间分集）配置，波道带宽为28MHz，调制方式为128QAM，传输容量为450Mbps。

对于超长站距，应尽量拉开两波道的频率间隔，以获得较大的频率分集改善系数（根据实际情况，7.7～8.5GHz频段最大频率分集改善系数取10，7.1～7.7GHz频段最大频率分集改善系数取15）。在7.7～8.2GHz频段，两波道间隔为118.6MHz；在7.1～7.7GHz频段，波道间隔为328MHz；在8.2～8.5GHz频段，波道间隔为56MHz。

系统的传输容量如下：

主干线和环网的波道带宽为56MHz，调制方式为128QAM，传输容量为600Mbps；分支电路的7.1～8.2GHz频段，波道带宽为56MHz，调制方式为128QAM，传输容量为600Mbps；分支电路的8.2～8.5GHz频段，波道带宽为40MHz，调制方式为256QAM，传输容量为500Mbps；跨海电路的波道带宽为28MHz，调制方式为128QAM，传输容量为600Mbps。对于设置无源中继站的特殊线路那坡转播台——弄利山——那坡中波台及果岭——那合山——湖润转播台电路，波道带宽为56MHz，调制方式为128QAM，传输容量为600Mbps。

图1 广西广播电视数字微波传输网络规划路由图

广西广播电视数字微波传输网络规划路由图如图1所示。

（六）线路传输质量估算

依据《广播电视SDH数字微波线路勘察设计规范》GY/T 5092-2016的要求，提供4种微波衰落概率预测公式：

1.ITU-R详细计算公式：

2.ITU-R快速计算公式：

3.中国经验公式一：

4.中国经验公式二：

ITU-R 详细计算公式最接近实际值，中国经验公式二次之，拟以ITU-R 详细计算公式进行计算。

以最长站距的二四六台——融水转播台为例进行设计指标验算。

由于采用双极化分开安装，并且两个极化的频率相隔较远，电路指标验算时不考虑晴空条件下和降雨条件下XPD降低引起的中断。

对于最长站距94.44km的二四六台——融水转播台电路，采用iPsolink400型IP微波设备，天线口径3.2米，采用56MHz波道带宽和128QAM调制，发信功率30dBm，传输容量为660Mbps，工作于7.1～7.7GHz频段。在进行传输网络设计验算时，GY/T 5092-2016并没有要求将大于2.30E-04的10秒内的差错计入不可用指标，由于大于2.30E-04的差错已成为不可用，验算时一并列入不可用。该电路传输质量验算如表5。

表5 二四六台——融水转播台微波传输质量验算表

从表5可见，该电路虽然最坏月份的差错性能无法满足设计的指标要求，但能满足电路的分配指标要求。

六条主干线的估算值见表6及表7,各线路的验算值均能满足设计指标要求。

从上表可见，各条线路的总指标估算均能满足设计指标要求，但是，部分超长站距及沿海区域的部分线段的验算指标略低于设计指标，见表8及表9。

从表8可见，该5段电路的平均年份差错性能指标估算值均大于设计指标，但均小于分配的指标，可通过在设计指标限额内进行调整，适当增加这些线路的指标，无需更改设计。

从表9可见，冠头岭——涠洲岛线路虽然采用了空间分集和频率分集系统，仍然无法满足可用性设计指标要求，表中的其余线段在未使用空间分集系统的情况下也无法满足设计指标要求。中断原因是沿海区域的雨衰过大引起的中断，这些线段的可用性指标可在分配指标限额内适当进行调整以满足整个线路的指标要求。

二、数字微波传输网络的建设

（一）数字微波线路的建设概况

从2011年至2019年底止，广西广播电视数字微波传输网络在原模拟微波线路的基础上进行数字化改造并进行扩展，建成北线、西北线、西线、西南线、南线和东线共6条线路，建设线路总长2744.8km，共建设有66个微波站的65跳数字微波线路，覆盖52个广播电视发射台及13个局台。

2019年已建成的广西广播电视数字微波传输网络路由图如图2所示。

已建数字微波线路采用NEC iPasolink系列IP微波设备，主干线采用2+0配置的400型设备，部分分支电路采用200型设备。所有设备均按56MHz波道带宽及128QAM调制方式进行设置，主干线采用两波道双极化分开安装，2+0配置形成1+1保护（链路汇聚），纯IP模式传输信号，传输容量为636Mbps；部分分支电路按56MHz波道带宽及32QAM调制方式进行设置，1+0配置，TDM+IP混合传输，便于备份上山光缆信号。

表6 线路差错性能指标验算表（平均年份SESR）

表7 线路可用性指标验算表（平均年份）

表8 特殊线段的差错性能指标验算结果

表9 特殊线段的可用性指标验算结果

图2 2019年已建成的广西广播电视数字微波传输网络路由图

广西广播电视数字微波传输网络安装有网管系统，便于设备的维护和业务端口的配置。通过网管系统可以监测各微波网元的工作状态，发现问题及时处理。

（二）数字微波传输网络的业务信号结构

数字微波传输网络传输的信号为IP信号，各站采用三层交换机进行信号源组网，目前传输的节目信号源如下：

1.AVS+地标节目:中央及广西广播电视节目共27套。

2.MPEG-2节目：中央及广西广播电视节目共12套。

部分分支电路的TDM业务用来传输DS3广播电视节目及市县广播电视节目。

3.其它业务尚未启用。

（三）数字微波线路建设中存在的问题

1.旧天线的改造

原模拟线路进行数字化改造时，保留原来的微波天线，并用极化分离器将其改造为双极化天线。部分旧天线使用年久，调整件生锈已无法调整，而且小部分天线由于灾害而变形，开通时接收信号低。

2.路由阻挡及天线安装位置受限

由于天线安装位置受限及传输路由阻挡（树木、房屋等）而导致接收电平下降，从而降低衰落储备引起中断。

3.新天线安装

安装新天线时，天线调整的准确度满足理论计算值，误差不能超过3dB。特别是超长站距的电路，接收电平过低会降低传输质量。

三、数字微波线路运行情况

根据网管系统提供的日常运行参数分析，数字微波传输网络设备运行正常，超长电路衰落时有发生，汇总如下：

1.由于城市的发展，高楼阻挡部分电路的微波信号传输。

2.沿海区域的电路衰落频繁、严重。

3.超长站距电路的雨衰严重。

4.子夜衰落频繁、严重。

5.气温剧变引起深衰落。

针对目前的电路运行状况，提出以下改进意见：

1.沿海区域受海蒸汽的影响，K系数变化较大（电波传播的弯曲度变化），同时空气密度的梯度改变及不均匀体的反射和散射，形成严重的多径传输，导致接收端接收信号深衰落，因此，沿海区域的衰落比桂西和桂北地区频繁、严重，衰落深度超过40dB的情况时有发生，为此，需要对天线进行调整，选择衰落影响最小的最佳角度。

2.增加发信功率，原安装的数字微波设备均为普通功率的设备，为增强抗衰落，超长电路的发信机宜更换为高功率的发信机，可增加6dB的衰落储备。

3.更改调制方式，目前的业务占用带宽不到100Mbps，在不采取其它措施的情况下可以考虑临时更改调制方式或波道宽度以减小传输带宽来增加衰落储备量，如56MHz/128QAM改为28MHz/32QAM，2+0的传输带宽从636Mbps降为226Mbps，而平衰落储备增加10dB。

4.超长站距的电路增加空间分集系统或增加中继站。此办法效果最好，但投资较大。

5.对于强降雨引起超长站距电路的中断，唯有缩短站距或增加衰落储备量才能减轻。

四、结束语

广西广播电视数字微波传输网络的规划与建设受诸多因素的影响，台站安装条件受限，超长站距电路无空间分集系统，设备的发信功率为普通功率，再加上由于天线调整的准确度不够，接收信号电平减小（正常应为理论值±3dB），导致衰落储备量下降，不能对抗深衰落。目前，虽然临时通过减小传输带宽来满足现有业务传输质量的要求，但不能适应其它业务的开展，因此，最终还要通过更换高功率发信机和对天线进行调整来提高传输质量以满足传输带宽的要求。