广播电视SDH数字微波传输系统应用与故障处理分析

张 丽

（山东省广播电视传输保障中心，山东 济南 250062）

0 引言

随着信息技术的飞速发展，广播电视作为信息传播的重要媒介，其传输系统的稳定性和高效性变得尤为重要。同步数字体系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）微波传输系统以其独特的优势，在广播电视领域得到广泛应用。该系统不仅能够提供大容量的数据传输，还具备较高的抗干扰能力和传输质量，确保了广播电视信号的稳定传输[1]。在实际应用中，SDH数字微波传输系统面临着诸多挑战。设备老化、外部环境干扰、配置错误等因素都可能导致系统故障，影响广播电视信号的传输质量。本文将详细探讨SDH数字微波传输系统在广播电视中的应用以及常见故障的处理方法，以期为相关从业人员提供有益的参考。

1 SDH微波通信关键技术

1.1 自动发信功率控制技术

在SDH微波通信中，自动发信功率控制是一项至关重要的技术，可以根据通信链路的实时状况，动态调整发射机的输出功率，从而确保通信的稳定性和效率。这种技术能够实时监测接收信号的质量，根据信号的衰减、干扰等因素，智能地调整发射功率。当链路质量较差，系统会自动提高发射功率，以增强信号的传输能力；而在链路质量较好时，则会适当降低发射功率，以减少能源的消耗和可能对其他系统的干扰。自动发信功率控制技术的运用，不仅提高了SDH微波通信的可靠性，而且实现了能源的高效利用，确保了通信系统在各种复杂环境中的稳定运行，为现代通信技术的发展提供了有力的支撑。

1.2 多电平编码调制技术

多电平编码，指的是将信息编码为多个不同的电平，而非传统的二进制电平。这种技术能够更有效地利用信号带宽，提高数据传输速率。在微波通信中，由于信号衰减和噪声干扰等问题，传输质量往往会受到影响。多电平编码调制通过增加信号的电平数，能够更好地抵抗噪声干扰，提高信号的抗干扰能力。多电平编码调制技术还能够提高频谱利用率，使得在有限的频谱资源下能够传输更多的信息。

1.3 自适应频域均衡技术

在SDH微波通信中，由于多径效应、频率选择性衰落等原因，信号在传输过程中会出现频率失真。自适应频域均衡技术通过动态调整接收端的滤波器参数，对接收信号进行频域均衡，有效补偿信号在传输过程中产生的频率失真[2]。这种技术能够实时跟踪信道变化，提高信号的抗干扰能力，确保SDH微波通信的稳定性和可靠性。

1.4 自适应时域均衡技术

SDH微波通信中的信号在时域上也可能受到干扰，产生时间延迟、抖动等。自适应时域均衡技术通过算法调整接收端的均衡器，对接收信号进行时域上的处理，消除时域失真。这种技术能够实时适应信道时变特性，提高信号的同步性和传输效率，为SDH微波通信提供高质量的服务。

2 SDH数字微波传输系统的功能组成

山东省的SDH数字微波传输系统利用数字微波和交叉连接复用设备（Add/Drop Multiplexer，ADM）构建。该系统通过微波设备实现信号收发，利用ADM进行信号交叉连接和复用，从而确保高效、稳定的信号传输。这种设计优化了传输流程，提高了微波通信的可靠性和效率。这一流程充分展示了设备在系统中的功能组合。

2.1 数字微波设备

Alcatel 9600LSY系列U6G微波设备由无线再生适配器（Wireless Regeneration Adapter，RRA）、调制解调器（Modem，MOD）和收发（Transmitter &Receiver，TRX）单元组成，分别处理基带、中频和微波信号。设备结构如图1所示，包括基带子框和收发信子框。RRA为无线再生适配器，由串行外设接口（Serial Periphera Interface，SPI）、RST、RPS和RFCOH等功能电路组成，生成符合SDH传输的基带数字信号。该信号由STM-1帧（155.520 Mb·s-1）和RFCOH（15.552 Mb·s-1）组成，总数据率为171.072 Mb·s-1。MOD为64QAM调制解调器，进行中频调制和解调。RT为再生段物理接口，与TRX对接。TRX为微波收发信单元，负责微波信号的发射和接收。

图1 Alcatel 9600LSY微波信号处理流程图

基带子框的核心职责是处理基带数字信号。因基带信号无法直接在无线信道传输，需将其调制至高频频带。在数字微波通信中，基带信号以脉冲形式调制140 MHz的中频信号IF（Intermediate Frequency），进而转换为微波高频信号（Radio Frequency）进行传输。接收端通过解调，将微波高频信号还原为基带数字信号[3]。

为了确保信号传输的安全连续，系统采用了多信道无线传输的保护倒换机制，如图2所示。在N+1无损伤倒换保护机制中，RRA的RPS模块为高容量长距离传输提供了自动倒换功能。当主信道（如CH1、CH2、CH3）出现故障，该功能通过收发两端的N+1开关将信号倒换至备用信道（如CH0）。在发送端，故障主信道的信号会转至备用信道发送；在接收端，原主信道信号会转至备用信道接收，确保信号传输不受影响。

图2 N+1无损伤倒换保护机制图

在实际系统中，无损伤切换开关由多个RRA单元的RPS模块集成，并与各信道Modem相连。当设备故障或传输条件质量下降，发生如调制解调电路故障、解调失败、信号帧丢失、微波传输衰落或高误码率等情况，系统将启动倒换操作。这一机制确保了信号传输的连续性和稳定性。

2.2 复用设备ADM

复用设备ADM的主要功能是执行业务交叉复用连接，包括将低级别信号复用到高级别STM-N信号，以及将高级别信号分解为低级别信号。ADM为模块化构成，各模块由不同逻辑功能块组成，通过系统管理软件组合。逻辑功能模块包括SPI、RST、MST、MSP、MSA、HPT、HPA、SDXC、LPT、LPA和PPI。信号流程如图3所示，展示了ADM设备在信号处理过程中的作用。

图3 复用设备ADM信号流程图

图3中，SPI模块负责微波设备电接口的光电信号转换和同步时钟提取。RST模块管理再生段帧开销RSOH的管理字节。MST模块负责处理复用段帧开销MSOH管理字节。MSP模块监测STM-N信号性能，通过K1、K2字节请求实现倒换保护，确保故障时业务信号安全切换到备用信道。MSA模块处理AU-3/4指针，完成STM-N帧信号的复用与分接。高阶通道终端模块HPT负责在STM-N帧净负荷中加入或提取低阶通道开销POH信息。高阶通道适配模块HPA实现高阶与低阶通道间的复用、分接及同步指针处理[4]。低阶通道终端模块LPT在构成支路TU信号时加入POH信息，分解时提取。低阶通道适配模块LPA完成准同步数字体系（Plesiochronous Digital Hierarchy，PDH）与同步数字SDH信号间的适配转换。异步物理接口模块（Plesiochronous Physical Interface，PPI）提供异步数字PDH的物理接口。图4展示了广播电视SDH数字微波传输系统中微波设备与复用设备的连接关系。

图4 微波设备与复用设备的连接关系图

3 故障分析与处理

3.1 故障一

3.1.1 故障现象

在泰山微波站，ADM60SM设备出现Matrix板Slot40和Slot23的MATRIXN板ICP告警。尽管Slot23的MATRIXN板为主用状态且信号传输正常，但仍需对告警进行排查处理。为确保系统稳定运行，技术团队紧急评估告警原因，并采取相应措施，以保障微波通信的连续性和安全性。

3.1.2 故障分析和处理

基于历史经验，ICP告警常对信号传输造成潜在影响，而两块矩阵板同时出现此类告警较为罕见。初步推测Slot40矩阵板可能存在问题，遂执行拔插重启操作。然而，插入后板卡灯亮即灭，Slot40矩阵板无响应，网管显示“RUP”告警。更换新Slot40矩阵板后问题依旧。由此推测，ADM设备的EQUICO上Flash卡可能故障，导致设备无法识别或加载板卡。为了验证猜想，在充分准备后，拔插了Slot23的EQUICO板。板卡红灯持续亮起，无法启动，证实了Flash卡故障。制作了一张仅含启动程序的Flash卡，不含设备配置信息数据（按数据恢复方法制作），并将1353NM网管的配置和数据信息写入新卡。重启网元后，矩阵板恢复正常，矩阵倒换测试也一切正常。

3.1.3 故障一处理体会

近几年，广播电视数字微波电路已发生两次Flash卡故障。首次故障发生在泰山微波站的ADM设备上，由Alcatel公司技术人员解决。第二次故障出现在沂山微波站的ADM60SM4设备上，山东省广播电视传输保障中心的技术人员进行了实验室模拟处理，以确保不影响信号传输。处理泰山微波站ADM设备故障时，遵循了沂山微波站的处理流程，成功恢复了Flash卡数据。特别需要注意的是，处理过程中需明确掌握ADM设备的版本信息，因为低版本数据无法适配高版本设备。通过细致的操作，技术人员确保了设备故障得到妥善解决。

3.2 故障二

3.2.1 故障现象

在蒙山微波站的网络机房中，ADM62设备出现了Inside Fail告警。

3.2.2 故障分析和处理

故障发生后，值班人员立即上报。山东省广播电视传输保障中心与蒙山微波站的技术人员共同分析并处理了问题。经诊断，Inside Fail告警源于设备内部两块矩阵板通信故障。此告警虽不影响主备矩阵板倒换，但主用矩阵板故障时，若告警未消除，备用矩阵板无法执行保护倒换，可能引发信号传输问题。蒙山微波站ADM设备的告警源于6槽和15槽矩阵板通信问题。处理措施包括检查、分析和确定故障板，并进行更换。

蒙山微波站ADM设备配置为6槽为主用矩阵板，15槽为备用。故障时，矩阵板在6槽工作，光信号经15槽光纤传输。正常情况下，光信号应在6槽主用光纤上工作。因此，初步判断6槽矩阵板可能存在问题：一是光传输部分故障，导致光保护倒换，故障处理时MSP保护倒换验证了这一点；二是内部通信单元问题，与备用矩阵板通信异常，出现Inside Fail告警，矩阵板无法倒换。虽然15槽矩阵板也可能存在问题，但根据故障现象，首先怀疑6槽矩阵板，因为15槽的交叉连接业务传输功能正常，所以故障时信号传输仍正常。

分析故障现象后，确定需更换6槽矩阵板。因6槽为主用，需先将其退出主用，业务切换到15槽备用矩阵板传输，确保更换期间业务不中断。但6槽矩阵板当前无法自动切换至备用，若强行拔出将导致业务瞬断，需先采取其他措施确保业务连续性，再安全更换6槽矩阵板。为降低影响，维修人员和技术人员迅速处理故障，并于故障处理前24 h及30 min分别电话通知受影响站点，处理期间仅一个站点受影响。

处理开始后，技术人员首先断电重启6槽矩阵板，信号成功切换至15槽矩阵板。3 min后，6槽矩阵板启动正常，但Inside Fail告警依旧，光信号无法切换至主路光纤，确认6槽矩阵板故障，更换该矩阵板，安装新板后，告警消失，光保护切换恢复正常，设备也恢复正常运行，信号传输恢复了正常。

3.2.3 故障二处理体会

在众多使用ADM62设备的案例中，也曾遇到过类似的Inside Fail告警故障，处理方法大同小异。然而，本次故障情况略显特殊，因为这台ADM设备的6槽矩阵板额外配备了光模块，当Inside Fail告警发生，光模块也同步出现了故障。通过分析故障现象，可精确确定故障板卡位置，从而快速处理。但处理时，设备本身可能会对信号传输造成短暂影响[5]。考虑到这一点，维修人员选择在凌晨时段操作，并提前通知受影响站点，以最小化对信号传输的影响。

4 结语

在广播电视领域，SDH数字微波传输系统发挥着至关重要的作用。其高效的数据传输能力和稳定的性能，为广播电视信号的传输提供了有力保障。然而，任何系统都难免出现故障。对于SDH数字微波传输系统而言，常见的故障包括信号中断、误码率升高等。这些故障不仅影响广播电视信号的传输质量，还可能导致信号完全中断，对广播电视服务造成严重影响。及时、准确地诊断和处理这些故障至关重要。通过定期的维护和检查，采用先进的故障处理技术，可以有效预防和解决这些故障，确保SDH数字微波传输系统的稳定运行。随着技术的不断进步，未来的SDH数字微波传输系统将更加智能、高效，为广播电视的发展提供更加坚实的基础。