淺談淮干數(shù)字微波傳輸通道升級(jí)改造構(gòu)想和分析研究

姚　瑞　曾令煒

淺談淮干數(shù)字微波傳輸通道升級(jí)改造構(gòu)想和分析研究

姚瑞曾令煒

一、淮河流域數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)現(xiàn)狀及改造緣由

隨著淮河防汛通信業(yè)務(wù)的日益增多，傳輸通道的需求也日益增強(qiáng)，目前數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)部分區(qū)段通道容量不足，已形成了通信“瓶頸”，從阜南至信陽區(qū)間、蚌埠至淮安樞紐區(qū)間，目前已無通道余量，現(xiàn)有的傳輸通道一旦發(fā)生故障，將無備用通道對(duì)此進(jìn)行調(diào)換，已對(duì)淮河防汛通信業(yè)務(wù)的穩(wěn)定運(yùn)行造成了一定的影響。此外，從阜南至信陽區(qū)間、蚌埠至淮安樞紐區(qū)間數(shù)字微波系統(tǒng)的接口比較單一，只有E1接口，須通過E1轉(zhuǎn)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議轉(zhuǎn)換器才能與網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)對(duì)接，環(huán)節(jié)較為復(fù)雜，相應(yīng)的故障點(diǎn)也增多，影響了通信業(yè)務(wù)的順利開展。綜上所述，對(duì)淮干傳輸信息通道的改造已經(jīng)迫在眉睫。

二、淮干數(shù)字微波傳輸通道改造方案

此次改造在對(duì)數(shù)字微波系統(tǒng)現(xiàn)狀充分調(diào)研，以及對(duì)微波電路傳輸計(jì)算結(jié)論深度分析的基礎(chǔ)上，利用最新的微波傳輸技術(shù)，充分利用了現(xiàn)有的通信鐵塔、通信機(jī)房、天饋系統(tǒng)，對(duì)淮干數(shù)字微波傳輸通道進(jìn)行升級(jí)，對(duì)已形成“瓶頸”的區(qū)間進(jìn)行擴(kuò)容。

1.改造范圍

淮干上游潁上至信陽段共6跳傳輸通道，分別為：潁上—阜陽，阜南—淮濱—潢川—息縣—羅山—信陽?；锤上掠伟霾褐粱窗捕喂?跳傳輸通道，分別為：蚌埠—五河—鮑集—三河閘—二河樞紐—淮安樞紐。

2.頻率配置與極化方式

在該方案中，改造的11跳微波均采用頻率分集的方式。所謂頻率分集，是指在發(fā)射端由兩部發(fā)射機(jī)發(fā)射兩個(gè)受同一信號(hào)調(diào)制的不同頻率信號(hào)，收端被兩部接收機(jī)分別接收后進(jìn)行合成輸出。頻率分集可以補(bǔ)償衰落信道損耗，用來抵抗衰落引起的不良影響。

根據(jù)淮河流域無線電頻率資源分配和使用情況，原淮干上游潁上至阜陽、阜南至信陽6跳微波電路使用7G頻段頻點(diǎn),頻率波道間隔為28MHz，滿足微波傳輸需求，此次改造繼續(xù)沿用該頻點(diǎn)配置；淮干下游蚌埠至淮安樞紐5跳微波電路原使用8G頻段頻點(diǎn)，該頻點(diǎn)是14MHz的波道間隔，不能夠滿足容量、帶寬等需求，特申請(qǐng)了波道間隔為29.65MHz的新頻點(diǎn)，提高設(shè)備的抗干擾的能力及系統(tǒng)可靠性。

微波電路極化方式分垂直極化和水平極化，起到避免同頻干擾，提高整個(gè)微波電路的可用性，一般根據(jù)微波電路的路由進(jìn)行物理設(shè)置。通過對(duì)淮干微波電路的分析研究，該工程改造的11跳微波極化方式如圖1所示。

圖1　11跳微波極化方式示意圖

3.天饋系統(tǒng)設(shè)計(jì)

天線高度的確定基于微波電路傳輸計(jì)算的結(jié)果，滿足接力段余隙標(biāo)準(zhǔn)的要求和天線近區(qū)的凈空要求。在確定天線高度時(shí)，需控制電波射束反射點(diǎn)不要落入水面及反射系數(shù)較大的區(qū)域，收發(fā)兩端天線的海拔高差宜盡量增大，以盡可能減小K型衰落和波導(dǎo)型衰落的影響。該方案設(shè)計(jì)時(shí)，先由計(jì)算機(jī)模擬若干組天線掛高作參考，再根據(jù)上述確定天線高度原則，確定天線掛高。

根據(jù)以上原則及電路計(jì)算的結(jié)果，部分區(qū)段原采用的是單邊空分的方式，即在發(fā)端用一面天線進(jìn)行發(fā)射，收端用兩個(gè)在空間具有不同位置的天線接收同一信息，然后將信號(hào)進(jìn)行合成輸出。空間分集手段可以克服空間選擇性衰落。

現(xiàn)根據(jù)實(shí)際情況，將部分站點(diǎn)調(diào)整為雙邊空分的方式，即在發(fā)射和接收端各放置兩面天線，極大地降低了誤碼率，減少了線纜之間的衰耗，提高了電平的儲(chǔ)備，實(shí)現(xiàn)了最好的傳輸效果。

淮干上游潁上至信陽段天饋線配置表如表1所示?；锤上掠伟霾褐粱窗捕翁祓伨€配置表如表2所示。

4.設(shè)備選型

考慮到系統(tǒng)內(nèi)部的衰落、干擾及其他惡化因素的影響，經(jīng)過電路質(zhì)量的計(jì)算，該設(shè)計(jì)對(duì)于中、短站距的通信電路，誤碼率能滿足省際干線通道性能指標(biāo)要求；而對(duì)于長(zhǎng)站距的的通信電路，誤碼率能滿足省內(nèi)干線通道性能指標(biāo)要求。為此，在設(shè)備選型時(shí)，對(duì)于無線通道主設(shè)備，頻率為7～8GHz，信道波道間隔為28MHz，容量為64Mbps自適應(yīng)，調(diào)制方式為自適應(yīng)調(diào)制微波（AMR）。

表1　　淮干上游潁上至信陽段天饋線配置表

表2　　淮干下游蚌埠至淮安段天饋線配置表

經(jīng)過對(duì)實(shí)際情況的分析，對(duì)于淮干上游潁上—阜陽、阜南—信陽、五河—鮑集—河閘段電路，選擇機(jī)架式SDH設(shè)備，該設(shè)備的收發(fā)信機(jī)與調(diào)制解調(diào)設(shè)備均放置在室內(nèi)，相對(duì)來說，設(shè)備運(yùn)行條件較好，穩(wěn)定性較高。誤碼率BER達(dá)到 1.010-3：-74.1dBm（典型值），-71.1dBm（保證值）。而對(duì)于淮干下游蚌埠—五河、三河閘—二河樞紐—淮安樞紐等長(zhǎng)站距微波電路，采用分體式SDH設(shè)備，該設(shè)備的調(diào)制解調(diào)設(shè)備安裝在室內(nèi)，而收發(fā)信機(jī)安裝在室外，中間通過同軸電纜進(jìn)行連接，相對(duì)來說，室內(nèi)設(shè)備安裝較為方便，但收發(fā)信機(jī)的運(yùn)行環(huán)境不如機(jī)架式設(shè)備，誤碼率BER可以達(dá)到1.010-3：-73.0dBm（典型值），-70.0dBm（保證值）。新型數(shù)字微波設(shè)備須具備E1、LAN、STM-1等接口，以實(shí)現(xiàn)各種通信業(yè)務(wù)的接入，須具備LCT、NMS接口，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)管遠(yuǎn)程監(jiān)控。

E1接口：是指接口信號(hào)速率：16E1 （2.048Mbps），用于實(shí)鏈路的接入。

LAN接口：RJ-45接口，一般接入網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的對(duì)接。

STM-1接口：是指信號(hào)速率：1155.52Mbps或2155.52Mbps的光接口或電接口，一般還需與分復(fù)接設(shè)備對(duì)接，以實(shí)現(xiàn)電路的分接與復(fù)接。

LCT接口：設(shè)備安裝和維護(hù)工具接口，通過Web瀏覽器為客戶提供圖形化界面的本地操作終端，可實(shí)現(xiàn)本地控制，并支持遠(yuǎn)程連接。

NMS接口：是指類型為10/100Base-TX/RJ-45的接口，用于連接NMS服務(wù)器，通過網(wǎng)絡(luò)的正確連接和監(jiān)控軟件的正確設(shè)置，在任何微波站點(diǎn)均可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程訪問。

三、效益分析

通過對(duì)淮干信息傳輸通道的改造，通道的容量由原來的34M升級(jí)到200M自適應(yīng)，并可根據(jù)不同的傳輸環(huán)境和天氣情況自行改變調(diào)制方式，以最大程度地保障通信的暢通；經(jīng)過改造，部分站點(diǎn)的室外型設(shè)備更改為室內(nèi)型設(shè)備，更有利于設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行；同時(shí)，改造后數(shù)字微波系統(tǒng)自帶的業(yè)務(wù)接口也更加豐富，減少了中間環(huán)節(jié)的傳輸，使業(yè)務(wù)接入更加便捷。

改造后的淮干信息傳輸通道可滿足5～8年內(nèi)淮河干流重要水利設(shè)施及有關(guān)單位的水情、工情、防災(zāi)減災(zāi)、調(diào)度以及工程管理等數(shù)據(jù)、語音及視頻信息傳輸，解決了大量水利數(shù)據(jù)有待采集、傳輸?shù)膸拞栴}，能夠促進(jìn)水利改革與發(fā)展，推動(dòng)水利實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，為淮河流域水利事業(yè)的持續(xù)、協(xié)調(diào)、健康發(fā)展提供保障■

（作者單位：淮委通信總站233001）