試論如何高效提高本臺廣播電視微波傳輸通道效率

山西省大同廣播電視臺 孫 祥

微波傳輸通道由于天氣或者雜波干擾等原因受阻時，直接影響廣播電視信號的傳輸，繼而使其播放質(zhì)量下降。因此要想提高廣播電視微波傳輸通道效率，就要全面分析影響其傳輸?shù)囊蛩?，從而采取行之有效的措施削弱這些因素的影響或者采取技術(shù)手段完善微波設(shè)備來提高傳輸效率。

1.大同廣播電視微波傳輸網(wǎng)的現(xiàn)狀

大同廣播電視微波微波網(wǎng)始建于1988年，當時沒有衛(wèi)星通信，所建微波電路只傳輸中央電視一套節(jié)目和山西電視節(jié)目到各個縣區(qū)，作為差轉(zhuǎn)中央、山西電視節(jié)目的信號源。大同與雁北地區(qū)合并后，整個縣區(qū)微波電路于1996年進行模擬升級改造，其傳輸容量為四套電視節(jié)目。改造后，由于中央、山西電視節(jié)目已經(jīng)通過衛(wèi)星傳輸，本區(qū)域微波電路功能改為傳輸大同本地電視節(jié)目。然而，隨著科學技術(shù)的不斷進步，特別是廣播電視數(shù)字化的飛速發(fā)展，以模擬的方式傳輸廣播電視這種手段已經(jīng)被趨于成熟的數(shù)字微波所取代。依據(jù)我市的實際情況，也為了今后的發(fā)展，2008年我市廣播電視微波電路進行了數(shù)字化改造，改造后的路由圖如下：

附圖1：大同市廣電微波路由圖

該微波電路經(jīng)過數(shù)字化的改造，本地電視節(jié)目以高質(zhì)量的信號進入各縣區(qū)有線電視網(wǎng)。但改造時考慮到資金問題，基礎(chǔ)設(shè)施和天饋線都充分利舊，有些天線甚至是上世紀八十年代卡塞格蘭天線產(chǎn)品，這些設(shè)備由于使用年限長，聚焦性能、反射面的光滑程度等都有所變化，這將使傳輸效率嚴重降低。

2.影響廣播電視微波傳輸通道效率的因素

要想更有效、更準確、更有針對性地提高廣播電視傳輸通道效率，必須全面分析影響其傳輸通道效率的因素，以下分析了地形、天氣因素以及微波設(shè)備本身的因素，這樣在采取措施時更有針對性，保證廣播電視播出質(zhì)量。

2.1 地形、天氣等因素

微波傳輸廣播電視信號, 是傳輸系統(tǒng)中不可缺少的一種傳輸方式，也是光纜傳輸?shù)膫浞莺脱a充。近年來，隨著科技的不斷進步，將新的技術(shù)用于完善廣播電視微波傳輸手段，其傳輸效率和質(zhì)量都得到了顯著的提升，使廣播電視播出的質(zhì)量也得到提高。但微波傳輸是無線的空間傳輸，它將會受到外界環(huán)境的影響，出現(xiàn)傳輸衰落，其衰落有如下幾種：

2.1.1 地球表面地形地物對微波傳輸產(chǎn)生反射衰落和繞射衰落。其實質(zhì)是直線波與反射（繞射）波的不同路徑，導(dǎo)致信號傳輸時產(chǎn)生時延差，當二者同相位時，接收場強疊加而增大，當二者反相位，接收場強減小。

2.1.2 遇到雨雪大風天氣時，大氣對流不均勻性對微波傳輸產(chǎn)生反射、繞射、折射等衰落。大氣層距地面不同的高度，其相對介電常數(shù)與導(dǎo)磁系數(shù)不同，使微波波束在各分層中的傳播速度不同，造成微波波束的傳播方向凹凸彎曲，從而產(chǎn)生衰落。另外，在雨雪天，由于大氣中的氧分子和水汽分子以及云霧中的水滴對微波有吸收作用，使微波波束散射而產(chǎn)生衰落?？傊?，以上因素會嚴重影響廣播電視微波傳輸?shù)男?，并且這些衰落因素都與微波頻率也有密切的關(guān)系。

2.2 微波傳輸設(shè)備本身的因素

廣播電視信號通過微波傳輸時，微波由于其自身性的缺陷，在傳輸過程中會由于損耗逐漸衰弱，這會影響微波收信電平的降低。除此之外，在微波傳輸?shù)沫h(huán)境中，還存在很多影響其傳輸?shù)碾s波，當微波設(shè)備受雜波干擾后，信噪比下降，使接受設(shè)備對其接收的信號質(zhì)量降低，廣播電視播出質(zhì)量隨之降低。而微波的損耗在現(xiàn)實生活中是不可避免的，微波在傳輸?shù)倪^程中環(huán)境復(fù)雜，分布不均勻，對微波的反射作用程度不同，這會都會造成微波的損耗。在微波設(shè)備上，主要有一下幾點影響傳輸效率：

2.2.1 天饋系統(tǒng)的影響。微波天線是將沿饋線傳播的電磁波變?yōu)樽杂煽臻g傳播的電磁波，或?qū)⒆杂煽臻g的電磁波變?yōu)檠仞伨€傳播的電磁波。它具有方向性、天線效率、增益、阻抗特性等特征。由于我臺在數(shù)字化改造中大部分天線利舊，這些天線聚焦、拋物面平滑度等指標都可能下降，這將影響到整個微波系統(tǒng)的傳輸效率。

2.2.2 微波設(shè)備本身缺陷的影響。在微波數(shù)字化改造中，考慮資金因素，我們整個微波系統(tǒng)除中心主站到大坪坨樞紐站這一跳是1+1SDH室內(nèi)機架式微波外，其余都是1+0PDH45M室外型微波。技術(shù)方案與配置如下：

大同廣電數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)配置圖

而PDH準同步微波不僅容量小，它的接口只能是電接口，不能與光纜傳輸中的光接口相兼容，這樣給傳輸帶來了不穩(wěn)定性。另外PDH微波沒有豐富的幀結(jié)構(gòu)開銷比特，不容易實現(xiàn)高級的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。

3.提高廣播電視微波傳輸通道效率的措施

現(xiàn)在廣播電視在人們的日常生活中已經(jīng)成為不可缺少的一種文化娛樂方式，因此提高其播放質(zhì)量非常重要。而通過微波傳輸?shù)膹V播電視信號，只有提高微波傳輸通道的效率，才能更好、更有效地提高廣播電視的播出質(zhì)量。在全面分析影響其傳輸因素后，從以下幾個方面提出的措施，解決傳輸質(zhì)量的問題來確保廣播電視的安全播出。

3.1 改善天饋系統(tǒng)，提高衰落儲備

前面在談到影響傳輸質(zhì)量時，分析了天線的因素，由于天線的方向性、增益等特征，我們就針對這些性能參數(shù)提出改進措施。

3.1.1 天線方向性：微波天線發(fā)射出的電磁波在最強的輻射方向為主方向，完全沒有輻射的方向稱零輻射方向。為了描述天線主方向的寬窄程度，通常采用半功率角和零功率角兩個參數(shù)。半功率角指場強降低為主射方向場強的1/倍（半功率點）的兩個方向之間的夾角，其公式為2Q0.5=22／FD(度）式中F是工作頻率，單位是GH2，D是天線拋物面直徑，單位是M.從公式來看，微波頻率越高、天線直徑越大，半功率角越小，說明其方向性越強。這樣為了提高傳輸質(zhì)量，在規(guī)劃設(shè)計電路時，盡可能使用頻率較高的微波頻段，較大口徑的天線為最好。當然在規(guī)劃天線大小時，也要考慮傳輸距離，不能浪費資源，同時還要考慮鐵塔承載力的影響。這樣既能得到傳輸效率的提高，又能獲得最大性價比。

3.1.2 天線增益：微波天線是無源器件，對于傳輸信號必然產(chǎn)生衰減，它沒有實質(zhì)意義上的增益。其增益定義是指在某點產(chǎn)生相等電場強度條件下，無方向性天線的輸入功率PAO與定向天線的輸入功率PA的比值，即G=PAO／PA，由于定向天線沿各個方向輻射的電場強度不等，故增益也必隨著觀測點的位置不同而變化。一般在輻射場強最大的方向時增益最大，我們定義天線增益即是主射方向的增益。

增益公式 G=10Log(4πA? /λ2)

式中：

A——拋物面開口面的面積，單位m2

λ——工作波長，單位m

?——天線口徑利用系數(shù)，一般是0.5——0.75之間

從增益G的計算公式來看，G與微波頻率、天線口徑有關(guān)，頻率越高、天線口徑越大增益也越大。但考慮到傳輸距離、鐵塔載重等因素，也不能一味追求大口徑天線。我們可以進行空間分集或頻率分集的方式來提高抗衰落而增加衰落儲備。當然在規(guī)劃設(shè)計路由時，如果建站條件允許，盡量規(guī)劃最短的路由，這樣也可以提高傳輸通道的效率。

3.2 對微波設(shè)備進行N+1的配置方式改造和先進的編碼方式解決設(shè)備缺陷的問題

微波在傳輸?shù)倪^程中，由于其自身性質(zhì)或者其他原因會不斷衰弱，影響信號傳輸質(zhì)量和效率，這在微波傳輸過程中是很難避免的。從大同微波系統(tǒng)配置圖可以看出，中繼站以及端站采用的都是1+0的PDH配置方式，因此要想提高廣播電視微波傳輸通道效率，微波設(shè)備改造為N+1的SDH配置方式是完全必要的，這樣才能確保信號不間斷傳輸，并且還能擴大傳輸容量。另外，在編碼、復(fù)接技術(shù)上，采用先進的糾錯編碼和高頻譜利用的調(diào)制技術(shù)，這就使改造的結(jié)果在原有基礎(chǔ)上減少微波損耗，并且有安全保障，并且通過擴容可以傳輸增值業(yè)務(wù)，也能帶來一定的經(jīng)濟效益。最后在設(shè)計微波傳輸通道時，不應(yīng)該只是單一的傳輸途徑，單一的傳輸通道，只要有一個站點傳輸發(fā)生故障，整個傳輸途徑都會中斷，影響播出。因此選擇微波路由時可進行環(huán)式鏈路傳輸，這樣當某一站點發(fā)生故障時，微波信號可以通過另一通道進行傳輸，而不至于中斷。

3.3 提高維護人員技術(shù)水平，定時檢修

要提高廣播電視微波傳輸通道的效率，必須要對技術(shù)維護人員提出高要求，精通微波傳輸設(shè)備的工作原理，對其維修操作熟練，了解微波的性能。當微波設(shè)備由于雷電或者其他原因遭到損壞時，技術(shù)人員應(yīng)該能及時精確檢查出問題所在，并及時進行搶修。如果微波設(shè)備受到破壞并且沒有及時維修，將會影響播出，因此對于微波設(shè)備的檢修非常重要。平時一定要對天饋系統(tǒng)、微波收發(fā)系統(tǒng)、編解碼等按月、按季定時進行檢查、檢修維護，確保廣播電視的正常運行。因此在安排機務(wù)人員時要合理，對于技術(shù)較高的人員應(yīng)該安排在重要的崗位，對于機務(wù)人員的錄用也應(yīng)提高標準，必須具備專業(yè)的知識及技能才能錄用，對于機務(wù)人員也要定時進行培訓，強化其理論知識以及政治素養(yǎng)，提高微波設(shè)備技術(shù)維護工作人員的整體水平。

4.小結(jié)

隨著人們對精神生活水平要求的不斷提高，廣播電視在人們?nèi)粘Ｉ钪械奈恢迷絹碓街匾?，對其播出的質(zhì)量要求也越來越高，但是微波在傳輸?shù)倪^程中會由于天氣因素或者自身性質(zhì)造成損壞或中斷而影響廣播電視播放質(zhì)量。因此，全方位提高微波傳輸效率，提高微波設(shè)備性能以及技術(shù)人員的專業(yè)技能，加強對設(shè)備的檢修，同時利用新的技術(shù)措施改進微波設(shè)備，減小其在傳播過程中的損耗以及減弱雜波對其的干擾，才能保證廣播電視信號的質(zhì)量。

[1]張治海.試論如何讓提高廣播電視微波傳輸通道效率[J].數(shù)字通信世界,2017(10):278.

[2]吳仁江.如何提高廣播電視微波傳輸通道效率[J].民營科技,2017(10):113.

[3]趙金輝.如何提高廣播電視微波傳輸通道效率[J].黑龍江科技信息,2016(05):51.

[4]高峰.微波通信成套設(shè)備原理與維護實用知識問答1200題[M].內(nèi)蒙古人民出版社,1993(5).