低成本光纖微波傳輸鏈路監(jiān)測系統(tǒng)的設計

李鵬程

（山西廣播電視無線管理中心1125臺，山西忻州，034100）

1 低成本光纖微波傳輸鏈路監(jiān)測系統(tǒng)理論

現(xiàn)階段要有效判定低成本光纖微波傳輸鏈路監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)建全體系，做好各類技術進行有效劃分。由于光纖微波信號傳輸技術是光纖與微波通信優(yōu)勢結(jié)合的通信技術，有以下優(yōu)點：低損耗特性，微波光纖信號可以遠距離傳輸，實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心和天線、監(jiān)測鏈路終端分隔開，天線場地安裝在偏僻處，但信號質(zhì)量好，數(shù)據(jù)處理設備可以安裝在距離天線場地幾十公里以外的城市數(shù)據(jù)中心，增強各種通信、鏈路監(jiān)測系統(tǒng)的抗毀特性、隱蔽特性；保密、安全特性：盡享光纖傳輸所固有的信號不泄露，不易受到周圍電磁環(huán)境擾動，安全保密，穩(wěn)定可靠；低成本特性：修建、架設成本低，不易受到惡劣天氣等影響，運行穩(wěn)定，維護成本低。掌握工程、線路分布現(xiàn)狀。在設備管理中要注重做好科學規(guī)劃、統(tǒng)一協(xié)調(diào)，保障不同傳輸項目有效連接。對現(xiàn)有的設備系統(tǒng)方案合理組織規(guī)劃，有針對性協(xié)調(diào)控制，建立科學化的設備方案體系。在低成本光纖微波傳輸鏈路監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)展中，重點發(fā)展目標就是實現(xiàn)內(nèi)部多項服務自動化、智能化、先進化發(fā)展。比如說，光纖微波頻率傳遞可以改進典型的電相位補償方案，克服光纖寄生反射的影響，簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，設計光纖微波頻率傳遞方案授權(quán)發(fā)明專利《變頻補償微波頻率傳遞系統(tǒng)及方法》（ZL201711216363.9）。在112km實地光纖上的傳遞穩(wěn)定度為4.2×10-15@ 1s和1.6×10-18@ 1d，利用三套傳遞系統(tǒng)，在300km光纖上實現(xiàn)了頻率級聯(lián)傳遞，傳遞穩(wěn)定度為1.1×10-14@ 1s和 6.8×10-18@ 105s。

2 低成本光纖微波傳輸鏈路監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)展要點

現(xiàn)階段光纖微波傳輸鏈路監(jiān)測系統(tǒng)表現(xiàn)為多樣化發(fā)展。在系統(tǒng)發(fā)展投入到項目建設前，要注重組織專業(yè)化人員對成本實施有效統(tǒng)計與分析。對光纖微波傳輸鏈路監(jiān)測系統(tǒng)特征、項目應用功能、應用需求進行判定，分析經(jīng)濟層面充足性，這樣有助于實現(xiàn)系統(tǒng)設備發(fā)展?，F(xiàn)階段要注重對特征、需求進行判定，分析應用量等要素，通過全面統(tǒng)計之后用于實踐當中。當前，要注重做好科學化設計、規(guī)劃，保障項目技術運用作用在項目建設施工中的作用，得到有效發(fā)揮。現(xiàn)階段，要注重對光纖微波傳輸鏈路監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)展需求集中調(diào)查研究，對市場發(fā)展環(huán)境進行分析。掌握各類技術發(fā)展現(xiàn)狀，組織更多專業(yè)化設計人員提升設計成效。在系統(tǒng)設計中，要注重做好各項關鍵要素管控。選取適用性突出的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，對各類線路分布合理控制。做好設備規(guī)范化配置，選配更多專業(yè)化設計人員，對不同環(huán)節(jié)展開有效控制。對工程結(jié)構(gòu)特征、客戶服務需求進行判定開展智能化設計。對各環(huán)節(jié)設計要求、系統(tǒng)運行條件進行分析，強化設計人員設計溝通，提升圖紙設計成效。在當前諸光纖微波傳輸鏈路監(jiān)測系統(tǒng)設備中均設定了節(jié)能系統(tǒng)運用，有助于執(zhí)行監(jiān)測管理。

比如說，在低成本節(jié)能體系構(gòu)建過程中，涉及到10余個環(huán)節(jié)，通過應用傳輸鏈條體系，能夠?qū)崿F(xiàn)工作目標，更好地提升反應細節(jié)，適應按照系統(tǒng)智能應用。在光纖微波傳輸鏈路監(jiān)測系統(tǒng)領域發(fā)展中，低成本設備技術運用發(fā)展較快，能實現(xiàn)系統(tǒng)發(fā)展。低成本光纜微波鏈路監(jiān)測系統(tǒng)可將其主要的監(jiān)測功能和其它外部網(wǎng)管系統(tǒng)(如網(wǎng)管系統(tǒng)，資源管理系統(tǒng)，故障系統(tǒng)，網(wǎng)管告警接口等)結(jié)合，從而進一步提高監(jiān)測系統(tǒng)功效，切實地維護系統(tǒng)正常工作，減少損失，為廣播電視運營帶來不可低估的經(jīng)濟效益。

具體來說，使用微波的正交極化干擾消除(XPIC)功能，可以在信道頻譜有限的情況下，將傳輸容量提高一倍。在鏈路中利用XPIC功能，分別在垂直極化和水平極化的同信道上傳輸業(yè)務，通過分組傳輸?shù)钠脚_，再利用無線鏈路綁定(Radio Link Bonding)技術，將兩個路徑的傳輸容量合二為一，從而傳輸容量翻倍。

3 低成本光纖微波傳輸鏈路監(jiān)測系統(tǒng)的設計路徑

3.1 注重光纖微波傳輸鏈路監(jiān)測系統(tǒng)成本節(jié)約理念

在低成本光纖微波傳輸鏈路監(jiān)測系統(tǒng)設計完成之后，會投入到設備的應用，這一個階段中，需要注意低成本節(jié)能理念的實踐和應用。低成本光纖鏈路監(jiān)測系統(tǒng)利用相關設備收集光纜微波損耗、鏈路屬性、信號衰減、信號量等數(shù)據(jù)。

從目前的發(fā)展來看，發(fā)現(xiàn)更多的光纖微波傳輸鏈路監(jiān)測系統(tǒng)在設計的初期階段，會進行系統(tǒng)產(chǎn)品的成本以及需求問題進行有效的調(diào)研。低成本光纖微波鏈路監(jiān)測系統(tǒng)整體方案預留微波傳輸網(wǎng)延伸和擴展接口，采用數(shù)字IP微波在原頻段和波道帶寬的條件下實現(xiàn)雙向傳輸，在前端機房架設天線，與各地高山發(fā)射臺站發(fā)送所需節(jié)目信號，收集回傳的監(jiān)測數(shù)據(jù)。調(diào)研者會根據(jù)調(diào)研的成果進行合理化的設計，考慮到光纖微波傳輸鏈路監(jiān)測系統(tǒng)設備實際使用環(huán)境不同，實際的使用功能不同，是否可以進行二次回收和利用等多個方面的問題，進行合理化的設計。為了體現(xiàn)出光纖微波傳輸鏈路監(jiān)測系統(tǒng)設備的綠色生產(chǎn)制造理念，一定要關注光纖微波傳輸鏈路監(jiān)測系統(tǒng)設備的使用材料，關注光纖微波傳輸鏈路監(jiān)測系統(tǒng)設備的可循環(huán)性能，關注設備的循環(huán)利用性能等多個方面。設計師通過對設備的可拆卸循環(huán)利用進行設計分析，改善設備產(chǎn)品的使用性能，降低了光纖微波傳輸鏈路監(jiān)測系統(tǒng)能源消耗的問題。

舉例來說，在傳輸實踐中，上變頻器系統(tǒng)一般按1：1或1：N(N≥2)配置，一般地，從上變頻器本身的故障率來說，對于同一個上行系統(tǒng)的多載波應用，l：N(N≥2)的配置較為適當，也可以選擇N個1：1配置，這是一個系統(tǒng)安全性提高率同系統(tǒng)造價間綜合權(quán)衡的結(jié)果。

3.2 注重光纖微波傳輸鏈路監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)建與維護

首先在進行低成光纖微波傳輸鏈路監(jiān)測系統(tǒng)檢查與維護時，技術人員需要對設備和設施進行有效的選擇，并且經(jīng)由相關的技術人員進行合理的分析，了解光纖微波傳輸鏈路監(jiān)測系統(tǒng)在運行過程中存在的問題，通過技術計算以及驗算能夠使其獲得良好的價值，同時還能夠保證其具有足夠的經(jīng)濟效益，技術人員不可隨意對選用的設備進行更改，需要根據(jù)傳輸?shù)男枨笞鞒稣{(diào)整，并按照要求來進行，有效的光纖微波傳輸鏈路監(jiān)測系統(tǒng)管理只有這樣才能有助于保障檢查與維護工作的順利開展，使傳輸質(zhì)量得到保障。低成本光纖微波傳輸鏈路監(jiān)測系統(tǒng)需要考慮設備的連通性、通信線路指標，在光纖微波傳輸鏈路監(jiān)測系統(tǒng)進行安裝與管理時，一系列的工作和順序都具有完整的科學性，而一個安裝工程的計劃排隊都是根據(jù)光纖微波傳輸鏈路監(jiān)測系統(tǒng)的建設和生產(chǎn)經(jīng)過多方面的設計和考慮，并且按照一定的技術論證所排出的，具有一定的科學依據(jù)和指導性意義。

3.3 注重光纖微波傳輸鏈路監(jiān)測系統(tǒng)優(yōu)化

光纖微波傳輸鏈路監(jiān)測系統(tǒng)所涵蓋的范圍較廣，不僅要與各行各業(yè)的實際操作系統(tǒng)相互關聯(lián)，同時還要引入項目對應的信息化技術，在電力系統(tǒng)中運用自動化技術，可以提高傳輸網(wǎng)絡運行效率，保證光纖傳輸安全性，在運用自動化技術的同時也應關注近些年來光纖傳輸系統(tǒng)的智能控制以及動態(tài)監(jiān)控環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的電子化控制系統(tǒng)可以根據(jù)各部位的電網(wǎng)信息報告進行信息整合和信息整理，但是仍然存在著一定的信息差和時間差，通過智能化控制技術可以讓光纖傳輸系統(tǒng)的運行更加順暢，同時也能根據(jù)信息反饋進行環(huán)節(jié)優(yōu)化調(diào)整，并能起到事先故障警示作用，讓工作提前進行排查，改變了傳統(tǒng)工作的被動性，讓工作更具效率。隨著當前智能化系統(tǒng)不斷升級，人工智能已經(jīng)走入了各行各業(yè)，同時也對光纖微波傳輸鏈路監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)展有了更好的促進作用，既減少了人為影響因素，同時光纖傳輸管控的綜合水平也有了較大提高。如果采用光纖微波傳輸鏈路監(jiān)測系統(tǒng)進行廣播電視信號監(jiān)測，可以達到秒級的水平，系統(tǒng)一刻不停的監(jiān)視著光纜微波線路上所有發(fā)生的一切細微變化。光纖微波傳輸鏈路監(jiān)測系統(tǒng)不僅僅是用自動替代人工，它根本上提高了維護水平，也提高了監(jiān)測次數(shù)和及時準確性。

光纖微波傳輸鏈路監(jiān)測系統(tǒng)是新時期廣播電視傳輸、5G傳輸維護等發(fā)展的需要，它把光纜微波鏈路納到實時集中的監(jiān)測維護當中，不管線路上發(fā)生了多大的變化，監(jiān)測都是秒級的進行著。光纖微波傳輸鏈路監(jiān)測系統(tǒng)講替代原始的線路監(jiān)測，傳統(tǒng)監(jiān)控能夠發(fā)現(xiàn)設備故障，但它是事后行為；而光纖微波傳輸鏈路監(jiān)測系統(tǒng)不僅可以進行障礙報擎定位，而且可以發(fā)現(xiàn)尚未影響廣播電視通信的故障隱患和精確的故障位置，進行預告預警，提前維護。

3.4 構(gòu)建光纖微波傳輸鏈路監(jiān)測系統(tǒng)體系

我國的整個光纖傳輸網(wǎng)絡較為龐大，不同地區(qū)在不同時段所用的信號規(guī)模也有著較大差異性，傳統(tǒng)的傳輸方式只能采用最大化的輸出供給模式，這樣才能避免信號斷流問題，但是隨著當前科技的快速發(fā)展，系統(tǒng)改變了傳統(tǒng)的信號傳輸模式，讓信號傳輸更具效率化的同時，也能讓資源得到合理的分配。在此系統(tǒng)中使用自動化技術，不僅實現(xiàn)了遠程控制，同時還可以通過多樣化的傳感器進行調(diào)配，讓信號傳輸技術更具彈性，同時光纖微波傳輸鏈路監(jiān)測系統(tǒng)進一步提高了網(wǎng)絡的自動化性能，完善了網(wǎng)絡運行維護工作的漏洞。動態(tài)系統(tǒng)是當前光纖微波傳輸鏈路監(jiān)測系統(tǒng)運行的重要故障排查環(huán)節(jié)，有效提高了工作質(zhì)量及效率，并從數(shù)據(jù)對比的方式上，對后續(xù)的問題進行預測，而且動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)還能查找整個網(wǎng)絡體系的漏洞。目前的動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)主要包括兩大部分，即監(jiān)視控制系統(tǒng)和SCADA系統(tǒng)，兩者綜合使用實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的同步性，并且在信息傳輸、信息處理、信息糾正以及信息核查等方面進一步優(yōu)化，是保障穩(wěn)定性的重要環(huán)節(jié)，同時也進一步降低了故障率。光纖微波傳輸鏈路監(jiān)測系統(tǒng)利用通信技術、計算機技術和光纖微波傳輸技術，對廣播電視傳輸網(wǎng)絡進行實時監(jiān)測、信息收集、信息處理和信息存儲的自動化監(jiān)測系統(tǒng)，該自動監(jiān)測系統(tǒng)不影響和干擾現(xiàn)有的傳輸系統(tǒng)，同時對現(xiàn)有的系統(tǒng)進行實時監(jiān)測、預警；光纖微波傳輸鏈路監(jiān)測系統(tǒng)對現(xiàn)有廣播電視微波傳輸系統(tǒng)進行有效管理、維護。由于鏈路監(jiān)測點或站的所有權(quán)限都是由每一個光纖微波傳輸鏈路監(jiān)測中心獨自掌握，因此每一個光纖微波傳輸鏈路監(jiān)測中心對監(jiān)測點或站實現(xiàn)遠程控制，展開有效、全面、實時的監(jiān)測工作。除此以外，光纖微波傳輸鏈路監(jiān)測中心對監(jiān)測點或站的多種資源進行規(guī)范管理，是資源管理達到自動化水平。

3.5 提升光纖微波傳輸鏈路監(jiān)測系統(tǒng)的安全水平

光纖微波傳輸鏈路監(jiān)測系統(tǒng)是連接終端與用戶的重要中間環(huán)節(jié)，是光纖傳輸系統(tǒng)重要的樞紐環(huán)節(jié)，系統(tǒng)運行技術質(zhì)量也直接決定了信號輸送運行模式。采用自動化技術的應用，實現(xiàn)了有效的遠程操作及監(jiān)控，同時能對光纖微波傳輸鏈路監(jiān)測系統(tǒng)設備及零件進行數(shù)據(jù)化控制，極大的降低了運行風險，在光纖傳輸環(huán)節(jié)具有穩(wěn)定作用。低成本光纖微波傳輸鏈路監(jiān)測系統(tǒng)對于現(xiàn)代社會發(fā)展具有重大意義，同時能源的使用也具有一定的風險，因此建立健全完善的安全管理體系，對于光纖傳輸供應具有深遠性影響，同時光纖傳輸?shù)姆€(wěn)定性也廣受社會關注。

光纖系統(tǒng)的元器件所在的工作環(huán)境具有特殊性，長時間有光纖信號通過或有高溫、高壓風險，一旦受到內(nèi)外部的因素影響，則容易出現(xiàn)隱患甚至是故障，不僅會造成人們生產(chǎn)生活的不便。站在宏觀發(fā)展視角分析電力系統(tǒng)，必須建立完善的管理體系，自動化技術的引進讓光纖微波傳輸鏈路監(jiān)測系統(tǒng)設備的調(diào)試以及運行功能更加豐富，同時也能根據(jù)以往的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗，提前建立檢修預案，把風險控制在更小的范圍內(nèi)，實現(xiàn)了網(wǎng)絡的最大綜合社會效益。