微波電路的綜合應用

時間:2022-04-08 11:16:56

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微波電路的綜合應用

1分復接的基本概念

模擬微波中為了實現(xiàn)多路通信采用了頻分復用,也就是利用不同的波道傳輸不同的信號,如1波道傳中央臺,3波道傳山西臺。數(shù)字微波中則采用了時分復用,它是將時間分成均勻的時間間隔(時隙),再將各路信號分配在不同的時隙內(nèi)進行傳輸,從而實現(xiàn)多路復用的目的。在實際傳輸中,根據(jù)不同的需要和傳輸媒質(zhì)本身的傳輸能力,會有不同話路數(shù)和不同速率的分復接,分復接技術(shù)就是將低速率的信號復接到高速率的通道中,或從高速率的通道中分接出低速率的信號。

2分復接的發(fā)展情況和技術(shù)優(yōu)勢

國際上存在著三大PDH系列:北美、日本、歐洲。隨著數(shù)字通信的發(fā)展,PDH已不能適應新的傳輸要求,故SDH技術(shù)應用而生。SDH使PDH的三大傳輸系列在STM-1等級上實現(xiàn)了互通。SDH采用同步復用,各種不同速率信號的分復接只需用軟件操作,就能從高速信號中一次分出低速信號,省去了成套背靠背復用設備,使上下業(yè)務變得十分簡單,并且便于系統(tǒng)的擴容升級。SDH有統(tǒng)一的網(wǎng)絡節(jié)點接口,簡化了信號互通,在同一個網(wǎng)絡上可以使用不同廠家的設備。SDH幀結(jié)構(gòu)中安排了豐富的開銷比特,用于網(wǎng)絡的運行、管理、維護和操作,使得組網(wǎng)更靈活,管理更智能。SDH采用按字復用,這種以字節(jié)為單位復用與要傳輸?shù)男畔卧且恢碌?,使信號的交換、互通和管理變得簡單和靈活。

3SDH原理

3.1SDH的速率等級

SDH最基本的信號是同步傳輸模塊STM-1,速率為155.520Mb/s。更高等級的STM-N(N為1、4、16等級STM-1STM-4STM-16STM-64速率(Mb/s)155.520622.0802488.3209953.280表1SDH標準速率等)信號是將STM-1按同步復用,經(jīng)字節(jié)間插得到的。其速率見表1。

3.2SDH的幀結(jié)構(gòu)

SDH幀結(jié)構(gòu)是以字節(jié)為單位的矩形塊狀,STM-N由9行270×N列組成,幀周期為125μs。圖1是STM-1的幀結(jié)構(gòu),其速率為9×270×8/125=155.520Mb/s。幀字節(jié)的傳輸依照從左到右、由上而下的原則進行,具體順序為:從第1行的最左端第1個字節(jié)開始,從左到右傳完第1行的270個字節(jié),再依次傳第2行、第3行直至第9行全傳完后再轉(zhuǎn)入下一幀繼續(xù)傳,以此類推。SDH幀結(jié)構(gòu)中,STM-1凈負荷里存放的是真正要傳輸?shù)男畔?,其它字?jié)都是為了保障信息的準確傳輸而附加的,稱其為開銷。SOH(段開銷)是用于網(wǎng)絡運行、管理和維護的字節(jié),以保證信息凈負荷的準確靈活傳送。SOH又分再生段開銷(RSOH)和復用段開銷(MSOH)。POH(通道開銷)分低階通道開銷和高階通道開銷。低階通道開銷用于VC(虛容器)通道的性能監(jiān)視、報警狀態(tài)指示和維護信號等。高階通道開銷還負責指示復用結(jié)構(gòu)。AU-PTR(管理單元指針)是定位信息凈負荷的第一個字節(jié)在STM-N幀中的準確位置的。

4分復接的綜合應用

我省微波電路數(shù)字化改造后,全部站點都采用SDH微波設備,波道配置為3+1(3個主用波道+1個備用波道),其中用1個波道傳輸省內(nèi)信號,傳輸速率為155.520Mb/s。傳輸?shù)男盘柊◤V播電視主業(yè)務、監(jiān)測數(shù)據(jù)、網(wǎng)管數(shù)據(jù)、手持電視和移動電視。這些信號都以2Mb/s或45Mb/s的速率復接到155.520Mb/s的高速信號中,端站需從155.520Mb/s的高速信號中分接出2Mb/s或45Mb/s速率的信號,這些功能是通過分復接技術(shù)來實現(xiàn)的。根據(jù)SDH復用結(jié)構(gòu),3個45Mb/s或2個45Mb/s+21個2Mb/s或1個45Mb/s+42個2Mb/s或63個2Mb/s可復用成1個155.520Mb/s。我省采用了1個45Mb/s+42個2Mb/s的形式,其中,第1個21個2Mb/s用于傳輸廣播電視主業(yè)務;第2個21個2Mb/s用于傳輸監(jiān)測數(shù)據(jù)、網(wǎng)管數(shù)據(jù)和手持電視信號;第3個45Mb/s用于傳輸移動電視信號。

4.1廣播電視主業(yè)務

第1個21個2Mb/s用于傳輸廣播電視主業(yè)務,正向傳送了四套電視節(jié)目,每一套節(jié)目用4個2Mb/s傳輸;還傳送了七套立體聲廣播,經(jīng)壓縮編碼后用一個2Mb/s傳輸;反向回傳七個地市的新聞節(jié)目,每個地市分配了3個2Mb/s。首站信號流程如圖2所示,正向電視信號先送入視頻編碼器進行壓縮編碼,輸出的ASI(異步串行接口)信號再送入適配器適配成4×2M信號;七路立體聲廣播經(jīng)廣播編碼器壓縮編碼后輸出一路2M信號和電視的4×4×2M信號,共17個2M送入STM-1分插復用器復接成155M信號,通過SDH微波設備、天饋線系統(tǒng)發(fā)射出去。反向回傳信號經(jīng)天饋線系統(tǒng)接收,SDH微波設備收信、解調(diào)變?yōu)?55M信號,經(jīng)STM-1分插復用器分接出21×2M信號,其中3×2M是一組,經(jīng)2M解碼器解碼后輸出音視頻信號。端站的信號流程是一個相反的過程。

4.2監(jiān)測數(shù)據(jù)

模擬微波時,電路只能傳輸圖像和語音等模擬信號?,F(xiàn)在的數(shù)字微波設備傳輸?shù)氖?和1組成的數(shù)字序列,這就為傳輸其它業(yè)務提供了條件。監(jiān)測數(shù)據(jù)包含:發(fā)射機監(jiān)測數(shù)據(jù),滿足監(jiān)測中心對各個發(fā)射臺發(fā)射機數(shù)據(jù)的采集要求;電話信號,方便高山臺和省局的工作聯(lián)絡,職工和家屬的溝通;互聯(lián)網(wǎng)信號,用于辦公自動化、職工學習生活;實時視頻監(jiān)測數(shù)據(jù),用于高山臺的安全保衛(wèi)。如圖3所示,這些信號經(jīng)2M綜合復用器復用后變?yōu)?M信號送到STM-1分插復用器復接成155M信號,經(jīng)SDH微波設備、天饋系統(tǒng)發(fā)射出去,一個站點使用了一對2M信號進行傳輸。

4.3網(wǎng)管數(shù)據(jù)

SDH一個強大的功能就是在其幀結(jié)構(gòu)中安排了豐富的開銷用于網(wǎng)絡的運行、管理、維護和配置。我省電路一期改造干線站采用NEC-3000S微波設備;二期改造支線站采用NEC-5000S微波設備,需要將5000S設備的網(wǎng)管數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成2M信號,復用到155M里通過3000S設備傳輸至首站,以實現(xiàn)對整個網(wǎng)絡的統(tǒng)一管理。具體流程圖如圖4所示。

4.4手持電視

手持電視(CMMB中國移動多媒體廣播)的視頻壓縮編碼采用H.264,具有比MPEG-2更高的壓縮率,一套節(jié)目的碼率為0.8Mb/s,因此,16.3Mb/s的碼流可以傳輸22套電視節(jié)目和1套碼率為64kb/s具有CD音質(zhì)的音樂節(jié)目。我站使用4×2M傳輸手持電視信號,經(jīng)分插復用、調(diào)制、發(fā)信發(fā)射出去。發(fā)射臺經(jīng)收信、解調(diào)、解復用解出4×2M信號,再經(jīng)解碼解出音視頻信號,最后送往發(fā)射機利用U波段24CH進行發(fā)射,中心頻率為562MHz,發(fā)射功率為3kW。

4.5移動電視

移動電視采用歐洲的DVB-T標準,發(fā)射機8M帶寬能傳輸4.98Mb/s碼流,采用MPEG-2編碼,一套節(jié)目壓到2.3Mb/s,二套節(jié)目4.6Mb/s加上EPG(電子節(jié)目指南)為4.8Mb/s,只能傳輸兩套電視。為了預留容量用了一個45M傳輸移動電視,信號流程圖如圖5所示。兩路節(jié)目經(jīng)編碼器、多節(jié)目復用器輸出ASI信號后送入適配器變成45M信號,再經(jīng)STM-1分插復用器復接成155M信號,最后經(jīng)SDH微波設備、天饋系統(tǒng)發(fā)射出去。發(fā)射臺經(jīng)收信、解調(diào)、解復用解出45M信號,再經(jīng)適配器解出ASI信號,最后送往發(fā)射機發(fā)射。

5發(fā)展規(guī)劃

為了充分利用微波資源,下一步計劃用微波網(wǎng)實現(xiàn)視頻會議功能,實現(xiàn)全省干線微波站和直屬發(fā)射臺與省局間的視頻交互、多媒體教學、現(xiàn)場指揮等功能。

本文作者:王或工作單位:山西省廣播電影電視局無線管理中心