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進行傳輸,從而實現多路復用的目的。在實際傳輸中,根據不同的需要和傳輸媒質本身的傳輸能力,會有不同話路數和不同速率的分復接,分復接技術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分復接的發展情況和技術優勢

國際上存在著三大PDH系列:北美、日本、歐洲。隨著數字通信的發展,PDH已不能適應新的傳輸要求,故SDH技術應用而生。SDH使PDH的三大傳輸系列在STM-1等級上實現了互通。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,使上下業務變得十分簡單,并且便于系統的擴容升級。SDH有統一的網絡節點接口,簡化了信號互通,在同一個網絡上可以使用不同廠家的設備。SDH幀結構中安排了豐富的開銷比特,用于網絡的運行、管理、維護和操作,使得組網更靈活,管理更智能。SDH采用按字復用,這種以字節為單位復用與要傳輸的信息單元是一致的,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,經字節間插得到的。其速率見表1。

3.2SDH的幀結構

SDH幀結構是以字節為單位的矩形塊狀,STM-N由9行270×N列組成,幀周期為125μs。圖1是STM-1的幀結構,其速率為9×270×8/125=155.520Mb/s。幀字節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個字節開始,從左到右傳完第1行的270個字節,再依次傳第2行、第3行直至第9行全傳完后再轉入下一幀繼續傳,以此類推。SDH幀結構中,STM-1凈負荷里存放的是真正要傳輸的信息,其它字節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)是用于網絡運行、管理和維護的字節,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)通道的性能監視、報警狀態指示和維護信號等。高階通道開銷還負責指示復用結構。AU-PTR(管理單元指針)是定位信息凈負荷的第一個字節在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個波道傳輸省內信號,傳輸速率為155.520Mb/s。傳輸的信號包括廣播電視主業務、監測數據、網管數據、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來實現的。根據SDH復用結構,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務;第2個21個2Mb/s用于傳輸監測數據、網管數據和手持電視信號;第3個45Mb/s用于傳輸移動電視信號。

4.1廣播電視主業務

第1個21個2Mb/s用于傳輸廣播電視主業務,正向傳送了四套電視節目,每一套節目用4個2Mb/s傳輸;還傳送了七套立體聲廣播,經壓縮編碼后用一個2Mb/s傳輸;反向回傳七個地市的新聞節目,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、天饋線系統發射出去。反向回傳信號經天饋線系統接收,SDH微波設備收信、解調變為155M信號,經STM-1分插復用器分接出21×2M信號,其中3×2M是一組,經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監測數據

模擬微波時,電路只能傳輸圖像和語音等模擬信號。現在的數字微波設備傳輸的是0和1組成的數字序列,這就為傳輸其它業務提供了條件。監測數據包含:發射機監測數據,滿足監測中心對各個發射臺發射機數據的采集要求;電話信號,方便高山臺和省局的工作聯絡,職工和家屬的溝通;互聯網信號,用于辦公自動化、職工學習生活;實時視頻監測數據,用于高山臺的安全保衛。如圖3所示,這些信號經2M綜合復用器復用后變為2M信號送到STM-1分插復用器復接成155M信號,經SDH微波設備、天饋系統發射出去,一個站點使用了一對2M信號進行傳輸。

4.3網管數據

SDH一個強大的功能就是在其幀結構中安排了豐富的開銷用于網絡的運行、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設備的網管數據轉換成2M信號,復用到155M里通過3000S設備傳輸至首站,以實現對整個網絡的統一管理。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套電視節目和1套碼率為64kb/s具有CD音質的音樂節目。我站使用4×2M傳輸手持電視信號,經分插復用、調制、發信發射出去。發射臺經收信、解調、解復用解出4×2M信號,再經解碼解出音視頻信號,最后送往發射機利用U波段24CH進行發射,中心頻率為562MHz,發射功率為3kW。

4.5移動電視

移動電視采用歐洲的DVB-T標準,發射機8M帶寬能傳輸4.98Mb/s碼流,采用MPEG-2編碼,一套節目壓到2.3Mb/s,二套節目4.6Mb/s加上EPG(電子節目指南)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。兩路節目經編碼器、多節目復用器輸出ASI信號后送入適配器變成45M信號,再經STM-1分插復用器復接成155M信號,最后經SDH微波設備、天饋系統發射出去。發射臺經收信、解調、解復用解出45M信號,再經適配器解出ASI信號,最后送往發射機發射。

5發展規劃

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

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