廣播電視微波傳輸通道效率分析

時(shí)間:2022-06-19 04:38:27

導(dǎo)語:廣播電視微波傳輸通道效率分析一文來源于網(wǎng)友上傳,不代表本站觀點(diǎn),若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師,歡迎參考。

廣播電視微波傳輸通道效率分析

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(dāng)時(shí)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(gè)縣區(qū),作為差轉(zhuǎn)中央、山西電視節(jié)目的信號(hào)源。大同與雁北地區(qū)合并后,整個(gè)縣區(qū)微波電路于1996年進(jìn)行模擬升級(jí)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(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)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(shí)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(jìn)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(hào)進(jìn)入各縣區(qū)有線電視網(wǎng)。但改造時(shí)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(jì)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(yán)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(zhǔn)確、更有針對(duì)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(shí)更有針對(duì)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(hào),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(bǔ)充。近年來,隨著科技的不斷進(jìn)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(huì)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(duì)微波傳輸產(chǎn)生反射衰落和繞射衰落。其實(shí)質(zhì)是直線波與反射(繞射)波的不同路徑,導(dǎo)致信號(hào)傳輸時(shí)產(chǎn)生時(shí)延差,當(dāng)二者同相位時(shí),接收?qǐng)鰪?qiáng)疊加而增大,當(dāng)二者反相位,接收?qǐng)鰪?qiáng)減小。2.1.2遇到雨雪大風(fēng)天氣時(shí),大氣對(duì)流不均勻性對(duì)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(duì)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(duì)微波有吸收作用,使微波波束散射而產(chǎn)生衰落。總之,以上因素會(huì)嚴(yán)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(hào)通過微波傳輸時(shí),微波由于其自身性的缺陷,在傳輸過程中會(huì)由于損耗逐漸衰弱,這會(huì)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(dāng)微波設(shè)備受雜波干擾后,信噪比下降,使接受設(shè)備對(duì)其接收的信號(hào)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(shí)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(duì)微波的反射作用程度不同,這會(huì)都會(huì)造成微波的損耗。在微波設(shè)備上,主要有一下幾點(diǎn)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(tái)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(biāo)都可能下降,這將影響到整個(gè)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(gè)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(jī)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(zhǔn)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(shí)現(xiàn)高級(jí)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(hào),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(gè)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(chǔ)備前面在談到影響傳輸質(zhì)量時(shí),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(duì)這些性能參數(shù)提出改進(jìn)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(qiáng)的輻射方。向?yàn)橹鞣较?,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(gè)參數(shù)。半功率角指場強(qiáng)降低為主射方向場強(qiáng)的1/倍(半功率點(diǎn))的兩個(gè)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(qiáng)。這樣為了提高傳輸質(zhì)量,在規(guī)劃設(shè)計(jì)電路時(shí),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(dāng)然在規(guī)劃天線大小時(shí),也要考慮傳輸距離,不能浪費(fèi)資源,同時(shí)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(jià)比。3.1.2天線增益:微波天線是無源器件,對(duì)于傳輸信號(hào)必然產(chǎn)生衰減,它沒有實(shí)質(zhì)意義上的增益。其增益定義是指在某點(diǎn)產(chǎn)生相等電場強(qiáng)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(gè)方向輻射的電場強(qiáng)度不等,故增益也必隨著觀測點(diǎn)的位置不同而變化。一般在輻射場強(qiáng)最大的方向時(shí)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(4πAϒ/λ2)式中:A——拋物面開口面的面積,單位m2λ——工作波長,單位mϒ——天線口徑利用系數(shù),一般是0.5——0.75之間從增益G的計(jì)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(jìn)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(chǔ)備。當(dāng)然在規(guī)劃設(shè)計(jì)路由時(shí),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(duì)微波設(shè)備進(jìn)行N+1的配置方式改造和先進(jìn)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(huì)不斷衰弱,影響信號(hào)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(hào)不間斷傳輸,并且還能擴(kuò)大傳輸容量。另外,在編碼、復(fù)接技術(shù)上,采用先進(jìn)的糾錯(cuò)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(kuò)容可以傳輸增值業(yè)務(wù),也能帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益。最后在設(shè)計(jì)微波傳輸通道時(shí),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(gè)站點(diǎn)傳輸發(fā)生故障,整個(gè)傳輸途徑都會(huì)中斷,影響播出。因此選擇微波路由時(shí)可進(jìn)行環(huán)式鏈路傳輸,這樣當(dāng)某一站點(diǎn)發(fā)生故障時(shí),微波信號(hào)可以通過另一通道進(jìn)行傳輸,而不至于中斷。3.3提高維護(hù)人員技術(shù)水平,定時(shí)檢修。要提高廣播電視微波傳輸通道的效率,必須要對(duì)技術(shù)維護(hù)人員提出高要求,精通微波傳輸設(shè)備的工作原理,對(duì)其維修操作熟練,了解微波的性能。當(dāng)微波設(shè)備由于雷電或者其他原因遭到損壞時(shí),技術(shù)人員應(yīng)該能及時(shí)精確檢查出問題所在,并及時(shí)進(jìn)行搶修。如果微波設(shè)備受到破壞并且沒有及時(shí)維修,將會(huì)影響播出,因此對(duì)于微波設(shè)備的檢修非常重要。平時(shí)一定要對(duì)天饋系統(tǒng)、微波收發(fā)系統(tǒng)、編解碼等按月、按季定時(shí)進(jìn)行檢查、檢修維護(hù),確保廣播電視的正常運(yùn)行。因此在安排機(jī)務(wù)人員時(shí)要合理,對(duì)于技術(shù)較高的人員應(yīng)該安排在重要的崗位,對(duì)于機(jī)務(wù)人員的錄用也應(yīng)提高標(biāo)準(zhǔn),必須具備專業(yè)的知識(shí)及技能才能錄用,對(duì)于機(jī)務(wù)人員也要定時(shí)進(jìn)行培訓(xùn),強(qiáng)化其理論知識(shí)以及政治素養(yǎng),提高微波設(shè)備技術(shù)維護(hù)工作人員的整體水平。

4.小結(jié)

隨著人們對(duì)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瑢?duì)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(huì)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(qiáng)對(duì)設(shè)備的檢修,同時(shí)利用新的技術(shù)措施改進(jìn)微波設(shè)備,減小其在傳播過程中的損耗以及減弱雜波對(duì)其的干擾,才能保證廣播電視信號(hào)的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[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(hù)實(shí)用知識(shí)問答1200題[M].內(nèi)蒙古人民出版社,1993(5).

作者:孫祥 單位:山西省大同廣播電視臺(tái)