数字微波技术在地面无线数字化覆盖工程中的应用_石嵬.pdf

96电视技术 第 47 卷第 1 期(总第 566 期)BROADCASTING&TRANSMISSION广播与传输文献引用格式：石嵬.数字微波技术在地面无线数字化覆盖工程中的应用 J.电视技术，2023，47（1）：96-100，129.SHI W.Application of digital microwave technology in ground wireless digital coverage projectJ.Video Engineering，2023，47（1）：96-100，129.中图分类号：TN943.2 文献标识码：A DOI：10.16280/j.videoe.2023.01.022数字微波技术在地面无线数字化覆盖工程中的应用石 嵬（大连广播电视发射台，辽宁 大连 116001）摘要：伴随科学技术的迅猛发展，数字信息技术逐渐得到普及，并且在越来越多的行业和领域中展现出巨大的应用价值。我国广播电视行业取得了较快的发展，数字微波技术在广播电视数字信号传输领域开始得到广泛的应用。可以说，数字微波技术为广播电视数字化的实现提供了重要的技术保障，对推动广播电视技术的快速发展具有非常重要的意义。基于此，对大连市广播电视节目地面无线数字化覆盖工程中的数字微波技术应用进行简析，重点分析数字微波的主要内涵以及数字微波在广播电视信号传输中的具体应用等相关内容，希望能够为相关从业者提供一定借鉴。关键词：工程应用；数字微波技术；广播电视；信号传输Application of Digital Microwave Technology in Ground Wireless Digital Coverage ProjectSHI Wei(Dalian Radio and Television Transmission Station,Dalian 116001,China)Abstract:With the rapid development of science and technology,digital information technology has gradually gained popularity,and has shown great application value in more and more industries and fields.Chinas broadcasting and television industry has made rapid development,and digital microwave technology has been widely used in the field of broadcasting and television digital signal transmission.It can be said that digital microwave technology provides an important technical guarantee for the realization of broadcasting and television digitalization,and plays a very important role in promoting the rapid development of broadcasting and television technology.In this paper,the application of digital microwave technology in the terrestrial wireless digital coverage project of Dalian radio and television programs is briefly analyzed,focusing on the main connotation of digital microwave and the specific application of digital microwave in radio and television signal transmission,hoping to provide some reference.Keywords:engineering application;digital microwave technology;radio and television;signal transmission0 引 言根据大连市广播电视节目地面无线数字化覆盖工程对节目传输的要求及其他业务发展需求，2020 年 5 月，经由大连市文化和旅游局（广播电视局）协调，大连广播电视发射台技术部门就大连市广播电视节目地面无线数字化覆盖工程对大连广播电视发射台机房（绿山）及旅顺口区、金普新区、普兰店区、瓦房店市、庄河市、长海县共 6 个区市县机房进行现地勘查，对大连广电中心微波站等 3 座微波站及大连广播电视发射台等 12 座无线发射转播台站的微波设施进行更新改造。1 数字微波传输的具体作用数字微波传输具有较强的保密性和抗干扰能力，在保障国家安全方面具有非常关键的作用。利用数字微波来对广播电视信号进行传输，对于确保信息的安全性具有非常重要的意义1。数字微波技术作为特殊的战略性资源具有不可或缺性，在维护国家安全方面具有非常重要的作用。在对各类重要节目信号传输时，利用数字微波传输网来进行，不仅能够为各级电视台提供重要的节目源，而且能够与卫星和电缆互为备份，以一个闭合的保护环形式来有效地确保广播电视信号传输的安全性和可靠性2。电视技术 第 47 卷第 1 期(总第 566 期)97BROADCASTING&TRANSMISSION广播与传输当前数字电视业务开始普及，数字微波传输网在广播电视节目传输业务中的优势更好地体现出来，成为可靠的节目源传输手段3。数字微波具有较强的安全性和可靠性，能够更好地满足一些高可靠性的传输业务，更好地为用户提供优质的服务，对于进一步扩展广播电视服务群体具有非常重要的意义。在当前台站自动化管理系统和监视网建设过程中，数字微波技术发挥了重要的作用，加快推动了相关设备管理、运行管理及监控报警等业务自动化的实现。2 主要技术创新点2.1 网络规划根据广播电视节目传输要求及其他业务发展需求，随着 IP 化的发展、各类业务的 IP 化趋势，未来微波通信也将是 IP 化的时代。因此，大连市数字微波传输网络拟采用面向未来支持 IP 演进的微波系统，本期传输规划 400 Mbs-1微波系统，采用 2+0 波道配置，128QAM 调制模式，波道带宽为29.65 MHz，在不使用 XPIC 技术的情况下，单波道可达 200 Mbs-1的吞吐容量4。2.2 路由设计使大连市 8 套数字电视节目作为各无线发射转播台站的信号源，需建立本地的微波传输网络，开展数字微波传输网更新改造5。数字微波链路路由规划如表 1 所示。2.3 路由断面图及各项指标为了保证方案的准确可靠性，对本次需改造的数字微波传输网包括大连广电中心微波站等 3 座微波站以及大连广播电视发射台等 12 座无线发射转播台站进行实地踏勘。根据实地踏勘情况，进行微波链路仿真规划，结果如表 2 所示。对大连广播电视发射台大连广电中心微波站的链路进行仿真分析，从结果来看，链路可视通，可保障链路 99.999%以上的可用度。2.4 干扰分析和优化根据干扰链路和被干扰链路的相对位置、角度不同，链路干扰可分为几种不同的干扰类型，本期项目涉及的几种干扰类型分别是越站干扰、前背干扰及侧向干扰6。项目实际的干扰是给出的基本类表 1 数字微波链路路由链路链路名称链路详情链路（1）大连广电中心（中心站）和尚山微波站（枢纽站）老白山微波站（枢纽站）链路（2）大连广电中心大连市广播电视发射台（绿山）链路（3）和尚山微波站303 转播台和尚山微波站旅顺白玉山发射台链路（4）老白山微波站普兰店南山发射台老白山微波站瓦房店西山发射台老白山微波站庄河城山发射台老白山微波站长海发射台老白山微波站306 转播台链路（5）瓦房店西山发射台岳山转播台链路（6）庄河城山发射台鸡冠山发射台庄河城山发射台花院转播台庄河城山发射台305 转播台表 2 微波链路仿真规划微波模型数量8G_2+0_28M_200M_Dual_0.6m_0.6m_RTN900_XMC2H_XMC2H_UHP28G_2+0_28M_200M_Dual_0.9m_0.9m_RTN900_XMC2H_XMC2H_UHP18G_2+0_28M_200M_Dual_1.2m_1.2m_RTN900_XMC2H_XMC2H_UHP58G_2+0_28M_200M_Dual_1.8m_1.8m_RTN900_XMC2H_XMC2H_UHP18G_2*（1+1SD）_28M_200M_Dual_1.8m+1.8m_1.8m+1.8m_RTN900_XMC2H_XMC2H_UHP38G_2*（1+1SD）_28M_200M_Dual_2.4m+2.4m_2.4m+2.4m_RTN900_XMC2H_XMC2H_UHP298电视技术 第 47 卷第 1 期(总第 566 期)BROADCASTING&TRANSMISSION广播与传输型中的一种或是几种的组合。本期项目对链路干扰进行优化设计，部分站点的频点分配及极化安排相对标书设计做了优化调整，以达到降低干扰的目的。3 技术与工程方案3.1 各发射台具体情况3.1.1 大连广播电视发射台大连广播电视发射台机房（绿山）一楼电视机房内现有 17CH（数 1 kW）、34CH（数 1 kW）、35CH（数 1 kW）、47CH（数 1 kW）、28CH（模 10 kW）、16CH（模 10 kW）及 22CH（模 10 kW）共7 台发射机播出。本次新增一主一备共两部 27CH（1 kW）地面数字国标电视发射机、同轴开关、假负载及多功器等设备。总前端生成的 TS 传送码流不加扰加密，经 TS-IP 适配器转换后通过地面传输网络（数字微波）传输，作为市节目信号源，将本市新闻综合、生活频道、公共频道、文体频道、综合影视频道、少儿频道、财经频道及乐天购物 8 套节目进行 AVS+编码复用，生成一路传送码流，送至大连广电中心 IP微波传输链路。3.1.2 旅顺广播电视台旅顺广播电视台机房内现有95.6 MHz（模1 kW）、24CH（模1 kW）、2CH（模1 kW）、12CH（模1 kW）、18CH（模 1 kW）、35CH（数 1 kW）以及 47CH（数1 kW）共 7 台发射机播出。新增一主一备共两部16CH（1 kW）地面数字国标电视发射机、同轴开关、假负载，升级改造一路 16CH 多功器端口。由于机房内UHF频段使用双功器35CH（数1 kW）/47CH（数1 kW），因此由制造厂商改造升级现有多功器，追加一路16CH多功器端口并使用台内原有天线进行播出。传输链路以数字微波传输为主用，市总前端生成的 TS 传送码流不加扰加密，经 TS-IP 适配器转换后通过地面传输网络（数字微波）传输，作为市节目信号源；区（市、县）节目在和市级节目进行复用后，经单频网适配器适配，经数字微波链路传送到各区（市、县）发射转播台站。3.1.3 金州大黑山发射台金州大黑山发射台机房内现有 98.4 MHz（模500 W）、104.3 MHz（模 1 kW）、10CH（模 300 W）、37CH（模 1 kW）、17CH（数 1 kW）、35CH（数 1 kW）、47CH（数1 kW）、31CH（模1 kW）及43CH（模1 kW）共 9 台发射机播出。新增一主一备共两部13CH（1 kW）地面数字国标电视发射机、同轴开关、假负载，升级改造一路 13CH 多功器端口。由于机房内 UHF 频段使用双功器 35CH（数 1 kW）/47CH（数 1 kW），因此由制造厂商改造升级现有多功器追加一路 13CH 多功器端口，并使用台内原有天线进行播出。传输链路以数字微波传输为主用，市总前端生成的 TS 传送码流不加扰加密，经 TS-IP 适配器转换后通过地面传输网络（数字微波）传输，作为市节目信号源；区（市、县）节目在和市级节目进行复用后，经单频网适配器适配，经数字微波链路传送到各区（市、县）发射转播台站。3.1.4 普兰店南山发射台普兰店南山发射台机房内现有 92.6 MHz（模300 W）、12CH（模 300 W）、42CH（数 300 W）、47CH（数 300 W）、3CH（模 100 W）、25CH（模 1 kW）、33CH（模1 kW）以及39CH（模1 kW）共8台 发射机播出。新增一主一备共两部 14CH（300 W）地面数字国标电视发射机、同轴开关、假负载，升级改造一路 14CH 多功器端口。由于机房内 UHF 频段使用五功器 42CH（数 300 W）/47CH（数 300 W）/25CH（模 1 kW）/33CH（模 1 kW）/39CH（模 1 kW），因此由制造厂商改造升级现有多功器，追加一路 14CH 多功器端口，并使用台内原有天线进行播出。传输链路以数字微波传输为主用，市总前端生成的 TS 传送码流不加扰加密，经 TS-IP 适配器转换后通过地面传输网络（数字微波）传输，作为市节目信号源；区（市、县）节目在和市级节目进行复用后，经单频网适配器适配，经数字微波链路传送到各区（市、县）发射转播台站。3.1.5 普兰店老白山发射台普兰店老白山发射台一楼机房内现有 6CH（模1 kW）、17CH（模 1 kW）、42CH（数 300 W）、47CH（数 300 W）以及 29CH（模 3 kW）共 5 台发射机播出。新增一主一备共两部 14CH（300 W）地面数字国标电视发射机、同轴开关、假负载，升级改造一路 14CH 多功器端口。由于机房内 UHF 频段使用五功器宽带口/17CH（模1 kW）/42CH（数300 W）/47CH（数 300 W）/29CH（模 3 kW），因此由制造厂商改造升级现有多功器，追加一路 14CH 多功器 电视技术 第 47 卷第 1 期(总第 566 期)99BROADCASTING&TRANSMISSION广播与传输端口，并使用台内原有天线进行播出。传输链路以数字微波传输为主用，市总前端生成的 TS 传送码流不加扰加密，经 TS-IP 适配器转换后通过地面传输网络（数字微波）传输，作为市节目信号源；区（市、县）节目在和市级节目进行复用后，经单频网适配器适配，经数字微波链路传送到各区（市、县）发射转播台站。3.1.6 瓦房店西山发射台瓦房店西山发射台二楼机房内现有 27CH（模1 kW）、21CH（模 1 kW）、47CH（数 300 W）、29CH（数 300 W）、9CH（模 300 W）、15CH（模 1 kW）、106.5MHZ（模 1 kW）、17CH（数 300 W）、97.5 MHz（模 300 W）以及 90.4 MHz（模 300 W）共 10 台发射机播出。新增一主一备共两部 15CH（300 W）地面数字国标电视发射机、同轴开关、假负载，升级改造一路 15CH 多功器端口。由于机房内UHF 频段使用六功器 27CH（模 1 kW）/21CH（模1 kW）/15CH（模1 kW）/47CH（数300 W）/29CH（数300 W）/17CH（数 300 W），新增设备 15CH 与台站现有设备频道重合，因此需要拆除原有 15CH 模拟设备，使用台内原有天线进行播出。传输链路以数字微波传输为主用，市总前端生成的 TS 传送码流不加扰加密，经 TS-IP 适配器转换后通过地面传输网络（数字微波）传输，作为市节目信号源；区（市、县）节目在和市级节目进行复用后，经单频网适配器适配，经数字微波链路传送到各区（市、县）发射转播台站。3.1.7 瓦房店岳山发射台瓦房店岳山发射台机房内现有 103.7 MHz（模1 kW）、91.5 MHz（模1 kW）、98.4 MHz（模300 W）、96.4 MHz（模 1 kW）、47CH（数 300 W）、32CH（数 300 W）、30CH（模 1 kW）、18CH（模 1 kW）、24CH（模 2 kW）以及 7CH（模 3 kW）共 10 台发射机播出。新增一主一备共两部 15CH（300 W）地面数字国标电视发射机、同轴开关、假负载，升级改造一路 15CH 多功器端口。由于机房内 UHF 频段使用六功器 47CH（数 300 W）/30CH（模 1 kW）/24CH（模2 kW）/18CH（模1 kW）/32CH（数300 W）/宽带口，因此由制造厂商改造升级现有多功器，追加一路 15CH 多功器端口，并使用台内原有天线进行播出。传输链路以数字微波传输为主用，市总前端生成的 TS 传送码流不加扰加密，经 TS-IP 适配器转换后通过地面传输网络（数字微波）传输，作为市节目信号源；区（市、县）节目在和市级节目进行复用后，经单频网适配器适配，经数字微波链路传送到各区（市、县）发射转播台站。3.1.8 庄河城山发射台庄河城山发射台机房内现有 97.0 MHz（模 3 kW）、100.0 MHz（模1 kW）、107.4 MHz（模100 W）、7CH（模 300 W）、18CH（模 1 kW）、9CH（模 1 kW）、24CH（模 1 kW）、41CH（数 300 W）以及47CH（数 300 W）共 9 台发射机播出。新增一主一备共两部 12CH（300 W）地面数字国标电视发射机、同轴开关、假负载、80 m 馈线以及 VHF（6-12）4 层 4 面双偶极子天线独立使用。传输链路以数字微波传输为主用，市总前端生成的 TS 传送码流不加扰加密，经 TS-IP 适配器转换后通过地面传输网络（数字微波）传输，作为市节目信号源；区（市、县）节目在和市级节目进行复用后，经单频网适配器适配，经数字微波链路传送到各区（市、县）发射转播台站。3.1.9 庄河鸡冠山发射台庄河鸡冠山发射台机房内现有 94.9 MHz（模 1 kW）、101.5 MHz（模 1 kW）、103.4 MHz（模 300 W）、4CH（模 1 kW）、16CH（模 1 kW）、30CH（模1 kW）、44CH（数300 W）以及47CH（数300 W）共 8 台发射机播出。新增一主一备共两部 12CH（300 W）地面数字国标电视发射机、同轴开关、假负载、75 m 馈线以及 VHF（6-12）4 层 4 面双偶极子天线独立使用。传输链路以数字微波传输为主用，市总前端生成的 TS 传送码流不加扰加密，经 TS-IP 适配器转换后通过地面传输网络（数字微波）传输，作为市节目信号源；区（市、县）节目在和市级节目进行复用后，经单频网适配器适配，经数字微波链路传送到各区（市、县）发射转播台站。3.1.10 庄河花院发射台庄河花院发射台机房内现有 38CH（数 300 W）和 47CH（数 300 W）共 2 台发射机播出。根据此次项目需要，庄河花院发射台申请新增一主一备共两部 12CH（300 W）地面数字国标电视发射机、同轴开关、假负载、65 m 馈线以及 VHF（6-12）4 层 4 面双偶极子天线独立使用。100电视技术 第 47 卷第 1 期(总第 566 期)BROADCASTING&TRANSMISSION广播与传输传输链路以数字微波传输为主用，市总前端生成的 TS 传送码流不加扰加密，经 TS-IP 适配器转换后通过地面传输网络（数字微波）传输，作为市节目信号源；区（市、县）节目在和市级节目进行复用后，经单频网适配器适配，经数字微波链路传送到各区（市、县）发射转播台站。3.1.11 长海广播电视台长海广播电视台机房内现有 91.7 MHz（模 1 kW）、94.0 MHz（模1 kW）、98.2 MHz（模300 W）、96.0 MHZ（模 1 kW）、12CH（模 1 kW）、14CH（模1 kW）、20CH（模 1 kW）、47CH（数 300 W）以及35CH（数 300 W）共 9 台发射机播出。新增一主一备共两部16CH（300 W）地面数字国标电视发射机、同轴开关、假负载，升级改造一路16CH多功器端口。由于机房内 UHF 频段使用三功器 35CH（数 300 W）/47CH（数 300 W）/宽带口，因此由制造厂商改造升级现有多功器，追加一路 16CH 多功器端口，并使用台内原有天线进行播出。传输链路以数字微波传输为主用，市总前端生成的 TS 传送码流不加扰加密，经 TS-IP 适配器转换后通过地面传输网络（数字微波）传输，作为市节目信号源；区（市、县）节目在和市级节目进行复用后，经单频网适配器适配，经数字微波链路传送到各区（市、县）发射转播台站。3.2 方案选型本次项目方案选型如图 1 所示。信源编码模式采用 AVS+技术方案，在编码器、码流监测、解码器的选择上采用 AVS+标准。AVS+是我国自主的音视频编码标准。AVS+编码标准基于AVS标准框架，通过新增的工具如高级熵编码 AEC 模式、增强场编码技术、图像级的自适应加权量化以及同极性场跳过模式编码，使视频编码效率和编码质量达到国际先进水平。涉及的产品支持几乎所有模拟及数字音视频 输 入 接 口，包 括 CVBS、YPbPr、SD/HD-SDI、HDMI 视频输入接口、平衡模拟音频（XLR）、非平衡模拟音频（RCA）及 AES/EBU、HDMI、SD/HD-SDI 嵌入音频输入接口，可对标清及高清的视频进行编码，支持 AVS/AVS+编码格式，具有极高的编码压缩效率及极佳的视频质量，广泛应用于数字电视播出系统中。4 项目执行情况及成果2020 年 11 月至 2021 年 4 月，建设部门完成了数字微波传输网，对涉及台站的 IP 微波设备、微波发射接收天线、馈线、交换机、辅材及附属设施等设备进行了全面、完整的施工。经过前期立项、筹备、实地调研、安装调试，系统最终进入实际应用。建立本地的微波传输网络后，开展数字微波传输网更新改造，在原有传输大连市8 套数字电视节目的基础上，增加传输大连市 8 套调频广播节目作为各无线发射转播台站的信号源。图 1 方案选型系统框图（下转第 129 页）电视技术 第 47 卷第 1 期(总第 566 期)129BROADCASTING&TRANSMISSION广播与传输修顺序。首先确定广播电视信号传输线路是否存在故障隐患，然后逐一对每一台设备的性能与运行状态进行摸排，以逐渐缩小故障源范围，这样可以大幅提升故障检修效率。在维修过程中，技术人员应当检查连接线的信号传输功能是否正常。排除连接线的故障隐患之后，再对其他设备的各项性能参数进行校验，以避免影响故障排查进程6。3.4 建立协同检查机制广播电视安全播出事故类型多样，仅仅依靠一个技术班组的力量，可能无法快速地查找出故障点。基于对这方面的考虑，广播电视技术维护部门应当建立一套科学的协同检查机制，即针对不同的事故类型，分别设立与之相对应的检查班组。这样既可以提升检查效率，同时，也能够保证广播电视节目的安全播出。比如广播电视系统主要包括播控设备、发射系统、配电设备、天馈线系统等，技术维护部门可以结合这些设备的故障发生频率以及对节目安全播出的影响程度，设立专门的事故检查小组，分别对各个系统的运行状态进行协同检查。在检查过程中，各班组应当及时将检查结果记录在案，最后由检查小组负责人对各班组的检查结果进行汇总。根据汇总结果，可以快速制定出故障排查方案。这种针对性的故障排查方法既可以节省大量的维护检修时间，也可以彻底解决一些疑难问题。4 结 语广播电视的安全播出事关广播电视台的对外形象以及受众群体的收听、观看体验。因此，广播电视台应当未雨绸缪，提高警惕，通过应急处理机制的建立和完善，将因安全播出事故造成的损失降到最低点，同时，提升技术维护人员的专业素养以提高设备检修质量，进而为广播电视节目的安全播出保驾护航。参考文献：1 刘博.广播电视安全播出应急处理与技术维护 J.电子技术与软件工程，2021（4）：242-243.2 张恒.如何做好广播电视安全播出应急管理和技术维护工作 J.西部广播电视，2020（12）：191-192.3 吴火根.大数据形势下的广播电视安全播出技术研究 J.传播力研究，2019，3（1）：241.4 倪茹娜.广播电视播控技术安全管理现状及对策 J.西部广播电视，2017（24）：210-211.5 赵红军.应急管理体系在广播电视安全播出中的构建与完善 J.卫星电视与宽带多媒体，2020（3）：28-29.6 侯转娥.广播电视安全播出应急管理现状分析及建议 J.电视指南，2018（7）：216.编辑：张玉聪5 结 语随着网络技术的快速发展，广播电视无线传输覆盖网在数字化、网络化的引导下，进一步加快自动化、智能化升级的步伐，进而提高广播电视无线传输网的建设水平。通过本项目的建设，大连广播电视发射台构建了完善的本地无线广播电视覆盖网络，大幅度提升了大连市广播电视公共服务能力，提高了传输效率和安全性，增大了传输容量，确保了节目的安全传输、播出，提高了社会对各种突发事件、自然灾害的应急处置能力。项目在原有传输大连市 8 套数字电视节目的基础上，增加传输大连市 8 套调频广播节目作为各无线发射转播台站的信号源。项目在技术架构、系统管理、传输分配、服务质量上的全面升级，能够推进无线数字广播电视业务的应用和发展，更好地为广大群众提供丰富多彩的广播电视服务。参考文献：1 徐国坚.基于 5G 时代广播电视无线发射技术的创新 J.通信电源技术，2020（22）：94-96.2 刘文斌.广播电视信号的微波传输技术探讨 J.大科技，2020（15）：205-206.3 苏兵兵.IP 数字微波在吕梁广电的应用 J.数字通信世界，2019（10）：200-201.4 王雪梅.数字微波技术在广播电视信号传输中的应用 J.通讯世界，2015（7）：15-16.5 陈晓强.数字微波传输网在广播电视信号传输中的作用探究 J.中国新通信，2014（14）：85.6 田清华，邓毅.广播电视微波通信技术的应用研究 J.数字技术与应用，2014（12）：29-32.编辑：张玉聪（上接第 100 页）