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【摘 要】随着科学技术的发展，广播电视业发展迅速，微波站以其信号稳定、损耗少备受同仁们的青睐。本文主要探讨了广播电视微波站设备功能及特点，并深入地研究了广播电视微波站的数字化改造。
【关键词】广播；电视；微波站；数字化；改造
1.广播电视微波站的数字化改造必要性
1.1始建的模拟微波设备已经陈旧，技术落后，传输能力有限，而且模拟微波设备大部分已停产，备品备件无法配置，系统很难进行正常的维护和检修， 无法满足安全播出的需求。
1.2随着我省广播电视事业的发展，节目数量不断增加，而模拟微波系统通道少，容量小，无法满足现阶段广播电视大容量、高质量的传输要求。
1.3模拟微波频率资源十分宝贵，如再不改造利用，有可能该频率资源将不在分配给广电部门使用，我们将会永远失去长途微波传输这个重要的战略资源和技术保障手段。微波的数字化改造已成为广电技术发展的当务之急。
2.微波数字设备功能特点及数字化改造
2.1 45MB PDH数字微波通信设备
采用最新集成电路及FPGA技术，推出的SMART-2000型45MB PDH数字微波传输系统。该系统是专为广播电视传输系统数字化改造而研制的集电视、广播、语音、数据等综合业务数字微波传输的设备。主要由微波发信机、QPSK调制解调器，45MB复分接器，勤务、监控及电源等部分组成，该系统综合了广播电视传输的高效率及电信数字传输的灵活性，能同时传输7路数字电视信号和30路2Mbps的接口语音。该设备技术先进，组网灵活，安装、维护方便，传输容量大，为今后传输更多业务提供了一个良好的平台。
2.2 SMART-2000型信道机挂箱
SMART-2000型信道机挂箱共包括六个插件部分。即收信插件、发信插件、调制解调插件、电源插件、监控插件和1+1切换插件。它们都装在公共单元内，称为信道挂箱。在一个挂箱内有两套信道机和一个监控插件。在终端站两套信道机为一主一备，当一路信道机有故障时，可自动切换到另一路信道机工作；在中继站两套信道机分别对上下两个方向。信道机的微波口和中频口都在挂箱的前面，而各种数据接口都在挂箱后面的母板上，这些数据包括调制的45M输入，解调的两路45M输出、公务信道的输入输出和两路RS232数据的输入输出（其中第2路为监控信道）。另外，母板上还内置了一个45M二分配器供1+1切换系统使用。
2.2.1信道机插件
收、发均采用70MHz中频接口，其工作原理如下：
发信端将70MHz已调中频信号与本振信号进行变频，变换成微波信号，经三腔滤波器滤除无用信号，送给功率放大器输入端，并放大到规定电平，经合路器由天线发送出去。
收端将收到的微弱微波信号经分路器分路后送入低噪声放大器放大，放大后的信号与本振信号混频，混频到70MHz中频；又经三腔滤波器滤除镜像信号，70MHz中频信号经时延均衡器进行时延均衡，均衡后的中频信号送给AGC中频放大器进行放大，经AGC自动电平控制，使最后输出电平保持恒定0dBm，然后送给解调器解调。
2.2.2调制解调器插件
调制解调器主要的任务是将编码压缩的广播电视节目信号调制到70MHz中频频带上，然后再将中频信号调制到微波上去，45Mbps调制器采用QPSK调制方式，将45MBbps的数字信号进行整形、单双变换、差分编码并调制到70MHz的中频上。
解调器采用相干解调方式，即是利用两个相互正交的参考相位载波进行相干检测（即同步解调），并经过差分译码、双单变换输出45MBbps数据信号。采用QPSK相位调制方式，系统抗噪性能良好，频谱利用率较高，设备构成简单。
2.2.3 1+1切换插件
为提高微波信道的传输可靠性而配置，将各种输入数据分配给主、备调制机；同时将主、备解调机的输出数据（44.736Mbps数据、公务信号、两路RS232数据），择优选取，切换输出。切换依据为信道机的工作状态和误码率等，切换方式为直接切换，切换时间小于5s。切换机也提供两路45Mbps数据输出。
2.2.4信道电源插件
信道电源为-48V输入，向信道机提供+5V、+12V和-12V电源。
2.2.5监控机插件
每台监控机最多可管理两个收信机、两个发信机、两个调制解调机和两个分复接器（分接器）的告警监控数据，并将监控信息整理打包成R232数据，通过监控信道和数据交换机与中央（太原站）监控计算机通信。作为端站，我们不使用数据交换机，所以监控机插件的RS232数据接口通过网络线（交叉线）直接连到调制解调插件的辅助数据2接口上。
2.3分复接器
分复接器将复接、分接两个部分做成一体，完成45Mbps数据到21个2M数据的复接、分接功能，并提供一个监控口，。该设备将国际上使用的DS3数据接口转换成国内通用的E1数据接口，方便我们使用2M口上各种成熟的终端设备，是实现数字化传输与改造的关键设备。
2.4公务机
具有话路终端和公务信号中继（分支）两个功能。其公务信号与各调制解调机或切换机相连，在1+0的链路中用二十芯排线连接信道挂箱的SC I/O端口，在1+1的链路中用四芯电话线连接切换机的EOW端口。每台公务机最多可汇接四个方向的公务信号山西省各站的公务机都是一样的，可以互换，但电话号码（选呼地址码）是唯一的，是按统一规定而设置的。
2.5广播电视终端设备
广播电视终端设备是指E1数据以下的数字终端，即广播编码器、广播解码器、电视编码器、电视解码器以及适配器等。
2.5.1编码器
编码器采用的是EN2200数字编码器，该编码器可同时对模拟及数字音视频信号进行数字压缩处理，ASI和G.703接口输出TS码流。ASI接口输出码速率为1.5 Mbps--105Mbps（±10ppm）任意可调，符合DVB标准。RS-232接口，可与计算机串口相连，完成编码器参数配置，工作状态提取，远程状态提取，远程网路管理，数据传送等功能。
2.5.2解码器与适配器
分别是以色列Scopus公司生产的IRD-2900型解码器和北京环网科技公司生产的TLK1000型适配器。该解码器能接受符合G.703标准的MPEG-2/DVB传输流。具有符合DVB标准的信道解码纠错能力。在输入ASI接口输入TS流，在输出端有复合视频、S端子，音频输出2路模拟立体声平衡输出，数据输出接口，使解码器可进行软件升级或数据加载。TLK1000是一款MPEG 4:2:0模式适配器，它基于MPE-2及DVB标准，支持PAL、NTSC视频制式，具有4路E1TS流输入接口和2路ASI码流接口输出。
2.6系统电源
数字微波设备系统使用的是POWEC高频谐振式电源，该电源系统由控制模块、告警模块或告警接口版、整流模块、配电模块、子机架和机架组合而成的智能化谐振式高频开关电源。
系统的工作原理是整流模块把交流输入变成直流输出，然后送到由汇流排并联的直流配电模块和电池熔丝模块，经配电模块内部分路开关或熔丝输出，向负载供电，同时亦对电池充电。当市电中断时，由电池向负载供电。控制模块通过RS485与告警模块及整流模块通讯。而数据测量、采集则由告警模块负责，其对象包括市电、直流配电模块、电池熔丝模块和电池等。系统工作时，控制模块监视系统的各种状态，调整其参数，自动执行预定的各项任务，系统异常时发出告警信号，经由告警模块输出并显示在控制模块上。
3.结束语
总之，广播电视微波站的数字化改造是一个复杂的过程，只有熟悉微波数字设备功能及特点，掌握微波站的数字化改造方法，才能实现最大的经济效益和社会效益。
【关键词】广播；电视；微波站；数字化；改造
1.广播电视微波站的数字化改造必要性
1.1始建的模拟微波设备已经陈旧，技术落后，传输能力有限，而且模拟微波设备大部分已停产，备品备件无法配置，系统很难进行正常的维护和检修， 无法满足安全播出的需求。
1.2随着我省广播电视事业的发展，节目数量不断增加，而模拟微波系统通道少，容量小，无法满足现阶段广播电视大容量、高质量的传输要求。
1.3模拟微波频率资源十分宝贵，如再不改造利用，有可能该频率资源将不在分配给广电部门使用，我们将会永远失去长途微波传输这个重要的战略资源和技术保障手段。微波的数字化改造已成为广电技术发展的当务之急。
2.微波数字设备功能特点及数字化改造
2.1 45MB PDH数字微波通信设备
采用最新集成电路及FPGA技术，推出的SMART-2000型45MB PDH数字微波传输系统。该系统是专为广播电视传输系统数字化改造而研制的集电视、广播、语音、数据等综合业务数字微波传输的设备。主要由微波发信机、QPSK调制解调器，45MB复分接器，勤务、监控及电源等部分组成，该系统综合了广播电视传输的高效率及电信数字传输的灵活性，能同时传输7路数字电视信号和30路2Mbps的接口语音。该设备技术先进，组网灵活，安装、维护方便，传输容量大，为今后传输更多业务提供了一个良好的平台。
2.2 SMART-2000型信道机挂箱
SMART-2000型信道机挂箱共包括六个插件部分。即收信插件、发信插件、调制解调插件、电源插件、监控插件和1+1切换插件。它们都装在公共单元内，称为信道挂箱。在一个挂箱内有两套信道机和一个监控插件。在终端站两套信道机为一主一备，当一路信道机有故障时，可自动切换到另一路信道机工作；在中继站两套信道机分别对上下两个方向。信道机的微波口和中频口都在挂箱的前面，而各种数据接口都在挂箱后面的母板上，这些数据包括调制的45M输入，解调的两路45M输出、公务信道的输入输出和两路RS232数据的输入输出（其中第2路为监控信道）。另外，母板上还内置了一个45M二分配器供1+1切换系统使用。
2.2.1信道机插件
收、发均采用70MHz中频接口，其工作原理如下：
发信端将70MHz已调中频信号与本振信号进行变频，变换成微波信号，经三腔滤波器滤除无用信号，送给功率放大器输入端，并放大到规定电平，经合路器由天线发送出去。
收端将收到的微弱微波信号经分路器分路后送入低噪声放大器放大，放大后的信号与本振信号混频，混频到70MHz中频；又经三腔滤波器滤除镜像信号，70MHz中频信号经时延均衡器进行时延均衡，均衡后的中频信号送给AGC中频放大器进行放大，经AGC自动电平控制，使最后输出电平保持恒定0dBm，然后送给解调器解调。
2.2.2调制解调器插件
调制解调器主要的任务是将编码压缩的广播电视节目信号调制到70MHz中频频带上，然后再将中频信号调制到微波上去，45Mbps调制器采用QPSK调制方式，将45MBbps的数字信号进行整形、单双变换、差分编码并调制到70MHz的中频上。
解调器采用相干解调方式，即是利用两个相互正交的参考相位载波进行相干检测（即同步解调），并经过差分译码、双单变换输出45MBbps数据信号。采用QPSK相位调制方式，系统抗噪性能良好，频谱利用率较高，设备构成简单。
2.2.3 1+1切换插件
为提高微波信道的传输可靠性而配置，将各种输入数据分配给主、备调制机；同时将主、备解调机的输出数据（44.736Mbps数据、公务信号、两路RS232数据），择优选取，切换输出。切换依据为信道机的工作状态和误码率等，切换方式为直接切换，切换时间小于5s。切换机也提供两路45Mbps数据输出。
2.2.4信道电源插件
信道电源为-48V输入，向信道机提供+5V、+12V和-12V电源。
2.2.5监控机插件
每台监控机最多可管理两个收信机、两个发信机、两个调制解调机和两个分复接器（分接器）的告警监控数据，并将监控信息整理打包成R232数据，通过监控信道和数据交换机与中央（太原站）监控计算机通信。作为端站，我们不使用数据交换机，所以监控机插件的RS232数据接口通过网络线（交叉线）直接连到调制解调插件的辅助数据2接口上。
2.3分复接器
分复接器将复接、分接两个部分做成一体，完成45Mbps数据到21个2M数据的复接、分接功能，并提供一个监控口，。该设备将国际上使用的DS3数据接口转换成国内通用的E1数据接口，方便我们使用2M口上各种成熟的终端设备，是实现数字化传输与改造的关键设备。
2.4公务机
具有话路终端和公务信号中继（分支）两个功能。其公务信号与各调制解调机或切换机相连，在1+0的链路中用二十芯排线连接信道挂箱的SC I/O端口，在1+1的链路中用四芯电话线连接切换机的EOW端口。每台公务机最多可汇接四个方向的公务信号山西省各站的公务机都是一样的，可以互换，但电话号码（选呼地址码）是唯一的，是按统一规定而设置的。
2.5广播电视终端设备
广播电视终端设备是指E1数据以下的数字终端，即广播编码器、广播解码器、电视编码器、电视解码器以及适配器等。
2.5.1编码器
编码器采用的是EN2200数字编码器，该编码器可同时对模拟及数字音视频信号进行数字压缩处理，ASI和G.703接口输出TS码流。ASI接口输出码速率为1.5 Mbps--105Mbps（±10ppm）任意可调，符合DVB标准。RS-232接口，可与计算机串口相连，完成编码器参数配置，工作状态提取，远程状态提取，远程网路管理，数据传送等功能。
2.5.2解码器与适配器
分别是以色列Scopus公司生产的IRD-2900型解码器和北京环网科技公司生产的TLK1000型适配器。该解码器能接受符合G.703标准的MPEG-2/DVB传输流。具有符合DVB标准的信道解码纠错能力。在输入ASI接口输入TS流，在输出端有复合视频、S端子，音频输出2路模拟立体声平衡输出，数据输出接口，使解码器可进行软件升级或数据加载。TLK1000是一款MPEG 4:2:0模式适配器，它基于MPE-2及DVB标准，支持PAL、NTSC视频制式，具有4路E1TS流输入接口和2路ASI码流接口输出。
2.6系统电源
数字微波设备系统使用的是POWEC高频谐振式电源，该电源系统由控制模块、告警模块或告警接口版、整流模块、配电模块、子机架和机架组合而成的智能化谐振式高频开关电源。
系统的工作原理是整流模块把交流输入变成直流输出，然后送到由汇流排并联的直流配电模块和电池熔丝模块，经配电模块内部分路开关或熔丝输出，向负载供电，同时亦对电池充电。当市电中断时，由电池向负载供电。控制模块通过RS485与告警模块及整流模块通讯。而数据测量、采集则由告警模块负责，其对象包括市电、直流配电模块、电池熔丝模块和电池等。系统工作时，控制模块监视系统的各种状态，调整其参数，自动执行预定的各项任务，系统异常时发出告警信号，经由告警模块输出并显示在控制模块上。
3.结束语
总之，广播电视微波站的数字化改造是一个复杂的过程，只有熟悉微波数字设备功能及特点，掌握微波站的数字化改造方法，才能实现最大的经济效益和社会效益。