趙紅艷 吉林人民廣播電臺

衛(wèi)星地球站數(shù)字調(diào)制器特性分析與應(yīng)用舉例

趙紅艷 吉林人民廣播電臺

本文對衛(wèi)星地球站常用幾種品牌數(shù)字調(diào)制器之間的特性差別進行了闡述，并對型號為M6100的調(diào)制器及其型號為AZ212切換開關(guān)的應(yīng)用事項進行了分析。

衛(wèi)星地球站 調(diào)制器 切換開磁 配置 應(yīng)用

衛(wèi)星地球站應(yīng)用的數(shù)字調(diào)制器，其主要功能是將信號源編碼器輸出的數(shù)字信號進行調(diào)制、加擾等數(shù)字處理，最終形成中頻載波信號。

衛(wèi)星地球站及衛(wèi)星車應(yīng)用的調(diào)制器產(chǎn)品主要有以下供應(yīng)商及型號：美國康訊公司（RADYNE公司）的DM240XR、美國天堂數(shù)據(jù)有限公司（PARADISE DATACOM公司）的PD80 Vision、美國Comtech通信公司的CDM710 、比利時 Newtec 公司的M6100等。近年來，伴隨衛(wèi)星通信事業(yè)的不斷發(fā)展，衛(wèi)星通信產(chǎn)品的性能得到不斷提高，調(diào)制器生產(chǎn)商不僅僅局限于其有限的主要功能，更是從用戶需求方面考慮開發(fā)了諸多附加功能。其中一直專著于 DVB 調(diào)制器的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品生產(chǎn)的比利時 Newtec 公司 DVB 調(diào)制器，以其卓越的產(chǎn)品技術(shù)性能和貼近用戶需求的功能設(shè)計一直受到各方用戶的好評，并贏得了巨大的市場份額，國家廣電總局無線局、國內(nèi)各省廣電衛(wèi)星地球站及衛(wèi)星車等相繼使用該產(chǎn)品。

本文就幾種常見調(diào)制器的性能參數(shù)做以比較分析，并對當(dāng)今較為流行的Newtec 調(diào)制器M6100 產(chǎn)品的參數(shù)配置和使用中的事項做以闡述，以便對其性能了解有助于最大化地應(yīng)用。

一、幾大國外調(diào)制器產(chǎn)品之間性能的主要區(qū)別

1、輸出電平的動態(tài)范圍不同。最大可以達(dá)到+10dBm，最小可以達(dá)到－30dBm。一般地，衛(wèi)星通信上行系統(tǒng)用的調(diào)制器輸出電平的動態(tài)范圍只要在0dBm至－25dBm之間就可以滿足鏈路電平的搭配。

2、輸入信號端口類型不同。通用的輸入端口為ASI 、BNC (F) －75 歐姆（同軸）。早期的產(chǎn)品只具有一路ASI端口，而今的產(chǎn)品除了可以做到具有兩路ASI端口、兩路端口可輸入不同的ASI碼流并實現(xiàn)自動切換，還增加了IP信號輸入端口。因為隨著TS分組以IP格式封裝技術(shù)的普遍應(yīng)用，所以調(diào)制器產(chǎn)品又增設(shè)了TS OVER IP輸入的以太網(wǎng)端口。

3、增加輸出監(jiān)測端口。一般地，調(diào)制器的輸出中頻頻率為50－180MHz可調(diào)(10Hz步進)， BNC （F）－75歐姆。對其輸出射頻信號的監(jiān)測，需在上行系統(tǒng)的鏈路中串入功率分配器，將分配器其中一路的輸出接塊上變頻設(shè)備，使中頻信號變成L 波段信號進行監(jiān)測。此種方式實現(xiàn)監(jiān)測，除了增加設(shè)備和連線較為繁瑣外，還會因功率分配器所接負(fù)載的增減引起上行射頻系統(tǒng)電平的變化，不利于播出系統(tǒng)的穩(wěn)定播出。

產(chǎn)品中內(nèi)置塊上變頻器，直接附加輸出L波段(950 MHz-2150 MHz)信號，用戶可方便地實現(xiàn)監(jiān)測功能。L波段監(jiān)測輸出接口多采用 SMA (F)－50 歐姆，塊上變頻器的本振頻率為1GHz左右。

4、速率自適應(yīng)功能。一般來說，調(diào)制器一旦設(shè)置好輸出波特率，就必須嚴(yán)格要求調(diào)制器的輸入的速率，方可實現(xiàn)兩者相適應(yīng)匹配。有了速率自適應(yīng)功能，解決了輸入速率變動導(dǎo)致無法實現(xiàn)調(diào)制輸出的問題。

5、輸出波特率的范圍不同。一般地，調(diào)制器可配置的波特率范圍從10K左右到幾十M左右，波特率的上限越高，設(shè)備價格就越昂貴，用戶可根據(jù)自身需求選擇適當(dāng)?shù)牟ㄌ芈实姆秶Ｓ行┰O(shè)備設(shè)置了許可密鑰，用戶只需在未來業(yè)務(wù)拓展時向設(shè)備供應(yīng)商取得授權(quán)即可擴展輸出波特率的范圍。

6、支持的調(diào)制體系種類不同，主要有：

DVB－S ： QPSK

DVB－DSNG ： 8PSK、16QAM

DVB－S2 ： 8PSK、16APSK、32APSK

用戶可在配置菜單中選擇合適自身傳輸?shù)男枨笳{(diào)制體系，或向設(shè)備供應(yīng)商取得所需的授權(quán)即可，雖然調(diào)制器支持的調(diào)制體系可以做到多種類，但最終用戶一般只采用一種工作方式不會改變。

7、增加內(nèi)置的TS碼流分析工具。該功能對用戶來說非常貼心，雖不是調(diào)制器的標(biāo)配，但內(nèi)置TS碼流分析工具可以對輸入TS碼流按照TR101-290標(biāo)準(zhǔn)進行第一級和第二級的檢查和分析，有助于分析判斷和查找碼流錯誤原因。

8、產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)的差異。調(diào)制器的技術(shù)指標(biāo)主要有回波損耗、雜散等。其中雜散信號主要反映了地球站上行系統(tǒng)中與載波無關(guān)的噪聲和與載波有關(guān)的寄生信號，廣播電視衛(wèi)星地球站對雜散指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)要求相當(dāng)嚴(yán)格，而調(diào)制器是上行射頻鏈路的第一級，它的技術(shù)指標(biāo)是影響整個上行射頻系統(tǒng)指標(biāo)的關(guān)鍵因素之一。整個射頻上行鏈路的雜散指標(biāo)要求為：帶內(nèi)≤－55dBc，帶外≤－65 dBc。某些品牌的調(diào)制器雜散指標(biāo)不高，只能滿足產(chǎn)品出廠指標(biāo)和國際衛(wèi)星組織INTELSAT根據(jù)CCIR帶外輻射限制的指標(biāo)，低于《衛(wèi)星廣播電視地球站技術(shù)驗收規(guī)范》中對帶內(nèi)、帶外雜散指標(biāo)的要求。以Newtec 的M6100調(diào)制器為例，其雜散指標(biāo)可以做到：

帶內(nèi) 優(yōu)于－65 dBc/4kHz @ +5 dBm ＞ 256kBaud

帶外 優(yōu)于－ 65 dBc/4kHz @ +5 dBm ＞ 256kBaud

而有的品牌調(diào)制器，其技術(shù)性能參數(shù)中提到只是優(yōu)于－55dBc，用戶在選購時需注意。

9、調(diào)制器的升級內(nèi)容發(fā)生了改變。調(diào)制器產(chǎn)品的升級，主要是對軟件方面存在的BUG等進行修復(fù)。而今，有些調(diào)制器產(chǎn)品還賦予了升級另一層面的意義，即：用戶只需向設(shè)備供應(yīng)商付費授權(quán)，硬件勿需改動，即可開通諸多已內(nèi)置的功能選件、增加范圍，如調(diào)制體系、編碼方式、最大調(diào)制符號率等等，不需更換設(shè)備即可滿足未來高清上星、DSNG、IP數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)拓展的需求。

二、調(diào)制器的應(yīng)用舉例

調(diào)制器的基本參數(shù)如前向糾錯、符號率、輸出頻率、輸出功率等的設(shè)置在此就不做陳述?，F(xiàn)就調(diào)制器M6100及其配套切換開關(guān)AZ212應(yīng)用方面的若干事項做以說明。

1、調(diào)制器M6100參數(shù)的配置

1.1 、TS碼率是否進行自動適配 — ON。該產(chǎn)品可以將輸入信號TS碼流中的空包過濾掉，再插入新的空包以適應(yīng)與輸入相比更高或低的速率以適應(yīng)調(diào)制后碼流的碼率。運用此功能，可方便地實現(xiàn)在調(diào)制符號率與輸入的比特率在不適配的情況下仍能正常、穩(wěn)定地傳輸運行。

1.2 、調(diào)制器的接口出現(xiàn)告警時，是否進行切換 —ON。當(dāng)在線工作的調(diào)制器輸入信號出現(xiàn)錯誤時，就切換到冗余備份調(diào)制器，只要冗余備份調(diào)制器輸入的信號正常，即可保證傳輸質(zhì)量。該功能保障了衛(wèi)星電視節(jié)目的安全播出，值得用戶為該款產(chǎn)品點贊。

1.3 、配置參數(shù)修改后要確認(rèn)。在IE頁面，進入調(diào)制器專家模式進行修訂參數(shù)配置后，“cfg saved(config saved)” 顯示紅燈，若在此狀態(tài)下調(diào)制器斷電后再開啟，所做參數(shù)的修訂不會生效，只有“save”替代里面的初始化配置“initialconfig”方可存貯記憶，因為開機引導(dǎo)會進入“initialconfig”，方可實現(xiàn)新配置參數(shù)的更新。

2、運用內(nèi)置MPEG傳輸流分析儀進行監(jiān)測

用戶可以使用IE界面訪問調(diào)制器，通過內(nèi)置的TS分析軟件實現(xiàn)碼流的告警監(jiān)測分析，PCR抖動測量等。

從像控點的布設(shè)方案可以看出，方案一與方案二的區(qū)別在于，方案一在測區(qū)周邊未進行像控點加密，方案二在測區(qū)周邊做了像控點加密，兩種方案在測區(qū)內(nèi)的布設(shè)方法是相同的。在測區(qū)周邊均進行加密布點的情況下，設(shè)計了方案三、方案四，這兩種方案與方案二的區(qū)別在于，在方案二的基礎(chǔ)上，兩個方案在測區(qū)內(nèi)，旁向方向的像控點間隔航線數(shù)在增加。

調(diào)制器內(nèi)置MPEG傳送流分析儀基于TR101- 290標(biāo)準(zhǔn)，選取監(jiān)測第一級和第二級的重要參數(shù)，能夠連續(xù)監(jiān)視并檢測比特率、抖動、常規(guī)和虛假包的標(biāo)識符。監(jiān)測分析的參數(shù)第一級共四種錯誤，分別是同步丟失錯誤、同步字節(jié)錯誤、PAT錯誤、連續(xù)計數(shù)錯誤。第二級共三種錯誤，分別是傳輸錯誤、PCR間隔錯誤、PCR抖動錯誤。

3、調(diào)制器M6100的切換開關(guān)AZ212

AZ212切換開關(guān)可以實現(xiàn)在線和旁路的調(diào)制器之間切換時間為毫秒級，經(jīng)實踐證實，調(diào)制器切換可實現(xiàn)對主觀監(jiān)測畫面無影響。

3.1 、切換開關(guān)AZ212切換的條件

調(diào)制器切換的條件有兩種：一是調(diào)制器本身故障，二是調(diào)制器接口告警。滿足切換條件后是否進行切換可進行設(shè)置。

調(diào)制器設(shè)備檢測自身故障的告警主要有以下幾點：溫度、供電、引導(dǎo)配置失敗、前面板檢測失敗等。

調(diào)制器設(shè)備檢測到接口告警信息主要有；TS over IP沒有數(shù)據(jù)輸入、TS over IP緩存器上下溢出、TS over IP RTP 不同步、TS over IP比特率無效、ASI 無輸入信號、ASI 錯誤的傳輸流比特率、ASI輸入無數(shù)據(jù)、ASI輸入緩沖器溢出、調(diào)制器無輸入幀同步、調(diào)制器緩沖器溢出、調(diào)制器合成器無輸出、參考時鐘無、參考時鐘沒鎖定等。

切換開關(guān)后面板接口連接示意圖如下：

正常（常閉）狀態(tài)下，A、C聯(lián)通以及B、D聯(lián)通（圖中左）；切換到備份（常開）狀態(tài)下，A、D聯(lián)通以及C、B聯(lián)通（圖中右）。

切換開關(guān)可以實現(xiàn)以A、B、C、D任意端口為切換開關(guān)的輸出。例如：主用調(diào)制器接A，備用調(diào)制器接B，C為切換開關(guān)的輸出。

3.3 、切換的模式

切換模式除了可實現(xiàn)手動切換、自動切換外，還可設(shè)置為主動模式或被動模式來滿足撥通切換需求。