大型設(shè)施中衛(wèi)星信號(hào)的傳輸和分配

無(wú)論是在有線、地面站還是傳送站，可靠的信號(hào)傳輸和分配是設(shè)備保持穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。從衛(wèi)星天線的信號(hào)接收，到設(shè)備內(nèi)的處理和分配，再到最終分配，必須正確設(shè)計(jì)和管理信號(hào)質(zhì)量可用性。冗余在保證最大可靠性和正常運(yùn)行時(shí)間方面起著關(guān)鍵作用。

衛(wèi)星接收

衛(wèi)星地面站天線通常被稱為衛(wèi)星“天線”，用于從有線前端和其他設(shè)施接收來(lái)自電視節(jié)目網(wǎng)絡(luò)的衛(wèi)星信號(hào)。根據(jù)頻率、衛(wèi)星位置和服務(wù)要求，它們的直徑可以從1米到30米不等。

信號(hào)在衛(wèi)星和地面天線之間以不同的頻率和極化從太空傳輸?shù)降厍?，電視信?hào)通常以Ku(10-18GHz)或C波段(3-6GHz)或者組合發(fā)送，具體取決于環(huán)境，而現(xiàn)在全世界越來(lái)越多的信號(hào)在Ka波段(20/30GHz)廣播。接收到的電磁波的電場(chǎng)方向稱為極化，垂直極化和水平極化相互垂直。

分配由天線饋送執(zhí)行，天線饋送將信號(hào)饋送至低噪聲下變頻器(LNB)。LNB對(duì)從衛(wèi)星接收到的微弱信號(hào)進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換，并將其放大，以便通過(guò)電纜傳輸?shù)酵ǔＥc其他電子網(wǎng)絡(luò)單元配套使用的室內(nèi)接收和解碼設(shè)備。

從太空中的衛(wèi)星接收(或下行鏈路)的高頻輸入信號(hào)通常由LNB下變頻到L波段(950-2150MHz)或擴(kuò)展L波段(850-2450MHz)頻率范圍，并通過(guò)電纜(如同軸銅纜)進(jìn)行傳輸。特殊形狀的天線能夠安裝多個(gè)LNB，以同時(shí)接收多個(gè)不同位置的衛(wèi)星信號(hào)。

可以使用直接安裝在天線上或下游信號(hào)路徑中的防雷裝置，以保護(hù)下行鏈路鏈中的設(shè)備免受過(guò)壓損壞。

傳輸?shù)浇邮赵O(shè)備

下一步是將下變頻信號(hào)從LNB傳輸?shù)郊?a target="_blank">接收器/解碼器(或IRD)，后者將信號(hào)處理并解碼到基帶，該鏈路有時(shí)稱為設(shè)施間鏈接或IFL。同軸電纜上的LNB電傳輸通常會(huì)導(dǎo)致衰減損耗，尤其是在較長(zhǎng)的傳輸路徑上，放大器通常用以補(bǔ)償損耗，否則信號(hào)電平和信噪比(SNR)可能會(huì)過(guò)低而無(wú)法確保信號(hào)質(zhì)量。

對(duì)于從LNB到IRD的傳輸路徑小于100米的天線和系統(tǒng)，通過(guò)同軸電纜的傳輸帶來(lái)的損耗很小，并且出于成本原因該損耗通常是可以接受的。對(duì)于更長(zhǎng)的布線距離或具有多個(gè)天線的系統(tǒng)，同軸電纜上的線路損耗更大，在這種情況下，光纖射頻傳輸更有優(yōu)勢(shì)。

一般而言，光纖傳輸?shù)膬?yōu)勢(shì)包括：

顯著更高的帶寬容量

低損耗，傳輸距離遠(yuǎn)

抗電磁干擾(EMI)能力強(qiáng)，且保密性好

光纖輕便，部署靈活

LNB輸出信號(hào)到光纖的轉(zhuǎn)換通常在專用設(shè)備中進(jìn)行，這些專用設(shè)備位于靠近天線的機(jī)架中。通常使用緊湊型設(shè)備，如虹科DEV-7152室外機(jī)架，也可以直接安裝在衛(wèi)星天線桿上。除了光電轉(zhuǎn)換之外，這些設(shè)備還可以為到IRD(接收器)的鏈路提供冗余功能，并用于設(shè)置重要參數(shù)，以用于下行鏈路信號(hào)的持續(xù)傳輸。

冗余傳輸和天線

為了確保即使在傳輸鏈的一部分出現(xiàn)故障的情況下，連續(xù)信號(hào)依舊能夠正常傳輸，需要對(duì)路徑進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)。如果出現(xiàn)故障，備用設(shè)備可以接管故障部分繼續(xù)進(jìn)行信號(hào)傳輸。為每個(gè)傳輸部件配備一個(gè)冗余單元(1+1冗余)將導(dǎo)致成本增加。由于只有在主路徑發(fā)生故障的罕見(jiàn)情況下才需要備份設(shè)備，因此更有效的解決方案是N+1冗余，在N+1冗余的情況下，“N”個(gè)主單元可以共享同一個(gè)冗余單元。

天線場(chǎng)也可以通過(guò)這種方式防止故障的發(fā)生，備用天線可用于恢復(fù)設(shè)施中1至N個(gè)固定天線的故障，可以使用通常安裝在天線架上的冗余開(kāi)關(guān)來(lái)完成。如果冗余開(kāi)關(guān)檢測(cè)到來(lái)自其中一個(gè)固定天線的信號(hào)故障，ACU將控制備用(冗余)天線指向故障天線對(duì)應(yīng)位置的衛(wèi)星，以代替故障天線。

對(duì)于沒(méi)有能夠自動(dòng)執(zhí)行切換的管理系統(tǒng)或不需要進(jìn)行集成的運(yùn)營(yíng)商，虹科DEV 1993天線冗余開(kāi)關(guān)可以監(jiān)控和切換連接天線的信號(hào)，以及在天線故障的情況下完全接管ACU的控制，它創(chuàng)建了一個(gè)封閉的自動(dòng)化系統(tǒng)，無(wú)需外部管理系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)天線冗余。

站點(diǎn)分集

故障有時(shí)候不僅僅是由技術(shù)問(wèn)題引起的，惡劣天氣也可能會(huì)影響整個(gè)天線場(chǎng)，這是由于降雨和大氣濕度造成了衛(wèi)星信號(hào)衰減，從而更嚴(yán)重地衰減了較高的衛(wèi)星頻段(Ku波段、Ka波段)。然而，由于造成故障的天氣影響往往只發(fā)生在局部地區(qū)，因此可以采用“站點(diǎn)分集”的概念，以最大限度地保障正常運(yùn)行時(shí)間并減小天氣影響。通過(guò)這種方法，在通常距離至少50到150公里的位置構(gòu)建冗余下行鏈路天線設(shè)備，利用光纖射頻(RFoF)連接兩個(gè)站點(diǎn)。

為了節(jié)約成本，通常使用CWDM(粗波分復(fù)用)和DWDM(密集波分復(fù)用)，高效地組合信號(hào)并將其從天線分集站點(diǎn)傳輸?shù)街髡军c(diǎn)。對(duì)于CWDM或DWDM，使用不同的波長(zhǎng)，在一根光纖上最多可以傳輸16或80種不同的信號(hào)，在光纖射頻接收位置，解復(fù)用器將多路復(fù)用分回各個(gè)信道和路徑。天線源之間的切換也可以由1+1冗余開(kāi)關(guān)來(lái)管理。

虹科DEV系列產(chǎn)品用于RF信號(hào)分配，切換和放大功能，在單個(gè)機(jī)箱中提供獨(dú)特的解決方案。這些產(chǎn)品有不同的尺寸和不同的集成度，與傳統(tǒng)解決方案相比，將信號(hào)轉(zhuǎn)換和信號(hào)分配結(jié)合在同一個(gè)設(shè)備中，顯著節(jié)省了空間和功耗。

審核編輯：湯梓紅