摘要：随着4K超高清地面数字电视业务的开发和传输需求的增加，传统微波通信技术已经难以完全满足相关业务处理以及大容量电视节目传输的需要。在此情况下，有必要推动实施以IP微波为载体的数字地面电视传输技术升级，以保证电视信号传输的时效性和质量。对此，在概括介绍IP微波技术和数字地面电视的基础上，就IP微波在数字地面电视传输中的运用策略以及运用过程中需要注意的问题进行梳理分析，为IP微波的科学运用提供相关内容参考。

关键词：IP微波；数字地面电视；电视信号传输

0  引言

IP化改造，是近年来我国数字地面电视技术升级的重点目标^[1]。国家广播电视总局印发的《广播电视和网络视听“十四五”发展规划》提到，加快全国有线电视网络互联互通平台和广电网络资源大数据平台建设，提升全国一网的综合业务承载能力和宽带网络能力，加快完成骨干网络云华、光纤化、IP化改造。这说明，IP化改造将是“十四五”时期我国数字地面电视发展的重要任务之一。就电视信号传输而言，IP微波是实现信号IP化传输的关键技术。故而，近年来关于IP微波在数字地面电视传输中的运用成为行业领域研究的热点内容。

1  IP微波技术与数字地面电视概述

1.1  IP微波技术的概念

IP微波技术，又称为互联网络协议微波技术（Internet Protocol Microwave Technology，IPMT），是在SDH信号传输技术的基础上发展出来的传输技术^[2]。从原理上看，IP微波技术是在IP协议的基础上，实现对不同种类帧型的IP协议进行的格式转化，最终实现信息的定向传递。基于IP微波技术基础开发的传输系统，通常由室内模块、室外模块、接收天线及中频缆线4部分组成。其中，室内模块主要放置在室内，室外模块既可以安放在室内，也可以放置于室外；中频缆线主要负责连接两个板块的信号，刚开始传输的信号也需要经过中频缆线传送至接收天线^[3]。

IP数字微波技术具有大带宽、高兼容性及强可靠性的特点。其中，大带宽是指IP数字微波技术具有自适应调制功能，能够在QPSK、16QAM、32QAM、64QAM、128QAM、256QAM等多种模式中进行自适应的调制；高兼容性是指IP微波技术拥有较高的集成度，能够为通过E1、FE/GE等不同接口间的信号传输提供支持；强可靠性是指IP微波技术采用多种链路保护机制，可以对主控单元、交叉单元、电源等进行充分的保护，同时也可以对网络实施保护，进而保证与光纤信号网络的有效连接^[4]。

1.2  数字地面电视的概念

作为一种电视技术，数字地面电视是通过接收由电视信号发射塔发射的地面信号来实现节目信号转换和播放的技术方法。在实际的应用中，数字地面电视对硬件的配置标准要求比较高，用户只有配置具有地面信号接收端口的电视设备，才能够接收电视节目信号并观看电视节目内容。这种方式有别于传统模拟电视通过专门配置的机顶盒来实现信号接收和转化的模式。相较于传统模拟电视而言，数字地面电视具有三方面的特点。

（1）低通量。数字地面电视信号的传输是以数字化的数据信息作为媒介实现的，这使得单位时间内传输的数据量得到了提升。相关试验表明，目前数字地面电视的传输速率可以达到24 Mb·s^-1[5]。

（2）覆盖范围广。数字地面电视具有高水平的频率划分能力，这使得其可以根据不同的情况进行灵活的频率划分，从而保证信号的覆盖范围。目前的数字电视技术具备组建在16km至36km覆盖区域的单一频道网络划分和覆盖能力^[6]。

（3）运行模式多样化。数字地面电视具有包括HDTV、SDTV等多种类型的运行模式，其信号的传输速率可以达到5.39～32.50 Mb·s^-1，这使得其可以在多种运行模式中进行任意的配置^[7]。并且，数字地面电视的信号保护隔断可以在55.6 ms或者125.0 ms，这也使得信号的传输安全性得到了保证。

2  IP微波在数字地面电视传输中的具体运用

目前，IP微波在数字地面电视传输中的运用多体现在对传统数字电视传输系统进行的IP化改造。换而言之，IP微波是在较为成熟、完备的数字地面电视传输中的应用，是对原有的传输技术和装置进行的替换与优化。下面主要结合数字地面电视传输的IP化改造流程和操作进行介绍。

2.1  配置相关硬件设备

硬件是IP微波技术应用的载体^[8]。在对原有的数字地面电视传输设备和技术进行IP化改造过程中，要通过配置性能更强的硬件设备来为IP微波技术的应用创造良好的硬件机制。在数字地面电视传输系统中，硬件设备主要承担的是数字微波信号的发射、调试、天线调整等，是IP微波技术应用的基本保证。对数字地面电视传输系统中硬件设备的配置，要遵循灵活处理的原则。对于系统中已有的设备，要根据其是否能够满足IP微波运用需要而进行相应的改造处理，即如果设备能够满足IP微波传输的需要，就继续保留该硬件设备；如果设备难以满足IP微波传输的需要，则可以在设备上适当增加接口盘，使其能够满足IP微波传输的需要。同样，对于部分系统中使用的编制码器在保证数字微波信号压缩和传输方面的能力欠佳的情况，可以在原有的编码器中增加H.264编码功能，为数字微波信号在互联网中传输的转换提供支持。当然，对于那些改造价值不太大的硬件设备，则要进行果断的替换，以保证改造后的数字地面电视硬件设备组合能够满足IP微波传输的需要。

2.2  优化系统拓扑结构

拓扑结构是IP微波在数字地面电视传输系统中顺利运用的框架基础。只有保证拓扑结构的合理，才能够确保IP微波的良好运用^[9]。总体来说，数字地面电视传输系统中的拓扑结构优化主要包括微波设备—MSTP设备和MSTP设备—STM-A信号两部分。其中，微波设备—MSTP设备是微波传输信号通过发射、传输和处理以后，输出至MSTP设备的过程，其优化主要是在系统中增设IP电视解码器，使信号转化为数字信号，并最终被转化为视频或者音频信号，达到信号传输的需要。MSTP设备—STM-A信号则是将接收到的数字信号再次转化为IP信号，最后输出给微波设备，由微波设备直接将IP信号发射出去。在这个过程中，系统中MSTP设备的网络设备会被激活，对即将发射的IP信号进行格式方面的检查，确保所有的音频、视频信号正常。

2.3  增强网络管理系统功能

网络管理系统是在互联网技术的支持下开发的用于管理微波信号传输的自动化、智能化工具，其主要承担对IP微波传输过程的实时、动态监控，并在发现传输过程中存在的问题后进行相应的传输管理优化，确保数字地面电视传输工作的高效、安全开展。增强网络管理系统功能，除了按照微波传输的需要进行功能模块和算法路径的优化以外，还要对系统中的数字微波设备、传输通道、信号强度等设备和资源运行状况进行监测和管理，确保当系统运行异常时能够及时地报警，并提示异常情况，提高对信号传输问题检查和解决的效率与效果。

3  IP微波运用时需要注意的问题

由于IP微波是在对数字地面电视系统进行IP化改造过程中运用的技术方法，其在传输方面的运用效果受技术应用方式的影响。因此，在掌握上述具体运用策略的同时，还要对技术应用过程中可能出现的问题进行足够的关注和必要的防范。具体来说，在IP化改造中，应当重点关注以下两方面的问题。

3.1  保证微波带宽资源利用效率

带宽资源利用效率，直接影响数字信号传输的效率，进而影响整体信号传输的效果。因此，在IP微波应用中，相关主体要重视有限带宽资源的利用，确保IP微波的运用有足够的带宽资源作为支持。在这方面，可以在系统中开辟专门的数字微波传输通道，这样就可以保证IP微波应用过程中不会出现信号传输过多占用带宽资源的情况^[10]。同时，也可以借助IP微波技术搭建一对多的信号传输关系网络，弥补原有的一对一的信号传输方式弊端，使信号传输变得更加灵活、多样，保证传输通道资源利用的效率。

3.2  灵活选择设备类型

目前，IP微波在数字地面电视传输中的运用方式主要有“室内+室外”和单纯的室外两种，不同方式对应的设备类型存在明显的差异。其中，“室内+室外”方式的接口类型有GE光口、FE光口、STM-1光口、E1接口以及FE电口等，并且这些接口的数量比较多，室内与室外间采用中频电缆连接并传送信号和馈电。单纯的室外方式的接口类型一般只有GE光口、STM-1光口，且数量上相对比较少，如果需要传送诸如E1等业务，则要借助室内的外接设施来实现。两种方式的性能差异决定了相关主体在IP微波技术运用过程中，要根据需求灵活选择相应的方式，并根据方式选择相应的设备类型，以确保技术运用的有效性。

4  结语

IP微波作为IP化改造重点选择和使用的技术类型，其在数字地面电视传输方面有明显的运用价值。目前，相关主体在IP化改造实践中，已经开始尝试通过配置相关硬件设备、优化系统拓扑结构、增强网络管理系统功能等方法来推动IP微波的运用。考虑到IP化改造面临的复杂性，在实际的IP微波运用中，相关主体要注意保证微波带宽资源利用效率和灵活选择设备类型，以确保技术在数字地面传输中运用的效果。

参考文献：

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[10]李健，饶辉.数字IP微波传输广播电视信号设计方案[J].数字通信世界，2021（8）：75-76.

作者简介：刘耀昱（1969—），男，本科，高级工程师，研究方向为广播电视技术。