無論是在有線、地面站還是傳送站,可靠的信號傳輸和分配是設備保持穩(wěn)定運行的基礎。從衛(wèi)星天線的信號接收,到設備內(nèi)的處理和分配,再到最終分配,必須正確設計和管理信號質(zhì)量可用性。冗余在保證最大可靠性和正常運行時間方面起著關(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施接收來自電視節(jié)目網(wǎng)絡的衛(wèi)星信號。根據(jù)頻率、衛(wèi)星位置和服務要求,它們的直徑可以從1米到30米不等。
信號在衛(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?,電視信號通常以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)在全世界越來越多的信號在Ka波段(20/30GHz)廣播。接收到的電磁波的電場方向稱為極化,垂直極化和水平極化相互垂直。
分配由天線饋送執(zhí)行,天線饋送將信號饋送至低噪聲下變頻器(LNB)。LNB對從衛(wèi)星接收到的微弱信號進行頻率轉(zhuǎn)換,并將其放大,以便通過電纜傳輸?shù)酵ǔEc其他電子網(wǎng)絡單元配套使用的室內(nèi)接收和解碼設備。
從太空中的衛(wèi)星接收(或下行鏈路)的高頻輸入信號通常由LNB下變頻到L波段(950-2150MHz)或擴展L波段(850-2450MHz)頻率范圍,并通過電纜(如同軸銅纜)進行傳輸。特殊形狀的天線能夠安裝多個LNB,以同時接收多個不同位置的衛(wèi)星信號。
可以使用直接安裝在天線上或下游信號路徑中的防雷裝置,以保護下行鏈路鏈中的設備免受過壓損壞。
傳輸?shù)浇邮赵O備
下一步是將下變頻信號從LNB傳輸?shù)郊?a target="_blank">接收器/解碼器(或IRD),后者將信號處理并解碼到基帶,該鏈路有時稱為設施間鏈接或IFL。同軸電纜上的LNB電傳輸通常會導致衰減損耗,尤其是在較長的傳輸路徑上,放大器通常用以補償損耗,否則信號電平和信噪比(SNR)可能會過低而無法確保信號質(zhì)量。
對于從LNB到IRD的傳輸路徑小于100米的天線和系統(tǒng),通過同軸電纜的傳輸帶來的損耗很小,并且出于成本原因該損耗通常是可以接受的。對于更長的布線距離或具有多個天線的系統(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。
一般而言,光纖傳輸?shù)膬?yōu)勢包括:
- 顯著更高的帶寬容量
- 低損耗,傳輸距離遠
- 抗電磁干擾(EMI)能力強,且保密性好
- 光纖輕便,部署靈活
LNB輸出信號到光纖的轉(zhuǎn)換通常在專用設備中進行,這些專用設備位于靠近天線的機架中。通常使用緊湊型設備,如虹科DEV-7152室外機架,也可以直接安裝在衛(wèi)星天線桿上。除了光電轉(zhuǎn)換之外,這些設備還可以為到IRD(接收器)的鏈路提供冗余功能,并用于設置重要參數(shù),以用于下行鏈路信號的持續(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)信號依舊能夠正常傳輸,需要對路徑進行冗余設計。如果出現(xiàn)故障,備用設備可以接管故障部分繼續(xù)進行信號傳輸。為每個傳輸部件配備一個冗余單元(1+1冗余)將導致成本增加。由于只有在主路徑發(fā)生故障的罕見情況下才需要備份設備,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”個主單元可以共享同一個冗余單元。
天線場也可以通過這種方式防止故障的發(fā)生,備用天線可用于恢復設施中1至N個固定天線的故障,可以使用通常安裝在天線架上的冗余開關(guān)來完成。如果冗余開關(guān)檢測到來自其中一個固定天線的信號故障,ACU將控制備用(冗余)天線指向故障天線對應位置的衛(wèi)星,以代替故障天線。

對于沒有能夠自動執(zhí)行切換的管理系統(tǒng)或不需要進行集成的運營商,虹科DEV 1993天線冗余開關(guān)可以監(jiān)控和切換連接天線的信號,以及在天線故障的情況下完全接管ACU的控制,它創(chuàng)建了一個封閉的自動化系統(tǒng),無需外部管理系統(tǒng)即可實現(xiàn)天線冗余。
站點分集
故障有時候不僅僅是由技術(shù)問題引起的,惡劣天氣也可能會影響整個天線場,這是由于降雨和大氣濕度造成了衛(wèi)星信號衰減,從而更嚴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“站點分集”的概念,以最大限度地保障正常運行時間并減小天氣影響。通過這種方法,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備,利用光纖射頻(RFoF)連接兩個站點。
為了節(jié)約成本,通常使用CWDM(粗波分復用)和DWDM(密集波分復用),高效地組合信號并將其從天線分集站點傳輸?shù)街髡军c。對于CWDM或DWDM,使用不同的波長,在一根光纖上最多可以傳輸16或80種不同的信號,在光纖射頻接收位置,解復用器將多路復用分回各個信道和路徑。天線源之間的切換也可以由1+1冗余開關(guān)來管理。

虹科DEV系列產(chǎn)品用于RF信號分配,切換和放大功能,在單個機箱中提供獨特的解決方案。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,將信號轉(zhuǎn)換和信號分配結(jié)合在同一個設備中,顯著節(jié)省了空間和功耗。
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