有線電視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究論文

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摘要：本文綜合介紹了北京有線電視網(wǎng)絡(luò)目前實(shí)施的系統(tǒng)組成，特別是光纖同軸電纜混合網(wǎng)絡(luò)-HFC款待接入網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，及雙向傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)方式。

關(guān)鍵詞：線電視網(wǎng)絡(luò)同軸電纜混合網(wǎng)絡(luò)HFC雙向傳輸

l有線電視系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的階段性

中國有線電視開始于二十世紀(jì)七十年代，經(jīng)過二十多年的發(fā)展，從無到有，從小到大。今天，已經(jīng)發(fā)展成為我國廣播電視領(lǐng)域一支新興產(chǎn)業(yè)。中國有線電視技術(shù)從自力更生、白手起家，到引進(jìn)國外先進(jìn)設(shè)備，系統(tǒng)技術(shù)水平發(fā)展很快。從VHF頻段、全頻道共用天線系統(tǒng)到750MHz、860MHz有線電視城域網(wǎng)系統(tǒng)，從同軸電纜傳輸?shù)焦饫|、電纜、MMDS等多種傳輸技術(shù)的混合應(yīng)用，從只傳輸模擬信號到模擬、數(shù)字信號的混合傳輸，從單向廣播網(wǎng)到雙向交互網(wǎng)絡(luò)。同時，先進(jìn)的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、數(shù)字傳輸系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)在有線電視系統(tǒng)中的成功運(yùn)用，中國有線電視技術(shù)的發(fā)展日益接近國際先進(jìn)水平。今天已經(jīng)確立了它在國家信息化結(jié)構(gòu)框架“三網(wǎng)一平臺”的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)地位。有線電視技術(shù)先進(jìn)，有良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，是國家的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目。

我國有線電視的發(fā)展歷程，總體上看，可分為三個階段，即：小型共用天線系統(tǒng)、大型共用天線系統(tǒng)和有線電視系統(tǒng)。

1．1小型共用天線系統(tǒng)階段(1975—1985年)

1、生長的自發(fā)性

2、經(jīng)費(fèi)的自籌性

3、企業(yè)的主動性

4、系統(tǒng)的分散性

5、節(jié)目源的局限性

1．2大型共用天線系統(tǒng)階段(1985—1995年)

1．3有線電視系統(tǒng)階段(1996-現(xiàn)在)

有線電視系統(tǒng)的發(fā)展階段。充分借鑒國際上的先進(jìn)技術(shù)，因地制宜地采用光纖、電纜、MMDS微波等傳輸技術(shù)，在省、市、縣各行政區(qū)域范圍內(nèi)建設(shè)有線電視網(wǎng)。目前．正朝著大容量、數(shù)字化、雙向多功能等方向發(fā)展。

經(jīng)過幾年的網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐，一個以傳輸廣播電視節(jié)目為主的A平臺和一個以傳輸數(shù)據(jù)為主的B平臺已經(jīng)取得成功。既保證了千家萬戶收看高質(zhì)量的廣播電視節(jié)目，又為數(shù)據(jù)通信和各種信息的傳輸提供高速率、大容量、低資費(fèi)、安全可靠的傳輸手段。

目前，我國大多數(shù)省市己開通采用數(shù)字技術(shù)的光纜干線，實(shí)現(xiàn)了全省、全市范圍內(nèi)的聯(lián)網(wǎng)。同時，全國骨干網(wǎng)采用先進(jìn)的數(shù)字傳輸技術(shù)，為開展數(shù)字、數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)提供了優(yōu)質(zhì)的服務(wù)平臺。我國有線電視進(jìn)人了實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、交互式高速多媒體信息網(wǎng)的實(shí)驗(yàn)階段。

2有線電視系統(tǒng)性能指標(biāo)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

2．1基本概念

1、有線電視Cabletelevition(CATV)：用射頻電纜、光纜、多路微波或其組合來傳輸、分配和交換聲音、圖像及數(shù)據(jù)信號的電視系統(tǒng)。

2、付費(fèi)電視Pay-TV：采用加、解擾技術(shù)，用戶需額外付費(fèi)方可收看的電視節(jié)目。

3、雙向有線電視Two-way：具有上、下行傳輸?shù)挠芯€電視系統(tǒng)

4、前端Beadend：在有線電視系統(tǒng)中，用以處理需要傳輸?shù)挠商炀€接收的各種無線信號和自辦節(jié)目信號的設(shè)備。

5、分前端hubheadend：系統(tǒng)輔助前端，通常設(shè)置在服務(wù)區(qū)中心。其向下傳輸模擬和數(shù)字電視信號，同時接收源于服務(wù)區(qū)內(nèi)所有用戶上行傳輸?shù)男盘枴?/p>

6、干線系統(tǒng)Trunkfeedersystem：在有線電視廣播系統(tǒng)中，用于各類前端之間或前端與各分配點(diǎn)或各光節(jié)點(diǎn)之間傳輸信號的鏈路。

7、光鏈路opticallink：利用光纖通信技術(shù)傳輸聲音、圖像和數(shù)據(jù)信號的鏈路。一般由光發(fā)送機(jī)(電／光轉(zhuǎn)換器)、光纖、光接收機(jī)(光／電轉(zhuǎn)換器)及其它必需的光器件(如光放大器、光連接器、光分路器和光衰減器等)組成。

8、光纖同軸電纜混合網(wǎng)(HFqhybridfibercoaxial以光纖為干線、同軸電纜為分配網(wǎng)的接入網(wǎng)。

9、光節(jié)點(diǎn)fibernode：為HFC網(wǎng)絡(luò)中完成光、電或電、光轉(zhuǎn)換的節(jié)點(diǎn)，以光纖與前端(分前端)相連，以同軸電纜與分配網(wǎng)絡(luò)相連。

10、下行傳輸通道downstreamtransmiwssionpath：HFC網(wǎng)絡(luò)的一部分，其信號在下行方向從前端或任何其它中心節(jié)點(diǎn)分配到用戶的網(wǎng)絡(luò)部分。

11、上行傳輸通道upstreamtransmissionpath：HFC網(wǎng)絡(luò)的一部分，其信號在上行方向從連接到網(wǎng)絡(luò)的用戶到前端或任何其它中心節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)部分。

12、系統(tǒng)輸出口Systemoutlet：連通用戶線和接收機(jī)引入線的接口裝置。

13、雙向用戶端口two-waysubscriderport：用戶室內(nèi)的可向下傳輸信號和向上傳輸信號的雙工接入端口。

2．2性能定義

1、圖象載波電平：在75Q終端上調(diào)制包絡(luò)峰處(同步頭)的圖像載波電壓的有效值，以dBuv表示。

2、伴音載波電平：在75歐姆終端上無調(diào)制聲音載波電壓的有效值，以dBuv表示。

3、載噪比(c／N)：圖像載波電平有效值與規(guī)定帶寬內(nèi)系統(tǒng)噪聲電平均方根值之比，用dB表示。

4、交擾調(diào)制比(CM)：在系統(tǒng)指定點(diǎn)，指定載波上有用調(diào)制信號峰一峰值對交擾調(diào)制成分峰一峰值之比，用dB表示。

5、載波互調(diào)比：在系統(tǒng)指定點(diǎn)，載波電平對規(guī)定的互調(diào)產(chǎn)物的電平之比，用dB表示。

6、載波復(fù)合二次差拍比(C／CSO)：在系統(tǒng)指定點(diǎn)，圖像載波電平與在帶內(nèi)成簇集聚的二次差拍產(chǎn)物的復(fù)合電平之比，用dB表示。

7、載波復(fù)合三次差拍比(C／CTB)：在系統(tǒng)指定點(diǎn)，圖像載波電平與圍繞在圖像載波中心附近群集的復(fù)合三次差拍產(chǎn)物的峰值電平之比(多簇產(chǎn)物時應(yīng)取疊加功率)，用dB表示。

8、交流聲調(diào)制比(HM)：基準(zhǔn)調(diào)制與峰一峰值交流聲調(diào)制之比，用dB表示。

9相互隔離：在待測系統(tǒng)的頻率范圍內(nèi)，任意頻率上系統(tǒng)某個輸出口與另一個輸出口之間的衰減，對任何特定的設(shè)施，總是取其頻率范圍內(nèi)所測得的最差值做為相互隔離，用dB表示。

10、色度／亮度時延差：電視信號中色度和亮度分量通過被測系統(tǒng)之后，它們的延時不等稱為色度／亮度時延差，用m表示。

11、回波值：在規(guī)定測試條件下，測得的系統(tǒng)中由于反射而產(chǎn)生的滯后于原信號并與原信號內(nèi)容相同的干擾信號的值。

12、上行匯集噪聲：源自于用戶端、電纜和無源傳輸設(shè)備引入的干擾，以及光纖和有源設(shè)備自身產(chǎn)生的噪聲在前端或分前端匯集形成的噪聲。

13、上行最大過載電平：保證鏈路中上行光發(fā)射機(jī)和放大器不造成嚴(yán)重過載失真條件下，在用戶端可以注入的最大上行電平值。

14、上行通道群延時：在規(guī)定頻段內(nèi)不同頻率信號從用戶端到前端接收端產(chǎn)生的傳輸時間差。

15、上行通道傳輸延時：信號從最遠(yuǎn)路由用戶端至雙向通信設(shè)備上行射頻接收端傳輸?shù)目傃訒r。

16、窄帶數(shù)據(jù)頻段：適應(yīng)于傳輸窄帶低速數(shù)據(jù)的信道頻段

17、寬帶數(shù)據(jù)頻段：適應(yīng)于傳輸寬帶高速數(shù)據(jù)的信道頻段

18、通道串?dāng)_抑制比：在雙向系統(tǒng)運(yùn)營時，上行信號(滿負(fù)載時)對下行電視信號產(chǎn)生干擾導(dǎo)致傳輸技術(shù)指標(biāo)劣化。下行圖象載頻電平與因此產(chǎn)生的寄生產(chǎn)物電平的比值。

19、上行通道的載波／匯集噪聲比(C／N)：用于在規(guī)定上行測量信號源電平值為標(biāo)稱值條件下，對上行物理通道作廣義性的傳輸質(zhì)量判別。C／N=上行信號電平(雙向通信設(shè)備上行射頻接收端口)一上行匯集噪聲電平(雙向通信設(shè)備上行射頻接收端口)

20、用戶端口保護(hù)隔離能力：當(dāng)某用戶端引入強(qiáng)干擾時，可能導(dǎo)致某信號頻段(信道)停止服務(wù)。系統(tǒng)對其引入干擾抑制的分貝值。

21、用戶電視端口噪聲抑制能力：在同一用戶室內(nèi)，規(guī)定其用戶電視端口(或電視傳輸物理通道)相對于該用戶的雙向數(shù)據(jù)端口(或數(shù)據(jù)物理通道)對上行傳輸公共通道具有的抑制(隔離)能力。

22、上行電平：上行信號功率(P1)與基準(zhǔn)功率(P0)比的分貝值，即101gPl／P0。通常用dBuv表示。以在75歐姆負(fù)載電阻上產(chǎn)生luv電壓的功率(0.0133uuW)為基準(zhǔn)。

23、上行傳輸增益：在雙向用戶端口注入電平為A1的信號，經(jīng)過上行傳輸通道，在前端或分前端雙向通信設(shè)備上行射頻接收端口處測量到的電平為A2，上行傳輸增益G=A2-A1以dB值表示。

2．3系統(tǒng)性能指標(biāo)

1、下行傳輸系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)要求

(1)系統(tǒng)輸出口電平(dBuv)60-80

(2)載噪比(dB)≥43(B=5.75MHz)

(3)載波互調(diào)比(dB)

≥57(對電視頻道的單頻干擾)

≥54(電視頻道內(nèi)單頻互調(diào)干擾)

(4)載波復(fù)合三次差拍比(dB)≥54

(5)載波復(fù)合二次差拍比(dB)≥54

(6)交擾調(diào)制比(dB)≥46+10Lg(N一1)(N為電視頻道數(shù))

(7)載波交流聲比(%)≤3

(8)色亮度時延差（ns）100

(9)回波值(%)≤7

(10)微分增益(%)≤10

(11)微分相位(度)≤10

(12)系統(tǒng)輸出口相互隔離度(dB)330(VHF)≥22(其它)

(13)特性阻抗75歐姆

2、上行傳輸通道主要技術(shù)要求：

(1)特性阻抗75歐姆

(2)頻率范圍(MHz)5-65(基本信道)

(3)標(biāo)稱上行端口輸人電平(dB,V)100(設(shè)計(jì)標(biāo)稱值)

(4)上行傳輸路由增益差(dB)≤10(任意用戶端口上行)

(5)上行通道頻率響應(yīng)(dB)≤109．4—61．8MHz)≤1．5(32MHz范圍內(nèi))

(6)上行最大過載電平(dBuv)≥112(三路載波輸人，當(dāng)二次或三次非線性產(chǎn)物為-40dBc時測量)

(7)載波／匯集噪聲比(dB)≥20(Ra波段)≥26(Rb、Rc波段)

(電磁環(huán)境最惡劣時間段測量，一般為18點(diǎn)--22點(diǎn)，注入上行載波電平為l00dBuv，波段劃分見附表)

(8)上行通道傳輸延時(us)≤800

(9)回波值(%)≤10

(10)上行通道群延時(回≤30(任意3．2MHz范圍內(nèi))

(11)信號交流聲調(diào)制比㈤≤7

(12)用戶電視端口噪聲抑制能力㈣≥40

(13)通道串?dāng)_抑制比(dB)≥54

2．4相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

1、GB／T6510-1996<電視和聲音信號的電纜分配系統(tǒng)>

2、GY／T106-1999<有線電視廣播系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范>

3、GY／T121-1995<有線電視系統(tǒng)測量方法>

4、GY／T131-1997<有線電視網(wǎng)中光鏈路系統(tǒng)技術(shù)要求和測量方法>

5、GY／T132-1998<多路微波分配系統(tǒng)技術(shù)要求>

6、GY／T180-2001<HFC網(wǎng)絡(luò)上行傳輸物理通道技術(shù)規(guī)范>

7、GY／T135-1998《有線電視系統(tǒng)物理發(fā)泡聚乙烯絕緣同軸電纜入網(wǎng)技術(shù)條件和測量方法>

8、GY／T130-1998<有線電視用光纜入網(wǎng)技術(shù)條件>

9、GB／T11318-1996<電視和聲音信號的電纜分配系統(tǒng)設(shè)備與部件>

10、GB50200-1994<有線電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范>

11、GBJ42-81<工業(yè)企業(yè)通信設(shè)計(jì)規(guī)范>

12、GBJ79-85<工業(yè)企業(yè)通信接地設(shè)計(jì)規(guī)范>

13、GB57-83<建筑防雷設(shè)計(jì)規(guī)范>

14、GBJl20-88<工業(yè)企業(yè)共用天線電視系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范>

15、GB7393-87<聲音和電視信號的電纜分配系統(tǒng)輸出口基本尺寸》

16、SJ2708-86<聲音和電視信號的電纜分配系統(tǒng)圖形符號》

3有線電視系統(tǒng)的組成

有線電視系統(tǒng)由三部分組成：前端系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)和電纜分配系統(tǒng)。

3．1前端

位于信號源和傳輸系統(tǒng)之間，對傳輸信號進(jìn)行各種技術(shù)處理的設(shè)備組合。它是系統(tǒng)信號處理的中樞。前端設(shè)備的性能，對整個系統(tǒng)的信號質(zhì)量起著決定性的作用。

3．2傳輸系統(tǒng)

對于超大型或大型CATV系統(tǒng)而言，傳輸系統(tǒng)指遠(yuǎn)距離傳輸?shù)某删€或干線。它位于前端系統(tǒng)和電纜分配系統(tǒng)之間。對于干線系統(tǒng)的技術(shù)要求是將前端信號傳送到各個干線分配點(diǎn)所連接的電纜分配系統(tǒng)。同時必須達(dá)到載噪比和非線性失真指標(biāo)要求。傳輸系統(tǒng)一般分別采用電纜、光纖或微波多路MMDS三種方式。

3．3電纜分配系統(tǒng)

位于傳輸系統(tǒng)和用戶終端設(shè)備之間，把前端經(jīng)干線系統(tǒng)傳輸?shù)男盘栠M(jìn)行放大和分配。將信號均勻地分配給各用戶，并使各用戶終端得到規(guī)定的電平。同時，各用戶終端之間具有良好的相互隔離作用互不干擾。對于雙向有線電視系統(tǒng)還必須符合反向回傳通道的技術(shù)要求。

4有線電視系統(tǒng)傳輸技術(shù)

4．1電纜傳輸技術(shù)

1，電纜傳輸系統(tǒng)的構(gòu)成

電纜傳輸系統(tǒng)采用同軸電纜做傳輸線，構(gòu)成CATV網(wǎng)的干線或超干線。電纜傳輸系統(tǒng)主要由同軸電纜和干線放大器間隔配置、級連構(gòu)成，附屬設(shè)備有過電型分支器、分配器，用于干線分路。供電器和電源插入器用于干線放大器的電纜芯線供電。

電纜傳輸干線示意圖

2，電纜的傳輸特性及其補(bǔ)償

(1)同軸電纜的結(jié)構(gòu)：

同軸電纜由內(nèi)導(dǎo)體、外導(dǎo)體和中間的絕緣介質(zhì)組成。常用的有：藕芯型、封閉竹節(jié)型和物理發(fā)泡型。

(2)同軸電纜的傳輸特性：

A、特性阻抗：75歐姆

B、衰減特性：高頻衰減大于低頻衰減。細(xì)芯徑電纜衰減大于粗芯徑電纜衰減。衰減與電纜長度成正比。

C、溫度特性：隨溫度的升高，電纜的衰減量增大。一般電纜的溫度系數(shù)約為0.2%／度。

D、屏蔽特性：優(yōu)質(zhì)的電纜外導(dǎo)體有良好的屏蔽作用，傳輸信號不受外界干擾，也不會向外幅射、干擾其它信號。同軸電纜的屏蔽特性用屏蔽衰減表示，單位為dB。

E、機(jī)械特性：包括抗彎曲性能、防潮抗腐蝕性能和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

(3)電纜傳輸特性的均衡和補(bǔ)償：

由于同軸電纜的衰減與電纜的長度成正比，干線要遠(yuǎn)距離傳輸，必須對電纜的傳輸特性進(jìn)行補(bǔ)償。干線放大器用來補(bǔ)償電纜對信號電平的衰減，均衡電纜的頻率特性和溫度特性。干線放大器使用特性相同的放大器，各放大器的輸入和輸出電平值相同。采用“單位增益法”設(shè)計(jì)。

3，對遠(yuǎn)距離傳輸?shù)南拗?/p>

同軸電纜傳輸系統(tǒng)采用干線放大器級聯(lián)的方法實(shí)現(xiàn)對電視信號的遠(yuǎn)距離傳輸，傳輸距離越遠(yuǎn)，需要放大器的級連N越大，系統(tǒng)指標(biāo)下降越多。

隨著區(qū)域性有線電視網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的發(fā)展，干線傳輸系統(tǒng)的傳輸距離越來越大，而放大器級聯(lián)增多導(dǎo)致噪聲、頻率失真和非線性失真的積累，使得信號指標(biāo)下降。而且電纜的溫度特性增加了系統(tǒng)設(shè)備的復(fù)雜度，遠(yuǎn)距離傳輸時，可靠性差。系統(tǒng)的維護(hù)管理任務(wù)繁重，服務(wù)水平難以提高。

4．2微波多路MMDS傳輸技術(shù)

1，MMDS的技術(shù)特征

(1)多路微波分配系統(tǒng)MMDS的定義：用微波頻率以一點(diǎn)發(fā)射，多點(diǎn)接收的方式把電視、聲音廣播及數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)礁饔芯€電視站、共用天線電視系統(tǒng)前端或直接到各用戶的微波系統(tǒng)。

(2)頻率范圍：空間傳輸2500-2700MHz

接收分配111-750MHz

(3)傳輸方式：多路微波信號采用空間傳輸方式。發(fā)射與接收應(yīng)在視距范圍內(nèi)進(jìn)行。

2，MMDS傳輸系統(tǒng)的構(gòu)成：由發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)組成，發(fā)射系統(tǒng)的設(shè)備包括發(fā)射機(jī)、合成器、饋纜和發(fā)射天線；接收系統(tǒng)的設(shè)備包括接收天線、下變頻器和供電器。

3，受無線傳輸缺陷的局限性

MMDS傳輸系統(tǒng)屬于無線傳輸，帶有無線傳輸?shù)耐ㄓ萌秉c(diǎn)，如信號怕遮擋、反射出重影、易受干擾。這種方式不適用于人口稠密、高層建筑林立的大中城市。

4．3光纖傳輸技術(shù)

1，光纖傳輸技術(shù)的特征

(1)光纖傳輸損耗小，可實(shí)現(xiàn)電視信號的遠(yuǎn)距離干線傳輸，保證電視信號的技術(shù)指標(biāo)。

CATV系統(tǒng)中用于干線的同軸電纜，即使很粗(例如美國MC750電纜)，在750MHz的損耗，也要40dB／km左右。而采用波長1310nm的光信號，其損耗約為40dB／100km。光纖的損耗比同軸電纜降低100倍。顯然，用光纖替代每隔幾百米必須設(shè)置一臺放大器的同軸電纜干線，可以實(shí)現(xiàn)跨越幾十公里的直傳。徹底解決了干線放大器級聯(lián)造成傳輸信號技術(shù)指標(biāo)下降的問題。

(2)光纖頻帶寬，可以保證多路有線電視信號均衡地傳輸?shù)礁鞴夤?jié)點(diǎn)。

(3)光纖無中繼傳輸距離長，且抗干擾能力強(qiáng)，系統(tǒng)可靠性高。

(4)光纖傳輸技術(shù)不僅僅局限于傳輸有線電視信號，它為開展寬帶綜合業(yè)務(wù)傳輸提供一個開放平臺，是寬帶綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)的重要組成部分。

2，光纖傳輸系統(tǒng)的構(gòu)成

最基本的光纖傳輸系統(tǒng)由電光變換器（E/o)、光纖和光電變換器(O／E)組成。也稱之為光鏈路。光纖傳輸系統(tǒng)具有很大的傳輸容量，在系統(tǒng)中實(shí)行著多工傳輸。

(1)空分多工：(SDM)。(上下各一光纖)

(2)時分多工：(TDM)。

(3)波分多工：(WDM)。

(4)副載波多工：(SCM)。

3，為開展寬帶綜合業(yè)務(wù)傳輸提供開放平臺

光纖有線電視網(wǎng)不僅僅局限于有線電視業(yè)務(wù)，它可以為開展寬帶綜合業(yè)務(wù)傳輸提供一個開放的平臺，是寬帶綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)的一個重要組成部分。用光纜構(gòu)成廣域的包括電視業(yè)務(wù)在內(nèi)的多媒體網(wǎng)絡(luò)具有廣闊的前景。

4．4光纖同軸混合網(wǎng)--HFC寬帶接入網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

HFC有線電視網(wǎng)由光纖作干線、同軸電纜作分配網(wǎng)，構(gòu)成光纖同軸混合網(wǎng)。它充分發(fā)揮了光纖和電纜所具有的優(yōu)良特性，有機(jī)地結(jié)合而完成了有線電視信號的高質(zhì)量傳輸與分配。從而構(gòu)成了這一獨(dú)特的光纖／同軸電纜混合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。HFC是一個以前端為中心、光纖延伸到小區(qū)并以光節(jié)點(diǎn)為終點(diǎn)的光纖星形布局，同時，以一個星樹型同軸電纜網(wǎng)絡(luò)從光節(jié)點(diǎn)延伸覆蓋用戶。因而，HFC有線電視網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫且粋€星一樹形結(jié)構(gòu)。

在HFC寬帶接入網(wǎng)中，模擬電視和數(shù)字電視、綜合數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信號在前端或分前端進(jìn)行綜合，合用一臺下行光發(fā)射機(jī)，將下行信號用一根光纖傳輸至相應(yīng)的光節(jié)點(diǎn)。在光節(jié)點(diǎn)，將下行信號變換成射頻信號。每個光節(jié)點(diǎn)通過同軸電纜，以星樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)覆蓋用戶。從用戶來的上行信號在光節(jié)點(diǎn)變換為上行光信號，通過上行光發(fā)射機(jī)和上行回傳光纖傳回前端或分前端。上下行信號在光傳輸中采用的是空分復(fù)用，在電纜傳輸中采用的是頻分復(fù)用。

HFC網(wǎng)采用頻分復(fù)用技術(shù)，將5-1000MHz的頻段分割為上行和下行通道。5-65MHz為上行通道，87-1000MHz為下行通道。上行通道為非廣播業(yè)務(wù)，主要傳輸包括狀態(tài)監(jiān)控信號、視頻點(diǎn)播信號以及數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)等。下行通道將87-550MHz為普通廣播電視業(yè)務(wù)，該頻段全部用于模擬電視廣播時，除調(diào)頻廣播業(yè)務(wù)外，可安排約54個頻道的模擬電視節(jié)目。550-750MHz為下行數(shù)字通信信道，用于傳輸數(shù)字廣播電視、VOD數(shù)字視頻以及數(shù)字電話下行信號和數(shù)據(jù)，上行數(shù)據(jù)一般利用5-65MHz頻段，為了提高抗干擾能力，采用QPSK(或16QAM)調(diào)制。

有線電視HFC網(wǎng)上綜合多種數(shù)字業(yè)務(wù)是依靠電纜調(diào)制解調(diào)器Cablemodem和機(jī)頂盒Set-top-Box。Cablemodem系統(tǒng)由置于用戶端的Cablemodem(CM)和設(shè)置于前端的CMTS(電纜調(diào)制解調(diào)端接系統(tǒng))組成。用戶端CM的基本功能是將上行的數(shù)字信號調(diào)制成RF信號，將下行的RF信號解調(diào)為數(shù)字信號。HFC接入網(wǎng)的主要優(yōu)勢為：巨大的接入帶寬，可提供各種模擬和數(shù)字業(yè)務(wù)；Cablemodem系統(tǒng)的下行速率高是顯著的優(yōu)勢，提高了網(wǎng)絡(luò)資源的利用率；同時，還具有永久在線、無須撥號的優(yōu)點(diǎn)。

有線電視接入網(wǎng)絡(luò)的主要業(yè)務(wù)可分為兩大類，即廣播電視業(yè)務(wù)和交互業(yè)務(wù)。廣播電視業(yè)務(wù)包括目前的模擬電視節(jié)目的傳輸和正在逐步發(fā)展的數(shù)字廣播、數(shù)字電視等其它廣播業(yè)務(wù)。交互業(yè)務(wù)包括INTERNET接入、視頻點(diǎn)播VOD、可視電話、會議電視、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療等。

5有線電視電纜傳輸網(wǎng)絡(luò)

有線電視電纜傳輸網(wǎng)絡(luò)，作為有線電視城域網(wǎng)的一部分，其規(guī)劃設(shè)計(jì)，從規(guī)劃思路、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)指標(biāo)、施工工藝規(guī)范等方面，都發(fā)生了很大變化。有線電視電纜傳輸網(wǎng)絡(luò)已不再象以往那樣：每個小區(qū)都自成體系，具有接收電視信號的前端、傳輸外線和樓內(nèi)分配網(wǎng)絡(luò)，屬于封閉的、小型獨(dú)立的共用天線系統(tǒng)。今天的電纜傳輸網(wǎng)絡(luò)不需要前端，要建成雙向傳輸寬帶網(wǎng)絡(luò)，它不但要符合達(dá)到相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)，還必須執(zhí)行所在地域有線電視網(wǎng)的總體技術(shù)要求。

5．1雙向傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)方式：

在HFC接入網(wǎng)中，為了實(shí)現(xiàn)信號的雙向傳輸，同時采用了空分復(fù)用、頻分復(fù)用和時分復(fù)用技術(shù)。從光節(jié)點(diǎn)至前端(或骨干網(wǎng)的分前端)的光纖傳輸鏈路中，上下行信號采用空分復(fù)用：從光節(jié)點(diǎn)到用戶的電纜網(wǎng)中，上下行信號采用頻分復(fù)用，數(shù)據(jù)傳輸采用時分復(fù)用方式，

5．2回傳通道的噪聲

在HFC網(wǎng)絡(luò)中，反向通道的匯集噪聲是影響雙向數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕獑栴}。由于反向噪聲大，數(shù)據(jù)傳輸鏈路的C／N大大降低。因此，解決反向回傳通道的噪聲問題，是Ⅲc網(wǎng)絡(luò)順利開展雙向業(yè)務(wù)的關(guān)鍵。

上行通道中匯集的噪聲來源于多種形式。其中，影響上行信號傳輸?shù)闹饕切盘柕南鞑ㄊд妗⒕W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)噪聲和侵入噪聲。

(1)削波失真主要由系統(tǒng)中的反向回傳光發(fā)射機(jī)和雙向放大器等傳輸設(shè)備的非線性失真造成。

(2)結(jié)構(gòu)噪聲主要來源于系統(tǒng)中的有源設(shè)備的器件自身產(chǎn)生的基礎(chǔ)熱噪聲。同時，由于放大器的級聯(lián)以及各支路回傳信號的匯集，造成噪聲的功率疊加，形成“漏斗效應(yīng)”。

(3)侵入噪聲主要由外界電磁波的侵入造成。是一種隨機(jī)的、不規(guī)則的射頻干擾。它是HFC網(wǎng)絡(luò)開展雙向數(shù)據(jù)通信需要努力克服的技術(shù)難題。系統(tǒng)中的侵人噪聲主要有兩種，即：A窄帶短波信號的干擾：B沖擊脈沖干擾：主要包括雷電、電動機(jī)、發(fā)動機(jī)，以及家用電器設(shè)備產(chǎn)生的脈沖干擾。

5．3電纜分配網(wǎng)絡(luò)的組成

1、傳輸系統(tǒng)

包括光節(jié)點(diǎn)中的正、反向RF放大模快、雙向延長放大器、線路分支器、分配器、供電器、同軸電纜等。光節(jié)點(diǎn)中的正向光接收機(jī)將下行光信號轉(zhuǎn)換成電信號后，經(jīng)置于光節(jié)點(diǎn)內(nèi)的RF寬帶放大器放大至較高電平，再由延長線上的延長放大器、同軸電纜和線路分支、分配器，將信號下行信號分路傳送給各分配系統(tǒng)。來自分配，系統(tǒng)的反向回傳上行信號，從分配放大器的輸入端口沿著正向傳輸?shù)耐緩竭M(jìn)行反向回轉(zhuǎn)，經(jīng)同軸電纜、線路分支器、分配器、延長放大器，進(jìn)入光節(jié)點(diǎn)，送人回傳激光器。

2、分配系統(tǒng)

包括雙向分配放大器(即樓頭放大器)，分支器分配器，雙向用戶終端和同軸電纜等。

延長線路將下行信號傳送到各分配放大器的輸入端。分配放大器將信號放大至所需電平后，經(jīng)過同軸電纜、分配器、分支器，傳送給每個用戶終端。來自用戶的反向回傳上行信號，從用戶應(yīng)用設(shè)備的回傳發(fā)射機(jī)，通過用戶電纜回送人用戶終端，經(jīng)過分支器、分配器和同軸電纜，送到分配放大器的輸出端，經(jīng)分配放大器放大到合適的電平，從分配放大器的輸入端送入傳輸系統(tǒng)。

5．4電纜分配網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)

由于住宅小區(qū)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃受土建規(guī)劃的制約，各種形式風(fēng)格住宅小區(qū)的土建設(shè)計(jì)千差萬別，建筑物大小、高低、形狀各異。特別是各小區(qū)內(nèi)建筑群體布局各不相同。因此，住宅小區(qū)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃也不可能有統(tǒng)一的模式，只能因地制宜。

1光節(jié)點(diǎn)的位置

光節(jié)點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在服務(wù)區(qū)的中心建筑物內(nèi)，以達(dá)到盡量減少延長線電纜傳輸?shù)淖钸h(yuǎn)距離，并減少延長放大器的級聯(lián)的目的。進(jìn)而降低傳輸信號的噪聲和非線性失真。

2光節(jié)點(diǎn)服務(wù)區(qū)的劃分

應(yīng)按照各建筑物內(nèi)的用戶數(shù)量，將相近的建筑物組成500左右的服務(wù)區(qū)。由于不同結(jié)構(gòu)的建筑物中的用戶數(shù)量差別較大，因此不宜按照建筑物數(shù)量劃分服務(wù)區(qū)。

3、器材選用

(1)同軸電纜的選用

系統(tǒng)內(nèi)所有電纜均選用物理發(fā)泡電纜。延長線的電纜，應(yīng)選用外導(dǎo)體為鋁管結(jié)構(gòu)的一12電纜。所有外線電纜均采用穩(wěn)定的聚乙烯外護(hù)套。

(2)延長放大器

由于光接點(diǎn)服務(wù)區(qū)都不太大，采用手動增益控制放大器(MGC)能夠滿足使用要求。延長放大器按使用的模塊不同，有推挽放大器和功率倍增放大器延長放大器一般應(yīng)選用雙模塊功率倍增放大器。

4、雙向放大器上下行通道結(jié)構(gòu)

雙向放大器總體上由正向放大通道、反向放大通道、分波器、混合器、穩(wěn)壓電源組成。

正向放大通道由前置衰減器和均衡器、一級放大模塊、級間衰減器和均衡器、二級放大模塊組成。

反向放大通道由反向放大模塊、衰減器和均衡器組成。

5、設(shè)計(jì)計(jì)算公式

(1)放大器輸出信號的載噪比與噪聲系數(shù)的關(guān)系：

C／N=Si-NF-2．4

式中：Si為放大器輸入電平

NF為放大器的噪聲系數(shù)

(2)放大器級聯(lián)后的載噪比(各級放大器工作狀態(tài)相同)

(C／N)n=(C／N)1-10Lgn式中：n為級聯(lián)數(shù)

(3)放大器的C／CTB取決于放大器的輸出

電平，輸出電平增加ldB時，C／CTB下降2dB。

(4)放大器級聯(lián)后的C／CTB(各級放大器工作狀態(tài)相同)

(C／CTB)n=(C／CTB)1-20Lgn

式中：n為級聯(lián)數(shù)

5．5用戶分配網(wǎng)絡(luò)

1住宅建筑(樓房)用戶分配網(wǎng)的組成作為住宅小區(qū)網(wǎng)中的分配系統(tǒng)，主要包括用戶分配放大器(即樓頭放大器)、同軸電纜、分支分配器、用戶終端。

2用戶分配網(wǎng)使用的設(shè)備

(1)雙向用戶分配放大器

采用雙模塊功率倍增型或雙模塊推挽型。

(2)分配器和分支器

分配器和分支器都是無源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其主要功能為既對下行信號進(jìn)行功率分配，對上行信號進(jìn)行匯集。

分配器是將下行信號均勻分成幾路，在下行通道中起分路作用。常用的有二分配器(分兩路)、三分配器(分三路)、四分配器(分四路)、六分配器(分六路)。

分支器是將下行信號不均勻分成幾路，輸出信號有主路輸出和分支輸出。主路輸出衰減小，可持續(xù)進(jìn)行再分配。分支輸出有一系列的衰減量，供信號分配時選用。同時，將主路輸出端和分支輸出端的反向回傳信號進(jìn)行匯集。常用的有一分支器、二分支器、三分支器、四分支器、六分支器。

分配器的主要性能指標(biāo)

A、分配衰減：指分配器的輸人端的輸入電平與輸出端的輸出電平的差值。分路越多的分配器，分配衰減越大。

B、相互隔離：指分配器的各輸出端之間的隔離度。相互隔離表征了分配器各輸出端相互影響的程度。相互隔離數(shù)值越大，相互影響越小。

C、端口阻抗與反射損耗

有線電視系統(tǒng)中的所有設(shè)備均采用75歐姆端口阻抗。反射損耗是表征各種設(shè)備的端口阻抗匹配的程度。反射損耗的數(shù)值越大，表示阻抗匹配越好。

分支器的主要性能指標(biāo)

A、分支衰減：是指分支器的輸入端輸入電平與分支輸出端輸出電平的差值。

B、反向隔離：是指分支器的分支輸出端與主輸出端之間的隔離度。反向隔離表征了分支器的分支輸出端與主輸出端之間相互影響的程度。反向隔離越大，相互影響越小。

C、插入損耗：是指分支器輸入端的輸人電平與主輸出端輸出電平的差值。分支器的分支衰減越小，其插入損耗越大。

D、端口阻抗與反射損耗：同分配器。

(3)同軸電纜

分配系統(tǒng)中使用的電纜均采用物理發(fā)泡同軸電纜。分支器、分配器和用戶終端之間的連接采用-5電纜。分配放大器輸出端連接的分配器，其輸出端的分路電纜距離較長，宜采用-7或-9電纜。為了降低回傳通道的噪聲，應(yīng)選用四屏蔽電纜。