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有線電視,天線

更新：2018-11-08 12:14:17??????點擊：

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產(chǎn)品介紹

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有線電視雙向網(wǎng)的探討

　　摘要：通過分析網(wǎng)絡同軸電纜網(wǎng)和HFC雙向傳輸網(wǎng)絡的技術要求，網(wǎng)絡設備的特點及參數(shù)。進一步了解HFC雙向傳輸網(wǎng)合理應用，為HFC雙向改造，實現(xiàn)有線電視網(wǎng)第二次騰飛提供依據(jù)。

　　關鍵詞：有線電視網(wǎng)絡　光纖網(wǎng)絡　同軸電纜網(wǎng)絡　雙向傳輸網(wǎng)絡　技術要求　傳輸設備　

　　在光纖網(wǎng)絡中，一般采用空間分割方式，它利用兩根光纖，一根正向傳輸下行電視信號，另一根反向傳輸各種上行信息，該傳輸方式簡單、方便，但不宜同軸傳輸，主要是用兩根同軸電纜傳輸，造價高，投資大。

　　在同軸電纜網(wǎng)中，一般采用頻率分割方式傳輸信息和電視。它可把不同的信息內(nèi)容分成正向和反向傳輸，因在頻率上分成兩個頻段，如現(xiàn)行網(wǎng)絡的5～65MHz頻段傳輸上行信息，而65～750 MHz傳送下行電視信號，這樣采用兩個頻段分開達到傳送正反向信號，在國外也有采用高、中、低頻率分割方式來完成各類信息的上下行傳輸工作。

　　另外還有一種回傳方式，就是用時間分割方式。時間分割是利用脈沖開關控制一個脈沖周期內(nèi)發(fā)送的下行信號，在另外一個脈沖周期內(nèi)傳送上行信號，這就要求每個脈沖周期在足夠短的時間內(nèi)完成，否則會影響信息質量。

　　一、對回傳的技術要求

　　在雙向傳輸網(wǎng)絡中，正向傳輸技術上好處理，有反向傳輸后，因回傳中的噪聲漏斗效應和驅動電平難以控制會嚴重影響傳輸質量，也是雙向傳輸?shù)某蓴￡P鍵問題，因此在雙向網(wǎng)設計施工時，就應從技術上嚴格按標準實施，特別是反向傳輸通道的技術標準應按我國規(guī)定的《<有線電視廣播系統(tǒng)技術規(guī)范》執(zhí)行，它的各項指標如下：

　　1）頻道內(nèi)幅度/頻率特性：任何頻道內(nèi)幅度變化不大于±1dB；在任何0.5 MHz頻率范圍內(nèi)幅度變化不大于0.25dB；這就是系統(tǒng)頻響要求，因系統(tǒng)工作頻率僅幾十兆，在整個頻帶內(nèi)，要求頻響特性盡量平坦，各個頻道的電平必須保持在一定范圍內(nèi)，以保證回傳信號質量，當電平超過一定限度時，非線性將急劇增加，低到一定程度時，噪聲干擾又會明顯地損傷回傳信息質量，因此要求網(wǎng)絡中傳送的同一類信號的各頻道之間以及不同信號，其電平需保持一定的相對關系，才能避免或者有效地降低相互間的串擾或干擾，因此有回傳業(yè)務的網(wǎng)絡，由于多種業(yè)務的網(wǎng)絡對電平的求更高，因此必須達到回傳頻道內(nèi)幅度/頻率特性的指標。

　　2）載噪比：≥50dB

　　3）載波互調(diào)比：≥74dB（單頻道互調(diào)干擾）　≥61dB（多頻道互調(diào)干擾）。

　　4）交擾調(diào)制比：≥66dB。

　　5）載波交流聲比：≥60dB。

　　6）回波值：≤4%。

　　7）微分增益：≤5%。

　　8）微分相位：≤6°。

　　9）色亮時延差：≤30ns。

　　二、回傳噪聲的分析

　　1．噪聲產(chǎn)生的原因:雙向傳輸交互問題目前最大的難點是如何克服上行噪聲問題，它的噪聲源來自于用戶端，用戶越多，會聚到前端后就形成了噪聲會聚效應，也叫漏斗效應，它是上行通道產(chǎn)生噪聲的主要原因之一。

　　另外還有入侵噪聲，它由窄邊帶短波干擾、脈沖噪聲干擾兩種。脈沖干擾頻率很低，在60 Hz～2 MHz之間，它產(chǎn)生的諧波成份很大，造成的噪聲干擾也特別嚴重。另外還有業(yè)余無線電臺、有線電視的設備、各種器件接口松動、接觸不良，還有本網(wǎng)周圍持有的干擾也會形成入侵噪聲。

　　2．噪聲源的分析

　　具備雙向傳輸功能的系統(tǒng)，應有上行、下行兩個通道，也就是講有上下行傳輸或有正、反向傳輸?shù)哪芰Γ饬康臉藴适峭ǖ纼?nèi)噪聲指標，它是能否達到開展雙向業(yè)務功能的關鍵。

　　雙向網(wǎng)中的上行噪聲主要由眾多用戶將匯集起來的噪聲干擾送入前端，而用戶噪聲主要來自于用戶家中電視機的信號入口，干擾根源在終端的各類家用電器中，網(wǎng)絡元器件電纜的蔽屏性能不好或變差，受干擾的頻率范圍在上行通道的5～40MHz之間為最強，當干擾信號的強度超過用戶標準電平時，可以講上行信號是無法正常傳輸?shù)摹?

　　過去網(wǎng)絡器件均采用分散件，加上器件的質量，網(wǎng)絡的施工工藝差，鏈路的維護調(diào)試水平低，終端用戶的亂接線，線纜、器件接頭多，到用戶電纜長度相差太大，使上行用戶傳輸增益相差過大，電平過份懸殊，無可非議的會產(chǎn)生較強的噪聲干擾，影響上行通道的傳輸質量，這也是產(chǎn)生噪聲的主要原因。針對這個問題，為了較好的克服上行噪聲的匯集，目前采用了“集線”式分配方式，經(jīng)許多有線臺網(wǎng)的改造試用，非常成功的克服了上行匯集噪聲。

　　外來入侵噪聲（Ingress noise）源主要來自于前端設備、網(wǎng)絡、器件周圍的窄邊帶短波干擾，脈沖噪聲干擾，特別是脈沖干擾的頻率雖然很低（一般在60Hz～2MHz之間），但它產(chǎn)生的諧波成分卻非常大，造成的干擾也較嚴重；一些家用電器，電子點火設施也會產(chǎn)生5～40MHz的電磁干擾和諧波，這些諧波會通過任何途徑入侵到上行通道。另外公路上奔跑的汽車、摩托車使用的電子打火器、家庭用的微波爐、日光燈的啟動、電吹風都會輻射出較強的電磁波，因為這些器件都是瞬間啟動和使用，會產(chǎn)生一種隨機性尖脈沖干擾波。在網(wǎng)絡中因一些器件質量差，無屏蔽防范措施，電纜的屏蔽作用達不到80dB最低的屏蔽作用，設備接口，電纜接頭松動，造成阻抗失配，很容易使外界各種干擾信號入侵。

　　三、上行調(diào)制方式的選擇

　　HFC網(wǎng)絡發(fā)展所面臨的難點在于上行信道中的噪聲和干擾的積累。增強電纜線路的屏蔽和減少光纖節(jié)點的用戶數(shù)量對解決上述問題有一定的效果，但最根本的解決辦法是采用抗干擾性能強，頻帶利用率高的傳輸技術來克服噪聲與干擾帶來的弊端。同步碼分多址技術(CDMA)就是較好的技術之一。

　　S-CDMA(同步碼分多址)是建立在碼分多址(CDMA)基礎上的，它通過有線分配網(wǎng)絡提供健全和完善的傳輸。它與異步CDMA方案不同，S-CDMA的同步性把信道的效率提至14Mb/s (6MHz信道)。S-CDMA技術在脈沖和窄帶噪聲、線性和非線性信道損壞、一個速率的適應能力、寬帶高容量以及系統(tǒng)的擴展性和安全性方面，較頻分多址(FDMA)和時分多址(TDMA)技術極具優(yōu)勢。

　　時分多址(TDMA)和頻分多址(FDMA)是通過電纜傳輸高速數(shù)據(jù)的兩種方法。它們都有很大的限制。對于TDMA，不同的用戶對應不同的時間位置。因此，TDMA需要快速獲得，使得數(shù)據(jù)對窄帶干擾非常敏感。

　　在信噪比(SNR)低于某個極限值時，TDMA系統(tǒng)可能完全不能運行。TDMA的另外一個問題是在一定通道內(nèi)的競爭，并且此競爭會影響鄰近通道，因為來自不同競爭的能量積聚會引起放大器的過載。這將嚴重影響雙向數(shù)據(jù)網(wǎng)的性能。對于FDMA，各個用戶被分配不同的頻段用于上行傳輸。由于每個用戶占有一個特定窄帶道，數(shù)據(jù)非常容易受到噪聲的攻擊。因為窄帶干擾能輕易進入用戶占用的通道。為此，F(xiàn)DMA系統(tǒng)常用頻率再分配技術盡力避免噪聲。因而噪聲通道中的數(shù)據(jù)被轉移到頻段的另一部分。

　　因為干擾的動態(tài)性，用不斷移動通道來避免噪聲通常需要更智能化和更昂貴的系當系統(tǒng)移到另一通道時，由于沒有發(fā)送任何數(shù)據(jù)，因而信息量也受到動態(tài)數(shù)據(jù)再分配影響。FDMA傳輸對非線形和頻率失調(diào)也非常敏感，并且通道間需要保護帶而使性能達不到最佳。

　　S-CDMA提供了一個辦法，用于解決上行路徑中進入的干擾和脈沖噪聲，這正是HFC網(wǎng)雙向傳輸高速數(shù)據(jù)時遇到的最嚴重的問題。這里不是在抗噪聲和信息量之間求折中，在采用擴頻和編碼功能時S-CDMA可提供14Mbps的可靠的上行流，帶寬分配的好處使網(wǎng)絡運營商有提供可保證的數(shù)據(jù)率的能力，可用于UBR，CBR和VBR信息業(yè)務。

　　S-CDMA不是基于競爭的系統(tǒng)，因而它是可分級的，當更多的用戶加入S-CDMA系統(tǒng)時，他們在高峰時期不會為有限的帶寬而競爭，因而避免了沖突和降低了網(wǎng)絡特征，而且S-CDMA的6MHz通道不干擾鄰近的通道(它們可能用其他技術，如QPSK)連同高的數(shù)據(jù)速率，這些特性使此技術成為有線電視網(wǎng)高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖钣猩Φ姆椒ā?

　　四、HFC雙向網(wǎng)傳輸設備

　　1．終端用戶盒

　　過去的終端用戶盒不能滿足雙向傳輸條件，開展雙向傳輸?shù)南到y(tǒng)，終端必須選用專用交互式用戶盒，一方面有多功能作用，另一方面可隔離終端機和戶內(nèi)的窄帶短波干擾，把好了上行信號質量的第一關。

　　雙向交互式CATV用戶終端盒應具備抗高壓沖擊能力，有較好的屏蔽作用，能嚴格防止外界電磁波的干擾，交互式用戶盒為無源設備，一般有四個端口，其一是信號輸入（IN）端口，TV插孔與電視機RF端相連，它可接收168～750MHz范圍內(nèi)全部電視節(jié)目；FM插孔供調(diào)頻收音機接收調(diào)頻信號用的端口，它的頻率范圍在87～108MHz范圍內(nèi)；第四個端口（DATA）與用戶的數(shù)字交換設備相連，如Cable Modem機頂盒等等，便于用戶與CATV雙向網(wǎng)在5～165MHz頻率范圍內(nèi)進行數(shù)據(jù)交換，雙向網(wǎng)用戶家中的設備有電話機、計算機、電視機、Cable Modem和雙向終端用戶盒組成。

　　2．雙向集線器

　　雙向集線器一般設計在樓幢單元用戶的中間部位，這是用戶分配網(wǎng)的有源設備，是可尋址集線器，應具有尋址路權控制，對拆戶，不交費用戶采取隨時關斷措施；如果用戶不需特殊服務，只收看下行電視節(jié)目，可選用單向集線器，可降低投資成本，集線器有0dB～3dB電平分配輸出口，離集線器遠的用戶可選用0dB高電平輸出，近的用戶可選用-1dB～-3dB等接口輸出端，其目的是保證所有用戶電平盡量接近。

　　3．雙向放大器

　　雙向放大器應能順利的通過下行電視信號和上行回傳信號，放大器內(nèi)設置正反向放大模塊和雙向濾波器，上下行通道均應有各自的可調(diào)衰減器和均衡器，放大器投入使用前應對上、下行信號分別進行單獨的調(diào)試，一般先調(diào)下行信號，后調(diào)上行信號，為了便于上行信號的調(diào)試，在調(diào)試上行信號時，送入專門的上行信號多頻點調(diào)試信號源，它能滿足上行通道高、中、低段各頻點射頻信號的調(diào)試需要，達到最佳調(diào)試電平，使上行信號的電平平坦度達到設計要求。

　　4．雙向光機

　　雙向光機相當于一個雙向光工作站，在末端光節(jié)點能接收下行光信號，并轉換成多路RF射頻信號，為同軸網(wǎng)提供優(yōu)質的下行信號和足夠的分配電平，對有雙向交互式用戶的網(wǎng)絡，光節(jié)點中應有為上行信號提供功率發(fā)射的光發(fā)射機，它把交互式用戶回傳的信號電平接收后轉換成光的信號，傳向中繼站或前端機房，開展多功能的綜合增值業(yè)務。

　　雙向光機對上行和下行信號均應設置衰減和均衡器，便于調(diào)整過高或過低的信號，光機應設置避雷或防高電壓入侵的保護設備，供電要可靠，并有備份電源，能達到電源自愈能力，確保光機的正常工作。

　　5．雙向多路分路/混合器

　　雙向多路分路/混合器一般設置在前端機房，它主要是前端向多條支路分配下行信號，又為下行多支路回傳信號進入前端的分路/混合器，它應為上下行提供優(yōu)質的混合分路信號；適用于電纜全雙向網(wǎng)絡的技術要求。

　　6．前端雙向設備

　　CATV雙向HFC傳輸網(wǎng)絡的前端，需設置雙向數(shù)據(jù)交換中心，它主要由中心交換設備，網(wǎng)絡管理工作設備，各種功能的服務器，前端處理器，上變頻器，寬帶路由器智能管理等設施組成，中心交換設備能實現(xiàn)與服務器、網(wǎng)管站、前端處理器、路由器每個交換端口的交換功能，而服務器主要為中心交換機提供數(shù)據(jù)存儲和轉發(fā)工作、網(wǎng)絡管理站的工作主要提供對中心交換機的工作狀態(tài)進行偵查和維護，并對數(shù)據(jù)交換進行管理。前端處理器主要任務是接收5～65MHz的上行射頻信號，并把RF信號解調(diào)后成為中心交換設備能理解的信號格式，它還可把下行數(shù)據(jù)經(jīng)QAM（為正交振幅調(diào)制方式）調(diào)制后輸出中頻調(diào)制信號，前端處理器實際上就是一臺Cable Modem，上變頻器可把下行QAM中頻信號轉變?yōu)镃ATV頻段輸出的RF信號，送入雙向混合器，提供光發(fā)射機所需的下行傳輸信號。前端的寬帶路由器的工作內(nèi)容是提供中心交換設備與Internet進行數(shù)據(jù)格式的轉換，數(shù)據(jù)交換和相關的控制工作。

　　雙向前端是一套全智能管理化的系統(tǒng)，它能對所需管理的項目全智能化，如有條件接收、加密、報修、節(jié)目器材的管理達到全自動，為開展新的增值業(yè)務和新的經(jīng)濟增長點打下了良好基礎。

　　7．同軸電纜

　　為了加強對外來入侵干擾噪波的防御能力，對同軸電纜的選擇也很重要，過去使用的同軸電纜外導體有錫泊紙和金屬網(wǎng)的，它的屏蔽衰減值一般只有60dB左右，質量差的電纜還達不到這個值，所以使用幾年后，因各種原因會使屏蔽衰減值下降更多，外來干擾雜波易從電纜進入各個部位、進入系統(tǒng)中、要保證雙向傳輸?shù)馁|量，必須有效的抑制回傳噪聲；目前有二、三、四屏蔽電纜，四屏蔽的衰減值一般能達到100dB左右，質量相當好的。還有些進口高質量的屏蔽衰減值可達到120dB左右，達到100dB的電纜都能有效的抑制外來入侵的各種干擾雜波，完全適合雙向傳輸網(wǎng)絡的要求，因此雙向網(wǎng)絡要求屏蔽對干擾信號的衰減比大于或等于對用戶要求的下列指標：

　　載波互調(diào)比≥57dB，載波交調(diào)比≥54dB，載噪比≥43dB，信號交流聲比≥46dB，反之，會嚴重影響信號的傳輸質量。

　　HFC雙向改造完成后，我們可以依托有線電視網(wǎng)絡資源，利用PC/Cable Modem或TV/STB組合實現(xiàn)真正的寬帶接入，向普通百姓提供視頻、話音、數(shù)據(jù)“三合一”的多媒體信息服務已成為現(xiàn)實。這不僅僅是廣大用戶的企盼，更是有線電視網(wǎng)實現(xiàn)第二次騰飛的關鍵所在。搞好HFC網(wǎng)絡的雙向改造將給有線電視網(wǎng)絡帶來極大的發(fā)展機遇。