有線電視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)論文

　　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cable modem和機(jī)頂盒set-top-box。cable modem系統(tǒng)由置于用戶端的cable modem(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)；cable modem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，從規(guī)劃思路、設(shè)計標(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?、網(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?？?、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

　　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)計計算公式

(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