有線電視網(wǎng)絡技術論文

　　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)務信號在前端或分前端進行綜合，合用一臺下行光發(fā)射機，將下行信號用一根光纖傳輸至相應的光節(jié)點。在光節(jié)點，將下行信號變換成射頻信號。每個光節(jié)點通過同軸電纜，以星樹形拓撲結(jié)構覆蓋用戶。從用戶來的上行信號在光節(jié)點變換為上行光信號，通過上行光發(fā)射機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用，在電纜傳輸中采用的是頻分復用。

　　hfc網(wǎng)采用頻分復用技術，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，主要傳輸包括狀態(tài)監(jiān)控信號、視頻點播信號以及數(shù)據(jù)通信業(yè)務等。下行通道將87-550mhz為普通廣播電視業(yè)務，該頻段全部用于模擬電視廣播時，除調(diào)頻廣播業(yè)務外，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)務是依靠電纜調(diào)制解調(diào)器cable modem和機頂盒set-top-box。cable modem系統(tǒng)由置于用戶端的cable modem(cm)和設置于前端的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；cable modem系統(tǒng)的下行速率高是顯著的優(yōu)勢，提高了網(wǎng)絡資源的利用率；同時，還具有永久在線、無須撥號的優(yōu)點。

有線電視接入網(wǎng)絡的主要業(yè)務可分為兩大類，即廣播電視業(yè)務和交互業(yè)務。廣播電視業(yè)務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。交互業(yè)務包括internet接入、視頻點播vod、可視電話、會議電視、遠程教育、遠程醫(yī)療等。

５　有線電視電纜傳輸網(wǎng)絡

　　　有線電視電纜傳輸網(wǎng)絡，作為有線電視城域網(wǎng)的一部分，其規(guī)劃設計，從規(guī)劃思路、設計標準、技術指標、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，屬于封閉的、小型獨立的共用天線系統(tǒng)。今天的電纜傳輸網(wǎng)絡不需要前端，要建成雙向傳輸寬帶網(wǎng)絡，它不但要符合達到相關的國家標準，還必須執(zhí)行所在地域有線電視網(wǎng)的總體技術要求。

5．1雙向傳輸?shù)膶崿F(xiàn)方式：

　　在hfc接入網(wǎng)中，為了實現(xiàn)信號的雙向傳輸，同時采用了空分復用、頻分復用和時分復用技術。從光節(jié)點至前端(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用：從光節(jié)點到用戶的電纜網(wǎng)中，上下行信號采用頻分復用，數(shù)據(jù)傳輸采用時分復用方式，

5．2回傳通道的噪聲

　　在hfc網(wǎng)絡中，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)絡順利開展雙向業(yè)務的關鍵。

　　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)絡結(jié)構噪聲和侵入噪聲。

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

(2)結(jié)構噪聲主要來源于系統(tǒng)中的有源設備的器件自身產(chǎn)生的基礎熱噪聲。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”。

(3)侵入噪聲主要由外界電磁波的侵入造成。是一種隨機的、不規(guī)則的射頻干擾。它是hfc網(wǎng)絡開展雙向數(shù)據(jù)通信需要努力克服的技術難題。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、發(fā)動機，以及家用電器設備產(chǎn)生的脈沖干擾。

5．3電纜分配網(wǎng)絡的組成

1、傳輸系統(tǒng)

　　包括光節(jié)點中的正、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)點中的正向光接收機將下行光信號轉(zhuǎn)換成電信號后，經(jīng)置于光節(jié)點內(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，進入光節(jié)點，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，從用戶應用設備的回傳發(fā)射機，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)絡的規(guī)劃與設計

　　由于住宅小區(qū)的網(wǎng)絡規(guī)劃受土建規(guī)劃的制約，各種形式風格住宅小區(qū)的土建設計千差萬別，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)點的位置

光節(jié)點應設置在服務區(qū)的中心建筑物內(nèi)，以達到盡量減少延長線電纜傳輸?shù)淖钸h距離，并減少延長放大器的級聯(lián)的目的。進而降低傳輸信號的噪聲和非線性失真。

2光節(jié)點服務區(qū)的劃分

　　應按照各建筑物內(nèi)的用戶數(shù)量，將相近的建筑物組成500左右的服務區(qū)。由于不同結(jié)構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，應選用外導體為鋁管結(jié)構的一12電纜。所有外線電纜均采用穩(wěn)定的聚乙烯外護套。

(2)延長放大器

　　由于光接點服務區(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

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

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)絡設備，其主要功能為既對下行信號進行功率分配，對上行信號進行匯集。

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