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有線電視,天線

更新：2018-11-08 12:14:17??????點(diǎn)擊：

品牌：???有線電視前端
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產(chǎn)品介紹

有線電視,天線

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有線電視雙向網(wǎng)的探討

　　摘要：通過(guò)分析網(wǎng)絡(luò)同軸電纜網(wǎng)和HFC雙向傳輸網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)要求，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的特點(diǎn)及參數(shù)。進(jìn)一步了解HFC雙向傳輸網(wǎng)合理應(yīng)用，為HFC雙向改造，實(shí)現(xiàn)有線電視網(wǎng)第二次騰飛提供依據(jù)。

　　關(guān)鍵詞：有線電視網(wǎng)絡(luò)　光纖網(wǎng)絡(luò)　同軸電纜網(wǎng)絡(luò) 　雙向傳輸網(wǎng)絡(luò) 　技術(shù)要求　傳輸設(shè)備　

　　在光纖網(wǎng)絡(luò)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(hào)，另一根反向傳輸各種上行信息，該傳輸方式簡(jiǎn)單、方便，但不宜同軸傳輸，主要是用兩根同軸電纜傳輸，造價(jià)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(gè)頻段，如現(xiàn)行網(wǎng)絡(luò)的5～65MHz頻段傳輸上行信息，而65～750 MHz傳送下行電視信號(hào)，這樣采用兩個(gè)頻段分開(kāi)達(dá)到傳送正反向信號(hào)，在國(guó)外也有采用高、中、低頻率分割方式來(lái)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(shí)間分割方式。時(shí)間分割是利用脈沖開(kāi)關(guān)控制一個(gè)脈沖周期內(nèi)發(fā)送的下行信號(hào)，在另外一個(gè)脈沖周期內(nèi)傳送上行信號(hào)，這就要求每個(gè)脈沖周期在足夠短的時(shí)間內(nèi)完成，否則會(huì)影響信息質(zhì)量。

　　一、對(duì)回傳的技術(shù)要求

　　在雙向傳輸網(wǎng)絡(luò)中，正向傳輸技術(shù)上好處理，有反向傳輸后，因回傳中的噪聲漏斗效應(yīng)和驅(qū)動(dòng)電平難以控制會(huì)嚴(yán)重影響傳輸質(zhì)量，也是雙向傳輸?shù)某蓴￡P(guān)鍵問(wèn)題，因此在雙向網(wǎng)設(shè)計(jì)施工時(shí)，就應(yīng)從技術(shù)上嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施，特別是反向傳輸通道的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)按我國(guó)規(guī)定的《<有線電視廣播系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》執(zhí)行，它的各項(xiàng)指標(biāo)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(gè)頻帶內(nèi)，要求頻響特性盡量平坦，各個(gè)頻道的電平必須保持在一定范圍內(nèi)，以保證回傳信號(hào)質(zhì)量，當(dāng)電平超過(guò)一定限度時(shí)，非線性將急劇增加，低到一定程度時(shí)，噪聲干擾又會(huì)明顯地?fù)p傷回傳信息質(zhì)量，因此要求網(wǎng)絡(luò)中傳送的同一類信號(hào)的各頻道之間以及不同信號(hào)，其電平需保持一定的相對(duì)關(guān)系，才能避免或者有效地降低相互間的串?dāng)_或干擾，因此有回傳業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)，由于多種業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)對(duì)電平的求更高，因此必須達(dá)到回傳頻道內(nèi)幅度/頻率特性的指標(biāo)。

　　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?xí)r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(wèn)題目前最大的難點(diǎn)是如何克服上行噪聲問(wèn)題，它的噪聲源來(lái)自于用戶端，用戶越多，會(huì)聚到前端后就形成了噪聲會(huì)聚效應(yīng)，也叫漏斗效應(yīng)，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(yán)重。另外還有業(yè)余無(wú)線電臺(tái)、有線電視的設(shè)備、各種器件接口松動(dòng)、接觸不良，還有本網(wǎng)周圍持有的干擾也會(huì)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(yīng)有上行、下行兩個(gè)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?biāo)準(zhǔn)是通道內(nèi)噪聲指標(biāo)，它是能否達(dá)到開(kāi)展雙向業(yè)務(wù)功能的關(guān)鍵。

　　雙向網(wǎng)中的上行噪聲主要由眾多用戶將匯集起來(lái)的噪聲干擾送入前端，而用戶噪聲主要來(lái)自于用戶家中電視機(jī)的信號(hào)入口，干擾根源在終端的各類家用電器中，網(wǎng)絡(luò)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(qiáng)，當(dāng)干擾信號(hào)的強(qiáng)度超過(guò)用戶標(biāo)準(zhǔn)電平時(shí)，可以講上行信號(hào)是無(wú)法正常傳輸?shù)摹?

　　過(guò)去網(wǎng)絡(luò)器件均采用分散件，加上器件的質(zhì)量，網(wǎng)絡(luò)的施工工藝差，鏈路的維護(hù)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(zhǎng)度相差太大，使上行用戶傳輸增益相差過(guò)大，電平過(guò)份懸殊，無(wú)可非議的會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的噪聲干擾，影響上行通道的傳輸質(zhì)量，這也是產(chǎn)生噪聲的主要原因。針對(duì)這個(gè)問(wèn)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(tái)網(wǎng)的改造試用，非常成功的克服了上行匯集噪聲。

　　外來(lái)入侵噪聲（Ingress noise）源主要來(lái)自于前端設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、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(yán)重；一些家用電器，電子點(diǎn)火設(shè)施也會(huì)產(chǎn)生5～40MHz的電磁干擾和諧波，這些諧波會(huì)通過(guò)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(dòng)、電吹風(fēng)都會(huì)輻射出較強(qiáng)的電磁波，因?yàn)檫@些器件都是瞬間啟動(dòng)和使用，會(huì)產(chǎn)生一種隨機(jī)性尖脈沖干擾波。在網(wǎng)絡(luò)中因一些器件質(zhì)量差，無(wú)屏蔽防范措施，電纜的屏蔽作用達(dá)不到80dB最低的屏蔽作用，設(shè)備接口，電纜接頭松動(dòng)，造成阻抗失配，很容易使外界各種干擾信號(hào)入侵。

　　三、上行調(diào)制方式的選擇

　　HFC網(wǎng)絡(luò)發(fā)展所面臨的難點(diǎn)在于上行信道中的噪聲和干擾的積累。增強(qiáng)電纜線路的屏蔽和減少光纖節(jié)點(diǎn)的用戶數(shù)量對(duì)解決上述問(wèn)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(qiáng)，頻帶利用率高的傳輸技術(shù)來(lái)克服噪聲與干擾帶來(lái)的弊端。同步碼分多址技術(shù)(CDMA)就是較好的技術(shù)之一。

　　S-CDMA(同步碼分多址)是建立在碼分多址(CDMA)基礎(chǔ)上的，它通過(guò)有線分配網(wǎng)絡(luò)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(shù)在脈沖和窄帶噪聲、線性和非線性信道損壞、一個(gè)速率的適應(yīng)能力、寬帶高容量以及系統(tǒng)的擴(kuò)展性和安全性方面，較頻分多址(FDMA)和時(shí)分多址(TDMA)技術(shù)極具優(yōu)勢(shì)。

　　時(shí)分多址(TDMA)和頻分多址(FDMA)是通過(guò)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(duì)于TDMA，不同的用戶對(duì)應(yīng)不同的時(shí)間位置。因此，TDMA需要快速獲得，使得數(shù)據(jù)對(duì)窄帶干擾非常敏感。

　　在信噪比(SNR)低于某個(gè)極限值時(shí)，TDMA系統(tǒng)可能完全不能運(yùn)行。TDMA的另外一個(gè)問(wèn)題是在一定通道內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)，并且此競(jìng)爭(zhēng)會(huì)影響鄰近通道，因?yàn)閬?lái)自不同競(jìng)爭(zhēng)的能量積聚會(huì)引起放大器的過(guò)載。這將嚴(yán)重影響雙向數(shù)據(jù)網(wǎng)的性能。對(duì)于FDMA，各個(gè)用戶被分配不同的頻段用于上行傳輸。由于每個(gè)用戶占有一個(gè)特定窄帶道，數(shù)據(jù)非常容易受到噪聲的攻擊。因?yàn)檎瓗Ц蓴_能輕易進(jìn)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(shù)盡力避免噪聲。因而噪聲通道中的數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)移到頻段的另一部分。

　　因?yàn)楦蓴_的動(dòng)態(tài)性，用不斷移動(dòng)通道來(lái)避免噪聲通常需要更智能化和更昂貴的系當(dāng)系統(tǒng)移到另一通道時(shí)，由于沒(méi)有發(fā)送任何數(shù)據(jù)，因而信息量也受到動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)再分配影響。FDMA傳輸對(duì)非線形和頻率失調(diào)也非常敏感，并且通道間需要保護(hù)帶而使性能達(dá)不到最佳。

　　S-CDMA提供了一個(gè)辦法，用于解決上行路徑中進(jìn)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(shí)遇到的最嚴(yán)重的問(wèn)題。這里不是在抗噪聲和信息量之間求折中，在采用擴(kuò)頻和編碼功能時(shí)S-CDMA可提供14Mbps的可靠的上行流，帶寬分配的好處使網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)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(wù)。

　　S-CDMA不是基于競(jìng)爭(zhēng)的系統(tǒng)，因而它是可分級(jí)的，當(dāng)更多的用戶加入S-CDMA系統(tǒng)時(shí)，他們?cè)诟叻鍟r(shí)期不會(huì)為有限的帶寬而競(jìng)爭(zhēng)，因而避免了沖突和降低了網(wǎng)絡(luò)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(shù)，如QPSK)連同高的數(shù)據(jù)速率，這些特性使此技術(shù)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(shè)備

　　1．終端用戶盒

　　過(guò)去的終端用戶盒不能滿足雙向傳輸條件，開(kāi)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(jī)和戶內(nèi)的窄帶短波干擾，把好了上行信號(hào)質(zhì)量的第一關(guān)。

　　雙向交互式CATV用戶終端盒應(yīng)具備抗高壓沖擊能力，有較好的屏蔽作用，能嚴(yán)格防止外界電磁波的干擾，交互式用戶盒為無(wú)源設(shè)備，一般有四個(gè)端口，其一是信號(hào)輸入（IN）端口，TV插孔與電視機(jī)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(jī)接收調(diào)頻信號(hào)用的端口，它的頻率范圍在87～108MHz范圍內(nèi)；第四個(gè)端口（DATA）與用戶的數(shù)字交換設(shè)備相連，如Cable Modem機(jī)頂盒等等，便于用戶與CATV雙向網(wǎng)在5～165MHz頻率范圍內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，雙向網(wǎng)用戶家中的設(shè)備有電話機(jī)、計(jì)算機(jī)、電視機(jī)、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(shè)計(jì)在樓幢單元用戶的中間部位，這是用戶分配網(wǎng)的有源設(shè)備，是可尋址集線器，應(yīng)具有尋址路權(quán)控制，對(duì)拆戶，不交費(fèi)用戶采取隨時(shí)關(guān)斷措施；如果用戶不需特殊服務(wù)，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(yuǎn)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(yīng)能順利的通過(guò)下行電視信號(hào)和上行回傳信號(hào)，放大器內(nèi)設(shè)置正反向放大模塊和雙向?yàn)V波器，上下行通道均應(yīng)有各自的可調(diào)衰減器和均衡器，放大器投入使用前應(yīng)對(duì)上、下行信號(hào)分別進(jìn)行單獨(dú)的調(diào)試，一般先調(diào)下行信號(hào)，后調(diào)上行信號(hào)，為了便于上行信號(hào)的調(diào)試，在調(diào)試上行信號(hào)時(shí)，送入專門的上行信號(hào)多頻點(diǎn)調(diào)試信號(hào)源，它能滿足上行通道高、中、低段各頻點(diǎn)射頻信號(hào)的調(diào)試需要，達(dá)到最佳調(diào)試電平，使上行信號(hào)的電平平坦度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

　　4．雙向光機(jī)

　　雙向光機(jī)相當(dāng)于一個(gè)雙向光工作站，在末端光節(jié)點(diǎn)能接收下行光信號(hào)，并轉(zhuǎn)換成多路RF射頻信號(hào)，為同軸網(wǎng)提供優(yōu)質(zhì)的下行信號(hào)和足夠的分配電平，對(duì)有雙向交互式用戶的網(wǎng)絡(luò)，光節(jié)點(diǎn)中應(yīng)有為上行信號(hào)提供功率發(fā)射的光發(fā)射機(jī)，它把交互式用戶回傳的信號(hào)電平接收后轉(zhuǎn)換成光的信號(hào)，傳向中繼站或前端機(jī)房，開(kāi)展多功能的綜合增值業(yè)務(wù)。

　　雙向光機(jī)對(duì)上行和下行信號(hào)均應(yīng)設(shè)置衰減和均衡器，便于調(diào)整過(guò)高或過(guò)低的信號(hào)，光機(jī)應(yīng)設(shè)置避雷或防高電壓入侵的保護(hù)設(shè)備，供電要可靠，并有備份電源，能達(dá)到電源自愈能力，確保光機(jī)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(shè)置在前端機(jī)房，它主要是前端向多條支路分配下行信號(hào)，又為下行多支路回傳信號(hào)進(jìn)入前端的分路/混合器，它應(yīng)為上下行提供優(yōu)質(zhì)的混合分路信號(hào)；適用于電纜全雙向網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)要求。

　　6．前端雙向設(shè)備

　　CATV雙向HFC傳輸網(wǎng)絡(luò)的前端，需設(shè)置雙向數(shù)據(jù)交換中心，它主要由中心交換設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)管理工作設(shè)備，各種功能的服務(wù)器，前端處理器，上變頻器，寬帶路由器智能管理等設(shè)施組成，中心交換設(shè)備能實(shí)現(xiàn)與服務(wù)器、網(wǎng)管站、前端處理器、路由器每個(gè)交換端口的交換功能，而服務(wù)器主要為中心交換機(jī)提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)工作、網(wǎng)絡(luò)管理站的工作主要提供對(duì)中心交換機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行偵查和維護(hù)，并對(duì)數(shù)據(jù)交換進(jìn)行管理。前端處理器主要任務(wù)是接收5～65MHz的上行射頻信號(hào)，并把RF信號(hào)解調(diào)后成為中心交換設(shè)備能理解的信號(hào)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(hào)，前端處理器實(shí)際上就是一臺(tái)Cable Modem，上變頻器可把下行QAM中頻信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)镃ATV頻段輸出的RF信號(hào)，送入雙向混合器，提供光發(fā)射機(jī)所需的下行傳輸信號(hào)。前端的寬帶路由器的工作內(nèi)容是提供中心交換設(shè)備與Internet進(jìn)行數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)交換和相關(guān)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(duì)所需管理的項(xiàng)目全智能化，如有條件接收、加密、報(bào)修、節(jié)目器材的管理達(dá)到全自動(dòng)，為開(kāi)展新的增值業(yè)務(wù)和新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)打下了良好基礎(chǔ)。

　　7．同軸電纜

　　為了加強(qiáng)對(duì)外來(lái)入侵干擾噪波的防御能力，對(duì)同軸電纜的選擇也很重要，過(guò)去使用的同軸電纜外導(dǎo)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(zhì)量差的電纜還達(dá)不到這個(gè)值，所以使用幾年后，因各種原因會(huì)使屏蔽衰減值下降更多，外來(lái)干擾雜波易從電纜進(jìn)入各個(gè)部位、進(jìn)入系統(tǒng)中、要保證雙向傳輸?shù)馁|(zhì)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(dá)到100dB左右，質(zhì)量相當(dāng)好的。還有些進(jìn)口高質(zhì)量的屏蔽衰減值可達(dá)到120dB左右，達(dá)到100dB的電纜都能有效的抑制外來(lái)入侵的各種干擾雜波，完全適合雙向傳輸網(wǎng)絡(luò)的要求，因此雙向網(wǎng)絡(luò)要求屏蔽對(duì)干擾信號(hào)的衰減比大于或等于對(duì)用戶要求的下列指標(biāo)：

　　載波互調(diào)比≥57dB，載波交調(diào)比≥54dB，載噪比≥43dB，信號(hào)交流聲比≥46dB，反之，會(huì)嚴(yán)重影響信號(hào)的傳輸質(zhì)量。

　　HFC雙向改造完成后，我們可以依托有線電視網(wǎng)絡(luò)資源，利用PC/Cable Modem或TV/STB組合實(shí)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(wù)已成為現(xiàn)實(shí)。這不僅僅是廣大用戶的企盼，更是有線電視網(wǎng)實(shí)現(xiàn)第二次騰飛的關(guān)鍵所在。搞好HFC網(wǎng)絡(luò)的雙向改造將給有線電視網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)極大的發(fā)展機(jī)遇。