有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò )技術(shù)

摘要：本文綜合介紹了北京有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò )目前實(shí)施的系統組成，特別是光纖同軸電纜混合網(wǎng)絡(luò )-HFC 款待接入網(wǎng)的拓撲結構，及雙向傳輸的實(shí)現方式。

關(guān)鍵詞：線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò ) 同軸電纜混合網(wǎng)絡(luò ) HFC 雙向傳輸 l有線(xiàn)電視系統技術(shù)發(fā)展的階段性 中國有線(xiàn)電視開(kāi)始于二十世紀七十年代，經(jīng)過(guò)二十多年的發(fā)展，從無(wú)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(xiàn)電視技術(shù)從自力更生、白手起家，到引進(jìn)國外先進(jìn)設備，系統技術(shù)水平發(fā)展很快。從VHF頻段、全頻道共用天線(xiàn)系統到750MHz、860MHz有線(xiàn)電視城域網(wǎng)系統，從同軸電纜傳輸到光纜、電纜、MMDS等多種傳輸技術(shù)的混合應用，從只傳輸模擬信號到模擬、數字信號的混合傳輸，從單向廣播網(wǎng)到雙向交互網(wǎng)絡(luò )。同時(shí)，先進(jìn)的數據傳輸設備、數字傳輸系統以及計算機技術(shù)在有線(xiàn)電視系統中的成功運用，中國有線(xiàn)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構框架“三網(wǎng)一平臺”的基礎網(wǎng)絡(luò )地位。有線(xiàn)電視技術(shù)先進(jìn)，有良好的社會(huì )效益和經(jīng)濟效益，是國家的基礎設施建設項目。 我國有線(xiàn)電視的發(fā)展歷程，總體上看，可分為三個(gè)階段，即：小型共用天線(xiàn)系統、大型共用天線(xiàn)系統和有線(xiàn)電視系統。 1．1小型共用天線(xiàn)系統階段(1975—1985年) 1、生長(cháng)的自發(fā)性 2、經(jīng)費的自籌性 3、企業(yè)的主動(dòng)性 4、系統的分散性 5、節目源的局限性 1．2大型共用天線(xiàn)系統階段(1985—1995年) 1．3有線(xiàn)電視系統階段(1996-現在) 有線(xiàn)電視系統的發(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、縣各行政區域范圍內建設有線(xiàn)電視網(wǎng)。目前．正朝著(zhù)大容量、數字化、雙向多功能等方向發(fā)展。 經(jīng)過(guò)幾年的網(wǎng)絡(luò )實(shí)踐，一個(gè)以傳輸廣播電視節目為主的A平臺和一個(gè)以傳輸數據為主的B平臺已經(jīng)取得成功。既保證了千家萬(wàn)戶(hù)收看高質(zhì)量的廣播電視節目，又為數據通信和各種信息的傳輸提供高速率、大容量、低資費、安全可靠的傳輸手段。 目前，我國大多數省市己開(kāi)通采用數字技術(shù)的光纜干線(xiàn)，實(shí)現了全省、全市范圍內的聯(lián)網(wǎng)。同時(shí)，全國骨干網(wǎng)采用先進(jìn)的數字傳輸技術(shù)，為開(kāi)展數字、數據傳輸業(yè)務(wù)提供了優(yōu)質(zhì)的服務(wù)平臺。我國有線(xiàn)電視進(jìn)人了實(shí)現數字化、交互式高速多媒體信息網(wǎng)的實(shí)驗階段。 2有線(xiàn)電視系統性能指標及相關(guān)標準 2．1基本概念 1、有線(xiàn)電視Cable televition(CATV)：用射頻電纜、光纜、多路微波或其組合來(lái)傳輸、分配和交換聲音、圖像及數據信號的電視系統。 2、付費電視Pay-TV：采用加、解擾技術(shù)，用戶(hù)需額外付費方可收看的電視節目。 3、雙向有線(xiàn)電視Two-way：具有上、下行傳輸的有線(xiàn)電視系統 4、前端Bead end：在有線(xiàn)電視系統中，用以處理需要傳輸的由天線(xiàn)接收的各種無(wú)線(xiàn)信號和自辦節目信號的設備。 5、分前端hub headend：系統輔助前端，通常設置在服務(wù)區中心。其向下傳輸模擬和數字電視信號，同時(shí)接收源于服務(wù)區內所有用戶(hù)上行傳輸的信號。 6、干線(xiàn)系統Trunk feeder system：在有線(xiàn)電視廣播系統中，用于各類(lèi)前端之間或前端與各分配點(diǎn)或各光節點(diǎn)之間傳輸信號的鏈路。 7、光鏈路optical link：利用光纖通信技術(shù)傳輸聲音、圖像和數據信號的鏈路。一般由光發(fā)送機(電／光轉換器)、光纖、光接收機(光／電轉換器)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)(HFqhybrid fibercoaxial以光纖為干線(xiàn)、同軸電纜為分配網(wǎng)的接入網(wǎng)。 9、光節點(diǎn)fiber node：為HFC網(wǎng)絡(luò )中完成光、電或電、光轉換的節點(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downstream transmiwssion path：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點(diǎn)分配到用戶(hù)的網(wǎng)絡(luò )部分。 11、上行傳輸通道upstream transmissionpath：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(hù)到前端或任何其它中心節點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò )部分。 12、系統輸出口System outlet：連通用戶(hù)線(xiàn)和接收機引入線(xiàn)的接口裝置。 13、雙向用戶(hù)端口two-way subscrider port：用戶(hù)室內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(wú)調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定帶寬內系統噪聲電平均方根值之比，用dB表示。 4、交擾調制比(CM)：在系統指定點(diǎn)，指定載波上有用調制信號峰一峰值對交擾調制成分峰一峰值之比，用dB表示。 5、載波互調比：在系統指定點(diǎn)，載波電平對規定的互調產(chǎn)物的電平之比，用dB表示。 6、載波復合二次差拍比(C／CSO)：在系統指定點(diǎn)，圖像載波電平與在帶內成簇集聚的二次差拍產(chǎn)物的復合電平之比，用dB表示。 7、載波復合三次差拍比(C／CTB)：在系統指定點(diǎn)，圖像載波電平與圍繞在圖像載波中心附近群集的復合三次差拍產(chǎn)物的峰值電平之比(多簇產(chǎn)物時(shí)應取疊加功率)，用dB表示。 8、交流聲調制比(HM)：基準調制與峰一峰值交流聲調制之比，用dB表示。 9相互隔離：在待測系統的頻率范圍內，任意頻率上系統某個(gè)輸出口與另一個(gè)輸出口之間的衰減，對任何特定的設施，總是取其頻率范圍內所測得的最差值做為相互隔離，用dB表示。 10、色度／亮度時(shí)延差：電視信號中色度和亮度分量通過(guò)被測系統之后，它們的延時(shí)不等稱(chēng)為色度／亮度時(shí)延差，用m表示。 11、回波值：在規定測試條件下，測得的系統中由于反射而產(chǎn)生的滯后于原信號并與原信號內容相同的干擾信號的值。 12、上行匯集噪聲：源自于用戶(hù)端、電纜和無(wú)源傳輸設備引入的干擾，以及光纖和有源設備自身產(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(guò)載電平：保證鏈路中上行光發(fā)射機和放大器不造成嚴重過(guò)載失真條件下，在用戶(hù)端可以注入的最大上行電平值。 14、上行通道群延時(shí)：在規定頻段內不同頻率信號從用戶(hù)端到前端接收端產(chǎn)生的傳輸時(shí)間差。 15、上行通道傳輸延時(shí)：信號從最遠路由用戶(hù)端至雙向通信設備上行射頻接收端傳輸的總延時(shí)。 16、窄帶數據頻段：適應于傳輸窄帶低速數據的信道頻段 17、寬帶數據頻段：適應于傳輸寬帶高速數據的信道頻段 18、通道串擾抑制比：在雙向系統運營(yíng)時(shí)，上行信號(滿(mǎn)負載時(shí))對下行電視信號產(chǎn)生干擾導致傳輸技術(shù)指標劣化。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)：用于在規定上行測量信號源電平值為標稱(chēng)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(雙向通信設備上行射頻接收端口)一上行匯集噪聲電平(雙向通信設備上行射頻接收端口) 20、用戶(hù)端口保護隔離能力：當某用戶(hù)端引入強干擾時(shí)，可能導致某信號頻段(信道)停止服務(wù)。系統對其引入干擾抑制的分貝值。 21、用戶(hù)電視端口噪聲抑制能力：在同一用戶(hù)室內，規定其用戶(hù)電視端口(或電視傳輸物理通道)相對于該用戶(hù)的雙向數據端口(或數據物理通道)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)與基準功率(P0)比的分貝值，即101gPl／P0。通常用dBuv表示。以在75歐姆負載電阻上產(chǎn)生luv電壓的功率(0.0133uuW)為基準。 23、上行傳輸增益：在雙向用戶(hù)端口注入電平為A1的信號，經(jīng)過(guò)上行傳輸通道，在前端或分前端雙向通信設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系統性能指標 1、下行傳輸系統主要技術(shù)參數要求 (1)系統輸出口電平(dBuv)60-80 (2)載噪比(dB)≥43(B=5.75MHz) (3)載波互調比(dB) ≥57(對電視頻道的單頻干擾) ≥54(電視頻道內單頻互調干擾) (4)載波復合三次差拍比(dB)≥54 (5)載波復合二次差拍比(dB)≥54 (6)交擾調制比(dB)≥46+10Lg(N一1)(N為電視頻道數) (7)載波交流聲比(%)≤3 (8)色亮度時(shí)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)標稱(chēng)上行端口輸人電平(dB，V)100(設計標稱(chēng)值)

(4)上行傳輸路由增益差(dB)≤10(任意用戶(hù)端口上行)

(5)上行通道頻率響應(dB)≤10 9．4—61．8MHz)≤1．5(32MHz范圍內)

(6)上行最大過(guò)載電平(dBuv)≥112(三路載波輸人，當二次或三次非線(xiàn)性產(chǎn)物為-40dBc時(shí)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?lèi)毫訒r(shí)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(jiàn)附表)

(8)上行通道傳輸延時(shí)(us)≤800

(9)回波值(%)≤10

(10)上行通道群延時(shí)(回≤30(任意3．2MHz范圍內)

(11)信號交流聲調制比㈤≤7

(12)用戶(hù)電視端口噪聲抑制能力㈣≥40

(13)通道串擾抑制比(dB)≥54

附表：上行傳輸通道波段劃分

波段

頻率范圍(MHz)

業(yè)務(wù)內容

傳輸媒質(zhì)條件

Ra

5.0-20.2

上行窄帶數據業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò )管理(上行)

共纜

Rb

20.2—58_6

上行竟帶數據業(yè)務(wù)

共纜

Rc

58.6-65.0

上行窄帶數據業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò )管理(上行)

共纜

2．4相關(guān)國家標準和行業(yè)標準

1、GB／T6510-1996<電視和聲音信號的電纜分配系統>

2、GY／T106-1999<有線(xiàn)電視廣播系統技術(shù)規范>

3、GY／T121-1995<有線(xiàn)電視系統測量方法>

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

5、GY／T132-1998<多路微波分配系統技術(shù)要求>

6、GY／T180-2001

7、GY／T135-1998《有線(xiàn)電視系統物理發(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(xiàn)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設備與部件>

10、GB50200-1994<有線(xiàn)電視系統工程技術(shù)規范>

11、GBJ42-81<工業(yè)企業(yè)通信設計規范>

12、GBJ79-85<工業(yè)企業(yè)通信接地設計規范>

13、GB57-83<建筑防雷設計規范>

14、GBJl20-88<工業(yè)企業(yè)共用天線(xiàn)電視系統設計規范>

15、GB7393-87<聲音和電視信號的電纜分配系統輸出口基本尺寸》

16、SJ2708-86<聲音和電視信號的電纜分配系統圖形符號》

3有線(xiàn)電視系統的組成

有線(xiàn)電視系統由三部分組成：前端系統、傳輸系統和電纜分配系統。

3．1前端

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

3．2傳輸系統

對于超大型或大型CATV系統而言，傳輸系統指遠距離傳輸的超干線(xiàn)或干線(xiàn)。它位于前端系統和電纜分配系統之間。對于干線(xiàn)系統的技術(shù)要求是將前端信號傳送到各個(gè)干線(xiàn)分配點(diǎn)所連接的電纜分配系統。同時(shí)必須達到載噪比和非線(xiàn)性失真指標要求。傳輸系統一般分別采用電纜、光纖或微波多路MMDS三種方式。

3．3電纜分配系統

位于傳輸系統和用戶(hù)終端設備之間，把前端經(jīng)干線(xiàn)系統傳輸的信號進(jìn)行放大和分配。將信號均勻地分配給各用戶(hù)，并使各用戶(hù)終端得到規定的電平。同時(shí)，各用戶(hù)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(xiàn)電視系統還必須符合反向回傳通道的技術(shù)要求。

4有線(xiàn)電視系統傳輸技術(shù)

4．1電纜傳輸技術(shù)

1，電纜傳輸系統的構成

電纜傳輸系統采用同軸電纜做傳輸線(xiàn)，構成CATV網(wǎng)的干線(xiàn)或超干線(xiàn)。電纜傳輸系統主要由同軸電纜和干線(xiàn)放大器間隔配置、級連構成，附屬設備有過(guò)電型分支器、分配器，用于干線(xiàn)分路。供電器和電源插入器用于干線(xiàn)放大器的電纜芯線(xiàn)供電。

2，電纜的傳輸特性及其補償

(1)同軸電纜的結構：

同軸電纜由內導體、外導體和中間的絕緣介質(zhì)組成。常用的有：藕芯型、封閉竹節型和物理發(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。細芯徑電纜衰減大于粗芯徑電纜衰減。衰減與電纜長(cháng)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約為0.2%／度。

D、屏蔽特性：優(yōu)質(zhì)的電纜外導體有良好的屏蔽作用，傳輸信號不受外界干擾，也不會(huì )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、機械特性：包括抗彎曲性能、防潮抗腐蝕性能和結構穩定性。

(3)電纜傳輸特性的均衡和補償：

由于同軸電纜的衰減與電纜的長(cháng)度成正比，干線(xiàn)要遠距離傳輸，必須對電纜的傳輸特性進(jìn)行補償。干線(xiàn)放大器用來(lái)補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(xiàn)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”設計。

3，對遠距離傳輸的限制

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

隨著(zhù)區域性有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò )建設的發(fā)展，干線(xiàn)傳輸系統的傳輸距離越來(lái)越大，而放大器級聯(lián)增多導致噪聲、頻率失真和非線(xiàn)性失真的積累，使得信號指標下降。而且電纜的溫度特性增加了系統設備的復雜度，遠距離傳輸時(shí)，可靠性差。系統的維護管理任務(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、聲音廣播及數據信號傳輸到各有線(xiàn)電視站、共用天線(xiàn)電視系統前端或直接到各用戶(hù)的微波系統。

(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)射與接收應在視距范圍內進(jìn)行。

2，MMDS傳輸系統的構成：由發(fā)射系統和接收系統組成，發(fā)射系統的設備包括發(fā)射機、合成器、饋纜和發(fā)射天線(xiàn)；接收系統的設備包括接收天線(xiàn)、下變頻器和供電器。

3，受無(wú)線(xiàn)傳輸缺陷的局限性

MMDS傳輸系統屬于無(wú)線(xiàn)傳輸，帶有無(wú)線(xiàn)傳輸的通用缺點(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)現電視信號的遠距離干線(xiàn)傳輸，保證電視信號的技術(shù)指標。

CATV系統中用于干線(xiàn)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(cháng)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置一臺放大器的同軸電纜干線(xiàn)，可以實(shí)現跨越幾十公里的直傳。徹底解決了干線(xiàn)放大器級聯(lián)造成傳輸信號技術(shù)指標下降的問(wèn)題。

(2)光纖頻帶寬，可以保證多路有線(xiàn)電視信號均衡地傳輸到各光節點(diǎn)。

(3)光纖無(wú)中繼傳輸距離長(cháng)，且抗干擾能力強，系統可靠性高。

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

2，光纖傳輸系統的構成

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

(1)空分多工：(SDM)。(上下各一光纖)

(2)時(shí)分多工：(TDM)。

(3)波分多工：(WDM)。

(4)副載波多工：(SCM)。

3，為開(kāi)展寬帶綜合業(yè)務(wù)傳輸提供開(kāi)放平臺

光纖有線(xiàn)電視網(wǎng)不僅僅局限于有線(xiàn)電視業(yè)務(wù)，它可以為開(kāi)展寬帶綜合業(yè)務(wù)傳輸提供一個(gè)開(kāi)放的平臺，是寬帶綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)的一個(gè)重要組成部分。用光纜構成廣域的包括電視業(yè)務(wù)在內的多媒體網(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)的拓撲結構

HFC有線(xiàn)電視網(wǎng)由光纖作干線(xiàn)、同軸電纜作分配網(wǎng)，構成光纖同軸混合網(wǎng)。它充分發(fā)揮了光纖和電纜所具有的優(yōu)良特性，有機地結合而完成了有線(xiàn)電視信號的高質(zhì)量傳輸與分配。從而構成了這一獨特的光纖／同軸電纜混合網(wǎng)絡(luò )結構。HFC是一個(gè)以前端為中心、光纖延伸到小區并以光節點(diǎn)為終點(diǎn)的光纖星形布局，同時(shí)，以一個(gè)星樹(shù)型同軸電纜網(wǎng)絡(luò )從光節點(diǎn)延伸覆蓋用戶(hù)。因而，HFC有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò )拓撲是一個(gè)星一樹(shù)形結構。

在HFC寬帶接入網(wǎng)中，模擬電視和數字電視、綜合數據業(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，將下行信號用一根光纖傳輸至相應的光節點(diǎn)。在光節點(diǎn)，將下行信號變換成射頻信號。每個(gè)光節點(diǎn)通過(guò)同軸電纜，以星樹(shù)形拓撲結構覆蓋用戶(hù)。從用戶(hù)來(lái)的上行信號在光節點(diǎn)變換為上行光信號，通過(guò)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(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)監控信號、視頻點(diǎn)播信號以及數據通信業(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(shí)，除調頻廣播業(yè)務(wù)外，可安排約54個(gè)頻道的模擬電視節目。550-750MHz為下行數字通信信道，用于傳輸數字廣播電視、VOD數字視頻以及數字電話(huà)下行信號和數據，上行數據一般利用5-65MHz頻段，為了提高抗干擾能力，采用QPSK(或16QAM)調制。

有線(xiàn)電視HFC網(wǎng)上綜合多種數字業(yè)務(wù)是依靠電纜調制解調器Cable modem和機頂盒Set-top-Box。Cable modem系統由置于用戶(hù)端的Cable modem(CM)和設置于前端的CMTS(電纜調制解調端接系統)組成。用戶(hù)端CM的基本功能是將上行的數字信號調制成RF信號，將下行的RF信號解調為數字信號。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字業(yè)務(wù)；Cable modem系統的下行速率高是顯著(zhù)的優(yōu)勢，提高了網(wǎng)絡(luò )資源的利用率；同時(shí)，還具有永久在線(xiàn)、無(wú)須撥號的優(yōu)點(diǎn)。

有線(xiàn)電視接入網(wǎng)絡(luò )的主要業(yè)務(wù)可分為兩大類(lèi)，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目的傳輸和正在逐步發(fā)展的數字廣播、數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(huà)、會(huì )議電視、遠程教育、遠程醫療等。

５有線(xiàn)電視電纜傳輸網(wǎng)絡(luò )

有線(xiàn)電視電纜傳輸網(wǎng)絡(luò )，作為有線(xiàn)電視城域網(wǎng)的一部分，其規劃設計，從規劃思路、設計標準、技術(shù)指標、施工工藝規范等方面，都發(fā)生了很大變化。有線(xiàn)電視電纜傳輸網(wǎng)絡(luò )已不再象以往那樣：每個(gè)小區都自成體系，具有接收電視信號的前端、傳輸外線(xiàn)和樓內分配網(wǎng)絡(luò )，屬于封閉的、小型獨立的共用天線(xiàn)系統。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 )，它不但要符合達到相關(guān)的國家標準，還必須執行所在地域有線(xiàn)電視網(wǎng)的總體技術(shù)要求。

5．1雙向傳輸的實(shí)現方式：

在HFC接入網(wǎng)中，為了實(shí)現信號的雙向傳輸，同時(shí)采用了空分復用、頻分復用和時(shí)分復用技術(shù)。從光節點(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用：從光節點(diǎn)到用戶(hù)的電纜網(wǎng)中，上下行信號采用頻分復用，數據傳輸采用時(shí)分復用方式，

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據傳輸的主要問(wèn)題。由于反向噪聲大，數據傳輸鏈路的C／N大大降低。因此，解決反向回傳通道的噪聲問(wèn)題，是Ⅲc網(wǎng)絡(luò )順利開(kāi)展雙向業(yè)務(wù)的關(guān)鍵。

上行通道中匯集的噪聲來(lái)源于多種形式。其中，影響上行信號傳輸的主要是信號的削波失真、網(wǎng)絡(luò )結構噪聲和侵入噪聲。

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

(2)結構噪聲主要來(lái)源于系統中的有源設備的器件自身產(chǎn)生的基礎熱噪聲。同時(shí)，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、不規則的射頻干擾。它是HFC網(wǎng)絡(luò )開(kāi)展雙向數據通信需要努力克服的技術(shù)難題。系統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(dòng)機、發(fā)動(dòng)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(luò )的組成

1、傳輸系統

包括光節點(diǎn)中的正、反向RF放大?？?、雙向延長(cháng)放大器、線(xiàn)路分支器、分配器、供電器、同軸電纜等。光節點(diǎn)中的正向光接收機將下行光信號轉換成電信號后，經(jīng)置于光節點(diǎn)內的RF寬帶放大器放大至較高電平，再由延長(cháng)線(xiàn)上的延長(cháng)放大器、同軸電纜和線(xiàn)路分支、分配器，將信號下行信號分路傳送給各分配系統。來(lái)自分配，系統的反向回傳上行信號，從分配放大器的輸入端口沿著(zhù)正向傳輸的途徑進(jìn)行反向回轉，經(jīng)同軸電纜、線(xiàn)路分支器、分配器、延長(cháng)放大器，進(jìn)入光節點(diǎn)，送人回傳激光器。

2、分配系統

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(hù)終端和同軸電纜等。

延長(cháng)線(xiàn)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(guò)同軸電纜、分配器、分支器，傳送給每個(gè)用戶(hù)終端。來(lái)自用戶(hù)的反向回傳上行信號，從用戶(hù)應用設備的回傳發(fā)射機，通過(guò)用戶(hù)電纜回送人用戶(hù)終端，經(jīng)過(guò)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。

5．4電纜分配網(wǎng)絡(luò )的規劃與設計

由于住宅小區的網(wǎng)絡(luò )規劃受土建規劃的制約，各種形式風(fēng)格住宅小區的土建設計千差萬(wàn)別，建筑物大小、高低、形狀各異。特別是各小區內建筑群體布局各不相同。因此，住宅小區的網(wǎng)絡(luò )規劃也不可能有統一的模式，只能因地制宜。

1光節點(diǎn)的位置

光節點(diǎn)應設置在服務(wù)區的中心建筑物內，以達到盡量減少延長(cháng)線(xiàn)電纜傳輸的最遠距離，并減少延長(cháng)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(xiàn)性失真。

2光節點(diǎn)服務(wù)區的劃分

應按照各建筑物內的用戶(hù)數量，將相近的建筑物組成500左右的服務(wù)區。由于不同結構的建筑物中的用戶(hù)數量差別較大，因此不宜按照建筑物數量劃分服務(wù)區。

3、器材選用

(1)同軸電纜的選用

系統內所有電纜均選用物理發(fā)泡電纜。延長(cháng)線(xiàn)的電纜，應選用外導體為鋁管結構的一12電纜。所有外線(xiàn)電纜均采用穩定的聚乙烯外護套。

(2)延長(cháng)放大器

由于光接點(diǎn)服務(wù)區都不太大，采用手動(dòng)增益控制放大器(MGC)能夠滿(mǎn)足使用要求。延長(cháng)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(cháng)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

(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

(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(shí)，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

5．5用戶(hù)分配網(wǎng)絡(luò )

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

2用戶(hù)分配網(wǎng)使用的設備

(1)雙向用戶(hù)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(wú)源網(wǎng)絡(luò )設備，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，可持續進(jìn)行再分配。分支輸出有一系列的衰減量，供信號分配時(shí)選用。同時(shí)，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

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。相互隔離數值越大，相互影響越小。

C、端口阻抗與反射損耗

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

分支器的主要性能指標

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(hù)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(cháng)，宜采用-7或-9電纜。為了降低回傳通道的噪聲，應選用四屏蔽電纜。