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1、双向有线数字电视光纤同轴电缆网基础与设计焦方性北广电子集团北电科林电子有限公司 副总工程师中国广播电视设备工业协会 专家委员会 委员中国广播电视设备工业协会 有线电视分会专家组 组长广电总局中国有线电视网络公司 客座教授2007年10月1、必须符合国标、行标及各省、市、自治区的相关法规 关于有线电视系统的部分国标、行标P-GB50200-1994有线电视系统工程技术规范 GB/T6510-1996 电视和声音信号的电缆分配系统GY5063-1998 市、县级有线广播电视网设计规范 GY/T106-1999 有线电视广播系统技术规范GY/T170-2001 有线数字电视广播信道编码与调制规范GY
2、/T180-2001 HFC网络上行传输物理通道技术规范GY5075-2005 城市有线广播电视网络设计规范GY/T221-2006 有线数字电视系统技术要求和测量方法2有线电视在现有各种宽带网络中的位置 除有线电视双向光纤电缆混合网CATV TWO WAY HFC以外，目前，具备规模的各种宽带网络还有： 电信网，PSTNISDNADSLVDSL； 以太网，ETHERNETFEGETE； 电力线通信网PLC。 此外，还有无线局域网WLAN。 存在即合理，各种网络均有各自的生存空间。事实上，各种网络各有优缺点，但是，都在进行着数据、声音、图像三网融合的工作，都在努力地争取着数字电视业务。 各种网
3、络之间，又竞争、又联合，形成了错综复杂的局面。 各种宽带网络开展三网融合业务各有优缺点 电信网数字用户多，但是，设备配置需升级、线路老化需更新。 以太网是最集约化的网络，但是需全线更新为更高级别的线速路由交换机。 移动网是最方便的随身网络，但是流量小、价格高。 有线电视双向HFC是最佳大容量透明传输网、是最佳广播网、是唯一兼容模拟和数字信号的网络、是目前唯一可传输高清晰度电视HDTV的现实网络。其缺点是，非数字基带信号传输，必须使用大量调制解调器；信号幅度小，容易被干扰。 必须充分认识各种宽带网络的优缺点，知己知彼、扬长避短，方能立于不败之地。 交换式数字广播SDB 数字电视总前端的全部广播、
4、窄播信号，不进行多节目传输流MPTS的组合，不进行QAM调制，以数字基带单节目传输流SPTS群的方式输出； 总前端至分前端，采用至少10千兆位的电信级城域以太网10GE MAN，大容量地向各分前端传输； 各分前端只选择总前端送来SPTS群中的广播信号和与本分前端有关的窄播信号，组成若干MPTS，一一对应于边缘IP-QAM调制器群，向HFC网络传输。为尽量缓解MAN的压力，靠缓冲服务器解决重复点播的问题。电缆调制解调器终端系统CMTS设在分前端，负责双向通信。 21广电系统数字化三步走的战略 2003年开始，发展有线数字电视； 2005年开始，开展卫星直播数字业务和地面数字电视； 2008年开始
5、，大力发展地面数字电视并开播高清晰度电视。 卫星直播、网络电视，将成为有线电视强有力的主要竞争对手。 卫星直播的优点是接收方便、节目量大；缺点是没有用户喜闻乐见的当地节目、难以交互。 22有线电视从模拟整体转换为数字的时间表 2005年，直辖市、东部地以上、中部部分地以上、西部省会； 2008年，东部县以上、中部大部分县以上、西部少数县以上； 2010年，中部县以上、西部大部分县以上； 2015年，西部所有县。我国将关闭模拟电视。 由于种种原因，有线数字电视计划2003年100万户、2004年1000万户、2005年3000万户的计划没有完成，至2006年底总共只完成了1000万户，但是，迫于
6、残酷的竞争形势，经过上下努力，2007年必定是大发展的一年。 美国原定2006年12月31日全境关闭模拟电视，现在已推迟到了2009年2月17日。令人欣喜的是，美国有线电视业从2000年起数字化改造，采用SDB、双向HFC结构，2004年起，收入已反超电信业。 23有线数字电视的发展策略变化 广电总局普及有线数字电视的策略： 政府领导、广电实施、社会参与、群众认可、整体转换、市场运作。 理念转变：网络为王内容为王服务为王。 用户关心：内容、服务、性价比，不关心技术； 努力做到使用户，需要，离不开。 服务项目： 视频服务，直播、点播、时移； 信息服务，阳光政务、社区服务、网络游戏、互动广告、电视
7、短信、交通服务； 电子商务，家庭银行、电视商城、证卷交易、彩票业务； IP电话，可视电话。 24卫星、地面、有线数字电视的调制方式 卫星数字电视广播DVB-S，采用正交相移键控QPSK调制，效率低，但抗宇宙空间的干扰、噪声能力强；DVB-S2，HDTV采用H.264编码。 地面数字电视广播DVB-T，采用编码正交频分复用COFDM调制；地面数字多媒体广播DMB-T，采用时域扩频同步正交频分复用TDSOFDM。均抗多途径干扰、适应临界区无缝换站接收，适用于地面移动接受和固定接收。 有线数字电视广播DVB-C，采用多值正交调幅m-QAM调制，效率高（m值16、32、64、128、256、512、1
8、024）。 数字多路微波分配系统MMDS、数字多路超高频分配系统MUDS，采用与DVB-C相同的调制方式。用于地面固定接收，适用于分散、空旷、边远地区的固定接收。 25交互式业务是必然趋势 要满足用户不同的个性化需求，就必须互动，互动功能是开展增值业务的前提。有线电视系统中的各种互动方式可以是： 双向HFC是主流。 还有： 单向HFC以太网、 单向HFC无线局域网、 单向HFC电话线、 单向HFC预定可选、 单向HFC用硬盘录像PVR等。 数字电视广播可暂用单向，交互业务必须双向数字电视广播可暂用单向，交互业务必须双向。 26有线数字电视机顶盒为开展数字业务，有线数字电视机顶盒STB必不可少。
9、带有用户管理系统SMS信息的IC卡，由当地有线数字电视网络运营商控制。为给用户提供方便，应有电子节目指南EPG、或电子信息指南EIG。为适应自由选用条件接受系统CAS，机顶盒应该通用，方向是软软硬硬分分离离、机机卡卡分分离离。目前，三个方案待市场选择：清华大卡USB2.0、国微大卡PCMCIA、交大小卡SC。电视机更新周期长、机顶盒更新周期短，两种更新周期不同的产品不宜合二为一，电视机内置机顶盒基本否定。机顶盒大体分为基本型、增强型、豪华型三类，但是三者之间无严格的界线。功能比较完善的机顶盒应该具备：Java中间键；既有下行解调器，又有上行调制器(DOCSIS2.0以上)；MPEG-、MPEG
10、-、H.264解码，具有自主知识产权的AVS有望取代所有编解码洋标准，以便各种宽带网之间互连互通；SDTV、HDTV兼容；既有模拟音像输出，又有数字音像输出；具有存储功能；具有电缆调制解调器CM的功能；具有IP电话的功能；可以连接其他数字家庭终端设备。机顶盒更进一步的发展是家庭网关：具有RJ-11、RJ-45、USB、IEEE1394、HDMI（具有高带宽内容保护HDCP功能，2006年7月10日已升级至HDMIv1.3，由165MHz、4.95Gbps，升至340MHz、10.2Gbps） 、电缆、光纤等各种入出接口；电缆接口具有QPSK、COFDM、TDSOFDM、m-QAM等解调功能；。
11、 时移电视 时移电视，没有特别严格的定义。一般意义上讲，就是实时存储、带时间标记的延时播放。有几种方法可以实现： 1、实时存储+ 事后事后TVOD（自定时延时播放）； 2、实时存储+ 事后事后NVOD（分时段延时播放）； 3、无须前端存储，带硬盘录像的PVR机顶盒，也可以实现事先事先自主时移电视。 3 频分复用FDM频谱配置31频谱配置及调制方式 国内的四种上下行频率分割方式： 30/47 MHz；（原美标、原行标） 42/54 MHz；（现美标） 55/70 MHz；（现日标） 65/87 MHz。（现欧标、现行标） 选择上下行频率分割方式的原则： 首选现行标65/87MHz，原因是，符合行
12、标、有效上行通带最宽； 与当地有线电视网络采用的分割方式相同，以便对接。 低端上行：565MHz，适应不同速率的业务，频道带宽分别为0.2、0.4、0.8、1.6、3.2、6.4MHz。 送入STB或电缆调制解调器CM的时分复用TDM数字信号，经QPSK、或m-QAM调制器，符合FDM的要求。 调频广播：87108MHz，每频道0.2MHz，载频间隔0.4MHz，最多52个频道，调频FM调制。 系统管理：108111MHz，频移键控FSK调制。 模拟电视：111550MHz，每频道8MHz，最多54个频道，调幅残留侧边带AM-VSB调制。 数字业务：550862(750)将来87862MHz，
13、每频道8MHz，最多96个频道，TDM的数字信号，经m-QAM调制器符合FDM的要求。 高端上行：9001000MHz，预留。 至今，高端上行国内外从未用过；而且，随着交互式数字电视业务的开展，下行带宽显得越来越紧张。2004年以来，一些国际大公司，已经将下行带宽上限扩展至1000MHz，下行又可以增加17个频道，变成了最多113个频道。 32 设备频率范围（MHz） 前端 光节点 双向宽放 下行：光发47862、 光收47862、 宽放47862。 上行：光收5200、光发5200、宽放565。 无源设备 51000。 其中，上行光收发65200MHz，用于在光节点通路口EXIT加入电缆分配
14、网以外的信号，提高了上行通道的通信能力，模拟电视信号多时，用DFB上行光发； 另一个用途是，光节点的各电缆端口均为565MHz输入，分别经频谱搬移至65200MHz，再共用一台上行光发射机的技术，国内还无应用。 33数字信号容量 调制信号的占有带宽，即噪声带宽为 BWocc=(1+)fs。 式中： 是滤波器的滚降系数。对M-QAM，=0.15；对QPSK，=0.35； fs是调制的符号率（或Rs）。每频道8MHz的M-QAM调制方式，fs=6.875Mbaud；得噪声带宽BWocc=（1+0.15）6.875=7.91MHz。 将星座图的符号点数记为M，总共比特率（或Ru）fb=mfs。 式中
15、：m=10log2M=10logM/log2。 M-QAM所载传输流的每个包长为204字节，减去每包16字节的RS（里德索罗门）纠错码，每包可用188字节。 则：可用比特率fb=总共比特率fb188/204。M（M-QAM点数）1632641282565121024m=10logM/10log245678910总共比特率共比特率fb（Mbps）=mfs（8MHz频道道fs=6.875）27.5034.3841.2548.1355.0061.8868.75可用比特率可用比特率fb（Mbps）=mfs188/20425.431.738.044.450.757.063.4C/N门限（dB）17.72
16、0.723.726.729.732.735.7中国下行中国下行8MHz频道速率表频道速率表（一）（二）0.8bps/Hz 信号速率（信号速率（r=6.4Mbps/8MHz）Mbps M（M-QAM点数） 1632641282565121024m=10logM/10log2 45678910R=mr 25.6 32.0 38.4 44.8 51.2 57.6 64.0 C/N门限（dB） 17.720.723.726.729.732.735.7上行频道速率表上行频道速率表0.8bps/Hz信号速率（Mbps）M（M-QAM点数）rQPSK8163264128256m=10logM/10log21
17、2345678频道宽度MHz0.20.160.320.480.640.800.961.121.280.40.320.640.961.281.601.922.242.560.80.641.281.922.563.203.844.485.121.61.282.563.845.126.407.688.9610.243.22.565.127.6810.2412.8015.3617.9220.486.45.1210.2415.3620.4825.6030.7235.8440.96 目前，下行全数字信号的最大容量：目前，下行全数字信号的最大容量： 每台下行光发射机， 64-QAM时，9638=3.6Gbp
18、s、11338=4.3Gbps； 256-QAM时，9650=4.8Gbps、11350=5.7Gbps。 64-QAM时，每户最高38Mbps； 256-QAM时，每户最高50Mbps。 目前，上行全数字信号的最大容量：目前，上行全数字信号的最大容量： 每台上行光发射机， 64-QAM时，930=270Mbps。 每户最高30Mbps。 数字设备配置与全部交互式业务用户的比例，以最高以最高服务速率并发率估算：服务速率并发率估算： 图像、乐音1:4（1：101：2）；数据、通话1:10。 4 分贝表示法及其计算 有线电视系统中，数据的表述、计算，大量使用分贝。好处是：大数变小数、乘除变加减。
19、41基本公式 两种对数表示法的基本单位： 奈培ln(px/py) ，基本单位N，不常用。 贝尔lg(px/py)，基本单位B，常用分贝尔dB。 功率10lg(px/py) (4-1) 10lg(px/py) =10lg(ux2/R)/（uy2/R)）=10lg(ux/uy)2 电压20lg(ux/uy) (4-2) 42八种分贝表示法 四种相对电平： 增益+dB，10lg(px/py)或20lg(ux/uy)，真数部分比值1 衰减-dB，10lg(px/py)或20lg(ux/uy)，真数部分比值1 指标+dBc，10lg(px/py)或20lg(ux/uy)，真数部分比值1 指标-dBc，1
20、0lg(px/py)或20lg(ux/uy)，真数部分比值1 四种相对电平，除非特殊需要，在一般文语中均用dB，有使用场合及前言后语的限定，不会发生误解； 四种绝对电平： 功率dBm，10lg(px/10-3)； 逆运算px=10(xdBm/10)10-3 电压dBmv，20lg(ux/10-3)； 逆运算ux=10(xdBmv/20)10-3 电压dBv，20lg(ux/10-6)； 逆运算ux=10(xdBv/20)10-6 场强dBv/m，20lg(ux/10-6)/m 43三种绝对电平的相互换算 0dBm变为dBmv，20lg(10-375)1/2/10-3=48.75dBmv 0dB
21、m变为dBv，20lg(10-375)1/2/10-6=108.75dBv dBmv变为dBv，dBmv20lg(103)=dBmv60dB dBv变为dBmv，dBv20lg(103)=dBv60dB 绝对电平转换加值表绝对电平转换加值表 4-1 转换加值(dB) dBm dBmv dBv dBm 48.75 108.75 dBmv 48.75 60 dBv 108.75 60 44六种分贝计算方法 乘除变加减：乘除变加减： 10lg(xy)=10lgx+10lgy或 20lg(xy)=20lgx+20lgy (4-3) 10lg(x/y)=10lgx10lgy或 20lg(x/y)=20l
22、gx20lgy (4-4) 增益、衰减的加减：增益、衰减的加减： 直接加减，单位是dB。 增益、衰减与绝对电平的加减：增益、衰减与绝对电平的加减： 直接加减，单位服从绝对电平。 +dBc的指标叠加及分离：的指标叠加及分离： Z-Clg(10(-X/C)10(-Y/C) (4-5) X-Clg(10(-Z/C)10(-Y/C) (4-6) -dBc的指标叠加及分离：的指标叠加及分离： ZClg(10(X/C)10(Y/C) (4-7) XClg(10(Z/C)10(Y/C) (4-8) 功率（电压）的叠加及分离：功率（电压）的叠加及分离： ZClg(10(X/C)10(Y/C) (4-9) XC
23、lg(10(Z/C)10(Y/C) (4-10) 不同频率的信号相加是功率叠加。 相同频率的信号相加是电压叠加； 电压叠加与相位有关。 45叠加及分离系数C 叠加及分离系数叠加及分离系数C表表 4-2C/CSO / C/CTB 外调制光链路 直调制光链路 电缆线路 外调制光链路 12 10 10 直调制光链路 10 15 15 电缆线路 10 15 10/20 C/N是10 NPR是综合表现，应分别使用C/N、C/CSO、C/CTB各自的系数 P是10；U是20 纯电缆网，一种指标，一种系数，由前向后，顺序计算； 光纤电缆混合网，一种指标，几种系数，只能先在每段相同系数的范围内计算；然后，再依
24、次在不同系数的段间计算。 5噪声和失真 51噪声 光链路噪声： 光发相对强度噪声、光电转换量子（散粒）噪光发相对强度噪声、光电转换量子（散粒）噪声。声。工程上用光链路损耗与C/N对照表查得； 光纤噪声，光纤噪声，每dB光纤损耗造成C/N下降0.1dB。 宽放热噪声宽放热噪声:Un0=20lg(un0/10-6) =20lg(pn0R)1/2/10-6 =20lg(KTBR)1/2/10-6 =20lg(1.3810-23(273+)B75)1/2/10-6 (5-1)Pn0=Un0108.75dB (5-2) 热噪声电平热噪声电平Un0、Pn0对照表对照表 5-1 B MHz （1Hz） 0.
25、20.40.81.63.25.756.48.0Un0dBv 20 -65.2 -12.2 -9.2 -6.2 -3.1 -0.1 2.4 2.9 3.8 60 -64.6 -11.6 -8.6 -5.6 -2.6 0.4 3.0 3.4 4.4 Pn0dBm 20 -173.9 -120.9 -117.9 -114.9 -111.9 -108.9 -106.3 -105.9 -104.9 60 -173.4 -120.4 -117.4 -114.3 -111.3 -108.3 -105.8 -105.3 -104.3 52失真 失真，包括：线性失真、非线性失真。 线性失真包括：幅度失真、相位失
26、真。 非线性失真，即：多信号工作时，非非线性失真，即：多信号工作时，非线性器件产生的新生频率成分。线性器件产生的新生频率成分。在有线电视系统中，谈到失真，如无特指，都是指非线性失真。 非线性失真，采用三信号fa、fb、fc，三阶以内，三角函数分析法分析。结果如下。 二阶失真三种： 直流成分，设备中的隔直流电容，令其不会叠加； 二次谐波，2fa、2fb、2fc； 二次互调，fafb、fafc、fbfc。 二次谐波、二次互调，统称复合二次二次谐波、二次互调，统称复合二次互调互调CSO，CSO是一个电平值。载波电是一个电平值。载波电平平C与复合二次互调电平与复合二次互调电平CSO的差值，的差值，就是
27、载波复合二次互调比就是载波复合二次互调比C/CSO。 CCSO是+dB，CSOC是-dB。两种表示方法，绝对值相同，正负号不同。 载波电平C每升高1dB，复合二次互调电平CSO就升高2dB，两者的差值即载波复合二次互调比C/CSO就减少1dB。 电平频率C+1dBCSO+2dBC/CSO-1dB 三阶失真五种： 基波成分，与原信号同频同相，忽略不计； 三次谐波，3fa、3fb、3fc； 三次互调，2fafb、2fafc、2fbfa、 2fbfc、2fcfa、2fcfb； 三次差拍，fafbfc； 交扰调制，每频道(N1)个。 三次谐波、三次互调、三次差拍，统称复合三次差拍三次谐波、三次互调、三
28、次差拍，统称复合三次差拍CTB，CTB是一个电平值。载波电平是一个电平值。载波电平C与复合三次差拍电平与复合三次差拍电平CTB的差值，的差值，就是载波复合三次差拍比就是载波复合三次差拍比C/CTB。 CCTB是+dB，CTBC是-dB。两种表示方法，绝对值相同，正负号不同。 载波电平C每升高1dB，复合三次差拍电平CTB就升高3dB，两者的差值即载波复合三次差拍比C/CTB就减少2dB。 载波电平载波电平C与交扰调制电平与交扰调制电平CM的差值，就是载波交扰调制比的差值，就是载波交扰调制比C/CM。 载波电平C每升高1dB，交扰调制电平CM就升高3dB，两者的差值即载波交扰调制比C/CM就减少
29、2dB。 一般，在一个系统中，两种三次失真，只核算最差的一种： 当频道数N少于30时，只核算按算术规律增加的C/CM； 当频道数N多于30时，只核算按指数规律增加的C/CTB。 现在，几乎所有的系统，频道数N均多于30，今后还会更多。所以，三次失真只需核算C/CTB即可。C+1dBCTB+3dBC/CTB-2dB电平频率 53双向HFC光电传输上下行通路的噪声和失真 噪声和失真是光电传输的一对基本矛盾，两者同等重要，不能顾此失彼。 正确的处理原则只能是： 噪声失真平衡。噪声失真平衡。 噪声失真平衡要求： 模数共传时模数共传时，各项系统指标数值不同，噪声和最差的噪声和最差的一种失真，电平余量相等
30、一种失真，电平余量相等； 全数字信号，噪声失真都视同为噪声，噪声和最差的噪声和最差的一种失真，指标数值相等一种失真，指标数值相等。 模数共传时，系统对噪声和失真要求不同模数共传时，系统对噪声和失真要求不同，C/N要求较低，是43dB；而对C/CTB、C/CSO要求较高，是54dB。全数字信号，系统对噪声和失真要求相同全数字信号，系统对噪声和失真要求相同，是统一的NPR要求，相比之下，原来的C/N低了，C/CTB、C/CSO高了；必须通过提高光发入、宽放出的工作电平，提高C/N，降低C/CTB、C/CSO，达到NPR最高且一致。即，与模数共传时相比，全数字信号所需的信号总功率必然提高了。 系统的
31、数字信号误码率10-6 。 两种信号下的噪声、失真两种信号下的噪声、失真： 模数共传时，各模拟电视频道的载波功率，都集中在各模拟电视频道的载波功率，都集中在图像载频上，图像载频上，因此，有载噪比C/N、载波复合二次互调比C/CSO、载波复合三次差拍比C/CTB之分，而且，均可分别测量； 全数字信号，由于各数字频道内的载波功率都是平均各数字频道内的载波功率都是平均分布的，分布的，C/CSO、C/CTB也成了载波互调噪声CIN，噪声、失真难以区分，C/N、C/CTB、C/CSO无法分别测量，只能用统一的功率噪声比NPR代替。 必须清醒地认识到，全数字信号只有NPR，是就表现和测量两个角度而言的，噪
32、声、失真产生的机理，不会随着模拟改数字而发生改变。因此，全数字信号，虽然，噪全数字信号，虽然，噪声、失真指标只有声、失真指标只有NPR，但是，具体的噪声、失真，仍然，但是，具体的噪声、失真，仍然是分别计算是分别计算C/N、C/CTB、C/CSO。 fvfcfafo模拟频道频谱数字频道频谱 模数共传时数字信号的传输环境： 模拟信号系统指标C/N43dB、C/CTB54dB； 数字信号需要的C/N， 64-QAM时26dB、256-QAM时30dB。 通常，数字频道功率比模拟频道低，64-QAM时低10dB，256-QAM时低6dB。两种数字频道电平的差值，正好是两种数字频道C/N的差值。 64-
33、QAM时： C/N43-10-10lg（8/5.75）43-11.431.6dB； C/CTB54-10-10lg（8/0.3）54-24.329.7dB。 256-QAM时： C/N43-6-10lg（8/5.75）43-7.435.6dB； C/CTB54-6-10lg（8/0.3）54-20.333.7dB。 结论：合格的模拟信号系统传输数字信号毫无问题。 但是，有些模拟信号系统并不合格，为了保证数字信号的正常传输，模拟信号系统中，加入数字信号的频道，指标下限不得低于： C/N43-（31.6-26）37.4dB； C/CTB54-(29.7-26)50.3dB。 光发入：光发入： 噪声
34、失真平衡。取决于光发驱动电平，即调制度，取决于光发驱动电平，即调制度，低时噪声差、失真好，高时噪声好、失真差； 光收输入光功率同时影响噪声。 宽放出：宽放出： 输入电平决定噪声，输出电平决定失真，增益不宜太输入电平决定噪声，输出电平决定失真，增益不宜太高。高。 模数共传时，干放应噪声失真平衡；支放不属于传输，而属于分配，以失真合格为前提，使用最高输出电平。 全数字信号，无论干放、支放，无论下行、上行，均应以各自统一的NPR为准，噪声失真平衡。只是下行支放，稍有特殊。下行支放的输出电平，由用户分配部分的需要决定，一般，会偏离噪声失真平衡电平，但是，必须予以严格限制。SiSoC/NC/CTBSi
35、+ G = So G 54指标分配原则 众所周知，系统的噪声和失真，是由各部分有源设备叠加而成的，必须控制各部分有源设备的指标，才能保证整个系统的指标。 关于指标分配，有两种思路： 第一种思路，以以指指标标分分配配比比例例为为基基础础，先分配指标，后选配设备。 将各部分指标分配比例，按下列各式，计算成为分指标（系统指标基础都是系统指标+1dB）： C/NX=C/NS+110lg(x%) (5-3) C/CSOX=C/CSOS+1Clg(x%) (5-4) C/CTBX=C/CTBS+1Clg(x%) (5-5) 由于系统规模千差万别，产品又各不相同，要事先正确合理地设定分配比例，并且事后准确无
36、误地实现分配比例，可能性很小；况且，静态的指标分配，不符合系统实际，指标余量各留1dB远远不够；不少情况下，是倒过来，根据产品指标，确定指标分配比例，再反过来，算回产品指标，比如，光链路指标，基本属于这种情况。因为，光链路指标，是由光收发产品决定的，改变了，就破坏了噪声、失真平衡的原则。 第二种思路，以以合合理理使使用用产产品品为为基基础础，根据规模、实力、环境，先优选设备，后核算指标。原则是： 前端指标尽量高；前端指标尽量高； 光电传输噪声失真平衡；光电传输噪声失真平衡； 分分配配放放大大器器充充分分利利用用最最恶恶劣劣条条件件下下前前端端、光光电电传传输输叠叠加后剩余的系统指标，确定输出电
37、平范围。加后剩余的系统指标，确定输出电平范围。 这种思路的优点是：可操作性强，强调动态合格，符合系统实际。缺点是：必须由前向后逐段认真计算，比较麻烦。 6 前端 前端是系统的信号源，应尽可能选用高质量设备。 此外，还应注意： 应根据广播、窄播的需要，搭好多路混合的架子，搭好多路混合的架子，避免随加随改的麻烦；采用插入损耗小的分配式多路混合器，空闲端口必须终接；为了保证噪声和失真，不宜采用带放大器的混合器。不宜采用带放大器的混合器。 大中型系统，前端肯定需要宽频带放大器。前端宽放，是系统前端宽放，是系统的首台干放，必须严格控制噪声和失真。的首台干放，必须严格控制噪声和失真。必须采用高线性高线性（
38、硅前馈、砷化镓倍功率）、低增益低增益（1822dB）宽放，必须使用干放中心输干放中心输出电平出电平，宁可并行多台，也要避免串接避免串接。 执行两次一点接地两次一点接地的原则。每个插盒在机柜内的汇流条（棒、板、管）第一次一点接地；每个机柜的汇流条单独引线，在机房的地线汇流条第二次一点接地。同时，机房内必须执行电源地、信号电源地、信号地彻底分离地彻底分离的原则，所有插盒电源插头的地线端必须无效。送入各下行光发射机的信号，信号交流声比60dB，即0.1% 。 前端上下行信号强而集中，容易相互干扰，无论射频、音视频，均应采用高屏蔽电缆和连接器。采用高屏蔽电缆和连接器。 7 光纤、光缆、连接器、分路器
39、主用G-652二氧化硅石英玻璃单模光纤，相互熔接的两根光纤，模场直径必须一致； 主要使用光纤素线光缆、谨慎使用带状谨慎使用带状光纤光缆；光纤光缆； 跳线跳线做设备互联； 尾纤尾纤做光缆转接或设备连接； 专用尾缆专用尾缆做光缆与室外光节点的转接； 光连接器（含两个插头、一个法兰盘），光连接器（含两个插头、一个法兰盘），主用主用SC/APC，尽量少用FC/APC，彻底更换光缆线路中的PC连接器（C/N、C/CSO将严重劣化） ，并定期清洁。 各种损耗：各种损耗： 光纤损耗，1310nm0.290.35dB/Km，1550nm0.180.22dB/Km； 设计平均值 0.32dB/Km， 0.20d
40、B/Km； 熔接损耗，素线0.03dB， 带状0.05dB，最大0.08dB； 连接器损耗，选用0.25dB； 分路器附加损耗，两路0.2dB， 三路0.3dB， 四路0.4dB，五、六路0.5dB，七、八路0.6dB，九、十路0.7dB； 分路器严禁空端，分路器严禁空端，否则，反射损耗严重降低，C/N、C/CSO变差。 微弯损耗将导致反射损耗降低，微弯损耗将导致反射损耗降低，应避免。1550nm的微弯损耗比1310nm更严重。调制信号传输时，不能利用微弯损耗代替光衰减器。 8 双向HFC接入网的光电交接 光链路：光链路：光发高频入至光收内光电转换出的线路。 下行光收内，光电转换后的宽放，属于
41、电缆线路中的下行光收内，光电转换后的宽放，属于电缆线路中的第一台宽带放大器，具有两重性：光节点下有宽放时，按第一台宽带放大器，具有两重性：光节点下有宽放时，按干放使用；无宽放时，按支放使用。干放使用；无宽放时，按支放使用。 光节点：光节点：下行接收光电转换、上行发射电光转换的组合。 至少光纤到支线FTTF，光节点以下2000户、串接宽放3台； 一般光纤到路边FTTC，光节点以下 500户、串接宽放2台； 最好光纤到建筑FTTB，光节点以下 125户、串接宽放1台。宽放宽放光/电电/光光链路电缆网光发射机光接收机 当下行窄播占一半频带时，双向交互群体规模如下（初期可归并） ： MPEG-2编码，
42、约2000户； MPEG-4编码，约4000户； H.264编码，约6000户。 光发带光收：光发带光收： 下行FTTF约1台、FTTC约4台、FTTB约16台； 上行均1对1；若干上行光收混合中继若干上行光收混合中继时，应严格控制上行光收的数量，以避免过多的噪声叠加。 光节点尽量小，系统可靠性高，且：光节点尽量小，系统可靠性高，且： 下行通道，信号质量高；下行通道，信号质量高； 上行通道，户均速率高、干扰噪声小。上行通道，户均速率高、干扰噪声小。 FTTC与FTTB的比较 FTTB比FTTC串行环节少，任何一条从前端至用户线路的串行可靠性肯定提高了。但是，虽然FTTB比FTTC少了一级宽放，
43、全系统光设备的数量却大大增加了，是FTTC的四倍；而且，任一光设备中均包含光、电两部分电路。所以，全系统的并行可靠性并未提高。 一台光节点的上行光发，对应前端的一台上行光收；由于FTTB光节点的数量是FTTC的4倍，在CMTS总数不变的前提下，每个上行解调器接入上行光收的数量，FTTB是FTTC的4倍。每个上行解调器的NPR，以FTTC为基准，FTTB会降低10lg4=6dB；如保持FTTC时的NPR，FTTB时上行解调器的数量，必须增加至FTTC时的4倍。 所以，FTTC、FTTB各有利弊。 下行光发平坦输入电平设置： 根据下行光发射机说明书设置平坦输入电平。 基于87550MHz正常电平，
44、550MHz悬崖跌落10dB。 模模数数共共传传时时，以以AM-VSB为为准准，FM和和64-QAM10dB、256-QAM6dB。以以AM-VSB为为准准，QAM电电平平最最大大范范围围，-100dB （GY/T170）。 全全数数字字信信号号，以以原原C/N0、C/CTB0、C/CSO0和和原原平平坦坦输输入入电电平平为为基数，为达到基数，为达到NPR一致，应将电平提高一致，应将电平提高xdB： C/N0+x=C/CTB02x x=(C/CTB0C/N0)/3 (8-1) 或 C/N0+x=C/CSO0x x=(C/CSO0C/N0)/2 (8-2) 以上两个以上两个x，以小者为准。，以小
45、者为准。特殊的，若两x相等，恰好符合下式： C/N0+x=(C/CTB02x+C/CSO0x)/2 C/N0+x=1/2C/CTB0+1/2C/CSO01.5x x=(1/2C/CTB0+1/2C/CSO0C/N0)/2.5 (8-3) 下行光发平坦输入电平提高xdB之后，核算NPR的最简算式是： NPR=C/N0+x (8-4) 或依(10-1、2、3)被取中者，分别用： NPR=C/CTB02x或 (8-5) NPR=C/CSO0x或 (8-6) NPR=(C/CTB02x+C/CSO0x)/2 (8-7) 公式(8-4)与(8-5、6、7)中的被取中者，NPR的计算结果相同。 模数共传时
46、，一模数共传时，一/二级光链路指标：二级光链路指标： C/N50/48dB、C/CSO60/58dB、C/CTB65/63dB。 全数字信号，一全数字信号，一/二级光链路指标：二级光链路指标： 以模数共传时的一/二级光链路指标为基础，用公式(8-17)算得，NPR55/53。 一/二级光链路的数字信号误码率BER10-8 /10-7 。 下行光发数字信号输入电平。模数共传时，数字信号比模拟信号低610dB；全数字信号，提高了全数字信号，提高了610dB，同时，由于，同时，由于NPR的统的统一，又增加了约一，又增加了约5dB，两项之和，总共提高了约，两项之和，总共提高了约1115dB。 9下行1
47、550nm光链路 光发射机：光发射机：DFB恒定光源无Chirp噪声，外调制有效降低了二次失真，受激布里渊散射SBS抑制提高了注入光纤功率，输出双路6mw。 掺铒光纤放大器掺铒光纤放大器EDFA：输入010dBm，饱和输出光功率1322dBm系列，只附加噪声、几乎无失真。钇铒共掺光纤放大器YEDFA，饱和输出光功率达27dBm，现有线电视系统中应用极少。 光发经光放送入光链路，实用光放入36dBm，注入光纤功率光发SBS限制（16.5、18、19dBm）；防色散宜100Km，超出时，如用G-652标准光纤应加色散补偿光纤或色散补偿器，或改用G-655非零色散位移光纤；输入光功率低时应使用拉曼光
48、放大器。 大中城市市内链环形，地至县、县至乡镇链形；在双向HFC系统中，双向网不用大功率集群分配。 1550nm链形逆算法：链形逆算法： 先求输入分路器的两路光功率dBm，并转成mW： Pa=Pr+La0.20+(Ma+2)0.03+Ca0.25(dBm)， pa=10(Pa/10)(mW)； Pb=Pr+Lb0.20+(Mb+2)0.03+Cb0.25(dBm)， pb=10(Pb/10)(mW)。 再求各自的分路比、插入损耗： a%=pa/(pa+pb)，l a=10lga%0.2； b%=pb/(pa+pb)，l b=10lgb%0.2。 任一路dBm与插入损耗的代数和，均为分路器的输入
49、光功率： Pi=Pal a=Pbl b。 10上下行1310nm光链路 下行光发射机：下行光发射机：直接调制，DFB激光器光功率随信号变，220mw/313dBm系列光功率。为防止SBS，不用14dBm的光功率。 一一/二级星形模拟光链路光收输入光功率：二级星形模拟光链路光收输入光功率： -20/01dBm。 1310nm星形逆算法：星形逆算法： 先求输入分路器的各路光功率dBm，并转成mW： Pa=Pr+La0.32+(Ma+2)0.03+Ca0.25(dBm)， pa=10(Pa/10)(mW)； Pb=Pr+Lb0.32+(Mb+2)0.03+Cb0.25(dBm)， pb=10(Pb/
50、10)(mW)； Pn=Pr+Ln0.32+(Mn+2)0.03+Cn0.25(dBm)， pn=10(Pn/10)(mW) 再求各自的分路比、插入损耗： a%=pa/(pa+pb+pn)，l a=10lg(a%)0.n； b%=pb/(pa+pb+pn)，l b=10lg(b%)0.n； n%=pn/(pa+pb+pn)，l n=10lg(n%)0.n 任一路dBm与插入损耗的代数和，均为分路器的输入光功率： Pi=Pal a=Pbl b= Pnl n 上行光发射机和上行光接收机：上行光发射机和上行光接收机： 各种上行光发的C/N、NPR：FP30dB，带隔离FP40dB，DFB50dB（模
51、拟电视必用）。 每个光节点内的上行光发射机，各对应分前端的一台上行光接收机，上行光接收机实用输入光功率的最大范围-73dBm。 常用的FP上行光发射机，至少有三种功率，分别适于不同的光缆长度： -3dBm对应64.5Km； 0dBm对应154.5Km； 3dBm对应244.5Km。 则，上行光接收机的实际输入光功率-71.5dBm，只有01.5Km的光缆长度，会高0.5dB。 （以上条件是：光纤损耗0.320.3dB/Km，无微弯损耗，熔接损耗均0.03dB，两个插入损耗0.25dB的光连接器。如条件差异太大，须按1310nm星形逆算法另算。 ） 11射频同轴电缆 决定电缆损耗，最根本的是两个
52、因素：高频集肤效应决定电缆损耗，最根本的是两个因素：高频集肤效应、介质损耗。、介质损耗。 高频集肤效应要求，内导体表面、外导体内表面电阻率必须小，为此，必须有防氧化措施。由于低频透入深度深，为保证低频损耗符合规律地小，外导体必须有足够的厚度，否则，低频损耗会增大。 理想的介质是真空，只有在真空条件下，才会是理想电缆。即，在双对数坐标上，电缆损耗特性，是一条斜的直线。但是，内外导体之间，必须有介质支撑，才能保持同轴，所以，不可能有理想电缆。实际电缆，总有高频跌落现象，介质损耗越大，高频跌落越严重。 f理想实际 内导体是回路线之一，其材料依直径不同，分别是：铜包钢、紫铜、铜包铝、铜管。 外导体是回
53、路线之一，同时担负对内导体的屏蔽作用，其屏蔽系数：连续氩弧焊铝管120dB、四屏蔽100dB、两屏蔽60dB。为保证屏蔽系数、减少供电压降，室外应使用硬电缆。室内使用软电缆。注意：外导体的厚度不足时，由于低频干扰透入深度深，低频屏蔽系数会降低。 外护套，室外PE抗紫外线老化、绝水；室内PVC阻燃、柔软。 影响电缆损耗六因素：影响电缆损耗六因素： 介质、频率、直径、长度、温度、老化。介质、频率、直径、长度、温度、老化。 介质： 对介质的基本要求是：尽量增大空气的比例，同时封闭防潮防水。对介质的基本要求是：尽量增大空气的比例，同时封闭防潮防水。真空的介电常数0=1，空气的相对介电常数r1，低密度高
54、压聚乙烯的相对介电常数r=2.3。 目前使用的竹节、物理发泡两种半空气电缆，参数中，没有r，可以通过传输速率r（又称波长缩短系数），间接地得到r。 因为r=1/（r）1/2，则r=（1/r）2 (11-1) 进口竹节介质，r=0.93，r=1.16； 进口发泡介质，r=0.89，r=1.26； 国产发泡介质，r=0.87，r=1.32； 全聚乙烯介质，r=0.66，r=2.30； 如果电缆进水，r=0.11，r=78。 介质的r决定电缆损耗曲线高频端的弯曲度。r越大，高频损耗越大；电缆损耗曲线高频端的弯曲度越大，越难校正。应该尽量选择传输速率r高，也就是相对介电常数r小的介质。 介质的发泡度，
55、与内导体外径、外导体内径一起决定特性阻抗75。如果发泡度不均匀，阻抗偏离，就会发生反射，造成某些频率的陷波现象。 频率： 对于r大、r小的电缆，不同频率的电缆损耗，可以用下式近似求得： Lx=Lh(f x/f h)1/2 (11-2) 直径： 电缆越细，缆损越大。 长度： 电缆越长，缆损越大。 温度： 电缆温度系数0.2%/。 生产厂给出的是20时的电缆损耗值L0 ，各地温度范围不同，应根据本地的电缆温度范围，确定中心缆温m和等值正负差 ，算出中心缆温的电缆损耗Lm ，及正负极限温度时的等值偏差L 。 Lm=L01+0.2%/(m20) (11-3) L=0.2%/Lm (11-4) 老化：
56、美国规定，电缆寿命50年，20年电缆损耗增加5%。 我国尚无规定，一般，按5年电缆损耗增加20%。 室外电缆，按老化后取段长；室内电缆，预留3dB老化余量。 射频同轴电缆的时延 时延(S)=RC(F) 射频同轴电缆的特性阻抗是75，每米半空气介质射频同轴电缆的电容量是5010-12F，则每米射频同轴电缆的时延是： =755010-12=3.7510-9=3.75ns 每千米射频同轴电缆的时延是3.75s12双向高频无源设备 分配器分配器是可逆器件：正用分路；反用混合。 分支器的核心是定向耦合器，特点是：分支器的核心是定向耦合器，特点是： 电路全对称、对角线隔离、横向是插损、纵向是支损。电路全对
57、称、对角线隔离、横向是插损、纵向是支损。 模数共传双向系统输出口：模数共传双向系统输出口： TV、FM端内经高通、DP端双向损耗小。 数字信号双向系统输出口：数字信号双向系统输出口： 系统输出口仍是一体化铸铝外壳、塑料面板；电路则以用户需要为准。只需一端的，就是一个转接器；只需一端的，就是一个转接器；需两端以上的，就是普通分配器电路。需两端以上的，就是普通分配器电路。 应特别注意，由于没有滤波器隔离，不允许有空闲端；端口可以连接STB、CM，不允许直接连接普通电视机、调频广播接收机。 13下行宽带放大器(包括前端和光节点内宽放) 131两种宽放及其增益 双向宽带放大器分为干放、支放，两种宽放的
58、基本配置大致相同，关键是增益不同。增益不同。必须做到干支分离。干支分离。 干放，低增益、中心输出电平、只级连、不带户；干放，低增益、中心输出电平、只级连、不带户； 支放，高增益、较高输出电平、不级连、只带户。支放，高增益、较高输出电平、不级连、只带户。 主输出模块： 硅推挽 硅倍功率或 砷化镓倍功率 砷化镓推挽 干放增益(dB) 1822 1826 1830 支放增益(dB) 各种模块均为3040 132电平倾斜改善失真 平坦输出时的信号总功率PF=Ph+10lgN 倾斜输出时的信号总功率PS=(Ph+Pl)/2+10lgN 倾斜比平坦信号总功率降低了 PFPS= Ph(Ph+Pl)/2=(P
59、hPl)/2=Slope/2 (13-1) 二次失真改善了二次失真改善了Slope/2；三次失真改善了；三次失真改善了2Slope/2，即，即Slope。 干放按说明书使用倾斜，单模块干放不能使用倾斜；支放按用干放按说明书使用倾斜，单模块干放不能使用倾斜；支放按用户分配部分的需要使用倾斜，并根据倾斜的变化量，相应修正失真。户分配部分的需要使用倾斜，并根据倾斜的变化量，相应修正失真。 为了保证倾斜不损失C/N，只能使用半倾斜方式，不能使用全倾斜方式。Lf平坦倾斜PhPlPlSlopeSlope/2PmPm 133模数共传宽放电平 干放。先选二、三次失真差者与噪声一起求中心输出电平；根据中心输出电
60、平求各单台干放的噪声、失真；然后，干放指标叠加。 支放。选二、三次失真差者与噪声一起，根据剩余指标，求输出电平范围。 1331干放中心输出电平及其噪声、失真 宽放最低输出电平： SOmin=C/N+G+NF+Un0+10lgn +L (13-2) 宽放最高输出电平： SOmax3=SO010lg(N/N0)C/CTB(C/CTB0+SlopeSlope0)/210lgnL (13-3) 或 SOmax2=SO010lg(N/N0)C/CSO(C/CSO0+Slope/2Slope0/2)10lgnL (13-4)两个SOmax应选用低的。 SOmin和SOmax共同描述的，就是传统的倒“V”形
61、曲线。 干放使用中心输出电平：干放使用中心输出电平： 噪声失真平衡；噪声失真平衡； 适应电平波动；适应电平波动； 级连能力最强。级连能力最强。 So10lgnSmaxSmidSmin 干放中心输出电平，即，最低、最高输出电平的平均值： SOMID=( SOmin+ SOmax)/2 (13-5） （13-5）式在合并同类项时，原来(13-2) 、(13-3)、（13-4）式中的10lgn和L均被约掉。说明，中心输出电中心输出电平与宽放串接台数、波动电平无关。平与宽放串接台数、波动电平无关。 一般情况下，宽放最差的失真是C/CTB，干放中心输出电平： SOMID=C/N+G+NF+Un0+SO0
62、10lg(N/N0)C/CTB(C/CTB0+SlopeSlope0)/2/2 (13-6a) 干放一般Slope/2Slope0/2=0，（13-6a）可实用化为： SOMID=C/N+G+NF+Un0+SO010lg(N/N0) (C/CTBC/CTB0)/2/2 (13-6b) 个别情况下，宽放最差的失真是C/CSO，干放中心输出电平： SOMID=C/N+G+NF+Un0+SO010lg(N/N0)C/CSO(C/CSO0+lope/2Slope0/2)/2 (13-7a) 干放一般Slope/2Slope0/2=0，（13-7a）可实用化为： SOMID=C/N+G+NF+Un0+S
63、O010lg(N/N0)（C/CSOC/CSO0)/2 (13-7b) 实际系统中，使用中心输出电平，单台干放的噪声、失真： C/Nt= SOMIDLGNFUn0 (13-8) C/CTBt=C/CTB0+SlopeSlope020lg(N/N0)2(SOMID+LSO0) (13-9a) 干放一般Slope/2Slope0/2=0，（13-9a）可实用化为： C/CTBt=C/CTB020lg(N/N0)2(SOMID+LSO0) (13-9b) C/CSOt=C/CSO0+Slope/2Slope0/210lg(N/N0)(SOMID+LSO0) (13-10a) 干放一般Slope/2S
64、lope0/2=0，（13-10a）可实用化为： C/CSOt=C/CSO010lg(N/N0)(SOMID+LSO0) (13-10b) 核算噪声、失真，均应以全年最差的温核算噪声、失真，均应以全年最差的温度环境为准。噪声，应按温度最高、电平最度环境为准。噪声，应按温度最高、电平最低、噪声最差时计算；失真，应按温度最低、低、噪声最差时计算；失真，应按温度最低、电平最高、失真最差时计算。在其他温度环电平最高、失真最差时计算。在其他温度环境下，噪声、失真均有程度不同的余量。境下，噪声、失真均有程度不同的余量。 L是逐段电缆累加的，每台串接干放的L各不相同，实际输出电平也就各不相同，噪声、失真随之
65、不同，无法使用10lgn的简单叠加方法。只能逐台算出噪声、失真，然后，使用(4-5)式逐台叠加。 1332支放输出电平范围 支放最低输出电平： SOMINf=C/Nf+G+NF+Un0+L (13-11) C/CTB0最差时，支放最高输出电平： SOMAXf3=SO0L10lg(N/N0)C/CTBf(C/CTB0+SlopefSlope0) /2 (13-12) C/CSO0最差时，支放最高输出电平： SOMAXf2=SO0L10lg(N/N0)C/CSOf(C/CSO0+Slopef/2Slope0/2) (13-13) 这种算法可以保证，温度最高时，系统噪声仍然合格；温度最低时，系统失真
66、仍然合格。 C/Nf、C/CTBf、C/CSOf均应是在最恶劣条件下，前端、光电传输叠加后剩余的系统指标。作为验证式的估算，也可以粗略地认为，噪声、失真指标，支放均约占整个系统指标的一半，即，分别是：46dB、60dB、57dB。134全数字信号宽放电平 随着我国有线电视按地区由模拟向数字的整体转换，将取消调频广播和模拟电视，下行通道87862MHz，将全部传送数字信号。这就带来了两个重要的变化： 模数共传时，数字比模拟信号低模数共传时，数字比模拟信号低610dB的条的条件将不复存在。件将不复存在。 所有数字频道的电平，至少可以提升至原来模拟频道的水平，即，提高610dB； 统一的统一的NPR
67、将代替将代替C/N、C/CTB、C/CSO。原来，C/N43dB，C/CTB、C/CSO54dB；现在，统一的NPR，就意味着，C/N提高了，C/CTB、C/CSO降低了，也就是说，电平提高了。 用C/CTB和和C/N计算，电平提高了(5443)/3=3.7dB； 用C/CSO和C/N计算，电平提高了(5443)/2=5.5dB。 两个变化，使数字信号的宽放输出电平至少提高了两个变化，使数字信号的宽放输出电平至少提高了9.713.7dB。 全数字信号电缆传输的NPR，将比模数共传时数字信号的C/N提高9.713.7dB，有利于256-QAM或更高速率数字信号的传输。 模数共传时，数字信号用户频
68、道电平的中心值是60dBv，改为全数字信号以后，也可适当提高。机顶盒处NPR的提高，也将有利于256-QAM或更高速率数字信号的传输。 干放。先选二、三次失真差者与噪声一起求出NPR，进而求出中心输出电平；根据中心输出电平求各单台干放的噪声、失真；然后，干放指标叠加。 支放。选二、三次失真差者与噪声一起，根据剩余指标，求输出电平范围。 1341最佳NPR、干放中心输出电平、噪声和失真 全数字信号的宽放工作电平，基础是最佳噪声功率比NPR。 基本公式与模数共传时完全相同。C/CSO0、C/CTB0仍然按说明书，只是用统一的NPR要求，逐一代替C/N、C/CSO、C/CTB的不同要求。 宽放最低输
69、出电平： SOmin=NPR+G+NF+Un0+10lgn+L (13-14) 宽放最高输出电平： SOmax3=SO010lg(N/N0)NPR(C/CTB0+SlopeSlope0)/210lgnL (13-15) 或 SOmax2=SO010lg(N/N0)NPR(C/CSO0+Slope/2Slope0/2)10lgnL (13-16) 由于是统一的NPR，噪声和两种失真要同时考察。 模数共传时的中心输出电平，已证明与10lgn、L两项无关。全数字信号只能先求NPR，再求中心输出电平，必须首先忽略10lgn、L两项，以保证NPR计算准确。另外，由于累加L的影响，计算干放的噪声、失真，只
70、能是各单台分别计算，然后再用(4-5)式叠加，不能使用10lgn进行指标叠加。 SOMID=SOmin=SOmax3 NPR+G+NF+Un0 = SO010lg(N/N0)NPR(C/CTB0+SlopeSlope0)/2 NPR+G+NF+Un0= SO010lg(N/N0)NPR/2+C/CTB0/2+Slope/2Slope0/2 NPR=SO010lg(N/N0)+C/CTB0/2+Slope/2Slope0/2GNFUn0/1.5 (13-17a) 干放一般Slope/2Slope0/2=0，（13-17a）可实用化为： NPR=SO010lg(N/N0)+C/CTB0/2GNFU
71、n0/1.5 (13-17b) 式中的SO0 、10lg(N/N0) 、C/CTB0，均应以全通带加满数字频道的参数为准，今后，光电有源产品应符合要求； 原有光电有源产品，虽然上限频率没有问题，但是，所有参数，均以550MHz内加满模拟频道、550MHz外电平低10dB为基础，不符合全数字信号的实际，不可直接使用。 按SO0不变、C/CTB0降低10dB、N=96、Un0=3.8dBv计算。 根据全数字信号的最佳功率噪声比NPR，求全数字信号的宽放中心输出电平： SOMID= SOmin=NPR+G+NF+Un0 (13-18) 考虑到电缆温度损耗的变化，会引起电平的变化。电平降低1dB，C/
72、N降低1dB；电平升高1dB，C/CTB却降低2dB。所以，为使NPR动态平衡，计算出SOMID后，降低3dB使用。 使用公式(13-8)、(13-9)、(13-10)，分别计算各单台干放的C/Nt、C/CTBt、C/CSOt，然后，用公式(4-5)逐台叠加。 1342剩余NPR及支放输出电平范围 宽放中心输出电平，是宽放的最佳工作电平，原则上，无论干放、支放均应使用。 由于支放输出电平又必须符合用户分配的需要，不可能正好使用中心输出电平，但是，不能突破以下两式的限制。 支放最低输出电平： SOMINfNPRfGNFUn0+L (13-19) 支放最高输出电平： SOMAXf3SO0L10lg
73、(N/N0)NPRf(C/CTB0SlopefSlope0)/2 (13-20) 或 SOMAXf2=SO0L10lg(N/N0)NPRf(C/CSO0+Slope/2Slope0/2) (13-21) 135电平自动控制 各种自动控制方式： 为了补偿电缆损耗的温度系数，经常采用自动控制措施： 自动温度控制ATC，依设备感知温度为准，而不是依电缆感知温度为准，难以准确补偿； 自动功率控制APC只能控制信号总功率，不能控制频道电平； 自动增益控制AGC使用导频，只能控制导频点的电平，不能控制斜率，如果若干台串接，AGC几乎无用； 自动斜率控制ASC使用导频，只能控制斜率，不能控制增益； 自动电平
74、控制ALC，是AGC+ASC，分为单体AGC+ASC或AGC、ASC交错串接两种，是较完善的控制方式，但是，电路比较复杂。 HFC电缆网规模大大缩小了，也可不用电平自动控制。 136电缆和宽放的不平度校正 光收发、宽放都有不平度累加，电缆损耗也有两端跌落、尤其是高频跌落现象。只能采用至少两级宽放模块、带有不平度校正的光收、宽放予以克服。 为了保证系统的回波值，不能在设备外另加不平度校正。 14光电传输供电 为了提高系统的可靠性，应该集中供电。集中集中供电，可减少供电故障、减少雷击损坏、便于采用供电，可减少供电故障、减少雷击损坏、便于采用不停电供电措施。不停电供电措施。 应采用磁饱和、准方波供电
75、器，准方波供电器，适应市电波动的能力强。 响声大的缺点，可以用选择安装位置、采取防震措施解决。供电器的功率，应能满足：实际用电功率不超过其供电能力的60%。 光节点、宽放的用电电源，应优选开关电源，光节点、宽放的用电电源，应优选开关电源，适应电压范围宽、效率高。由于开关电源是大电流方波工作，处理不当，容易产生对上下行通带的高频干扰，选购设备时，应注意检查频谱是否干净。 15双向用户分配系统 用户分配线路设计控制：下行分配损耗约下行分配损耗约36dB、上、上行混合损耗约行混合损耗约30dB。 用户分配部分是系统的末端，优质的前端、光链路、电缆线路，全年约有3dB的电平波动，下行用户电平也将随之波
76、动；用户分配部分的设计用户电平，必须控制在用户分配部分的设计用户电平，必须控制在3dB以内。以内。两部分用户电平误差之和，总共6dB。 各用户输出的上行数字信号，传输路径刚好相反。先通过用户分配，混合误差控制在3dB以内；再通过电缆线路、光链路、前端，误差也在3dB以内。两部分用户电平误差之和，总共6dB。 模数共传的用户电平模数共传的用户电平(dBv)：模拟电视信号：模拟电视信号696、调频广播信号调频广播信号4780；下行数字信号接收；下行数字信号接收6015，上行数字，上行数字信号发射信号发射TDMA1083、CDMA1033。 全数字信号用户电平全数字信号用户电平(dBv)：下行信号接
77、收：下行信号接收696，上行信号发射上行信号发射TDMA1083、 CDMA1033 。 均等、均衡的分配原则：均等、均衡的分配原则： 尽量星形分配，尽量星形分配，串接分支器尽量少；串接分支器尽量少； 无源决定均等，无源决定均等，合理搭配分配方案；合理搭配分配方案； 电缆决定均衡，电缆决定均衡，合理组合长粗短细。合理组合长粗短细。7.5/8.0dB(50/800MHz)2.0/8.0dB(50/800MHz)四分配器同轴电缆10户20户30户30户20户10户6 应废止串接单元。串接链形器件、外环节多可靠性差、最不均衡、隔离散、设计量最大、维护管理困难。 少用串接分支器。串接链形器件、外环节多
78、可靠性差、较不均衡、隔离低、设计量较大、维护管理较难。 提倡集中分支器集中分支器。终端星形器件、外环节少可靠性高、均等均衡、隔离高、设计量最小、维护管理容易。 有些地方，为了减少用户分配部分的损耗，全部使用分配器分配用户，与分支器分配用户方案比，有两个缺点： 根据多年的运行维护经验教训，用户室内线路故障率最高，当用户室内的线路开路、短路时，造成的阻抗失配反射波较重。由于电缆对低频反射波的衰减小，尤其是对上行传输不利； 集中分支器的相互隔离，VHF40dB，UHF35dB。而分配器的相互隔离，VHF25dB，UHF22dB。即，分配器分户，抗用户相互影响的能力差。 所以，任一用户与分配电缆之间，
79、至少应有一个定向耦合器。任一用户与分配电缆之间，至少应有一个定向耦合器。 系统由多段组成，任一段的信号出端即信号源，信号入端即负载。 信号源、传输线、负载匹配时，传输至负载的行波信号功率被负载完全吸收；失配时，未被负载吸收的信号功率，就成为反射波； 一次反射波与行波传输方向相反，对负载没有影响；二次反射波与行波传输方向相同，延时2Lm5010-12F75（秒）后与行波叠加送入负载； 假定高低频的反射波相同，二次反射波经两段电缆损耗，高频反射波被大大衰减，低频反射波衰减很小。低频反射波对负载的影响远远大于高频反射波。信号源负载行波 50/800MHz一次反射波 -5/-20dB二次反射波 -10
80、/-40dB16上行干扰噪声分类及其对策 161分类 1611内部噪声内部噪声 光链路的噪声，决定上行载噪比；光链路的噪声，决定上行载噪比； 宽放的热噪声，宽放的热噪声，用中心输出电平时，NPR70dB，对对HFC影响不大。影响不大。双向HFC，最大的光节点FTTF，不过约2000户，光节点以下的宽放总数，不会超过30台，所有宽放的NPR7010lg3055.2dB，比光链路的噪声好约20dB，对上行通道的噪声贡献极小，几乎可以忽略不计。 1612内部干扰内部干扰 下行二次互调差频n8MHz、 宽放振荡、 开关电源、 连接腐蚀。 1613外部干扰外部干扰 家用电器：家用电器： 系统输出口TV、
81、FM内经高通； CM、STB频谱纯净； 单向用户插入高通、或上行寻址关断。 杂散电磁波杂散电磁波(天电干扰、工业干扰、短波干扰天电干扰、工业干扰、短波干扰)侵入、侵入、感应：感应： 杂散电磁波侵入内导体干扰，加强屏蔽、严格工艺。 杂散电磁波感应外导体干扰，加强接地。 上行慎用时分多址TDMA，需C/N25dB；主用同步码分多址S-CDMA(DOCSIS2.0)，只需C/N15dB。 杂散电磁波干扰一般在28MHz以下，过强时，只好躲避。 162对策 克服上行干扰噪声的六项措施是： 节点小、节点小、 星形分、星形分、 隔离好、隔离好、 屏蔽高、屏蔽高、 接地多、接地多、 防腐严。防腐严。 17每
82、Hz功率法 上行通道，现在就是全数字信号工作，适用每Hz功率法； 下行通道，改为全数字信号工作以后，适用每Hz功率法。 171每Hz功率 全数字信号最佳全数字信号最佳NPR时的信号总功时的信号总功率和通道总带宽决定每率和通道总带宽决定每Hz功率。功率。 PHz=PT10lgBT (17-1) 通道内所有频道每Hz功率相同，频道带宽不同则频道功率不同： PCH=PHz10lgBCH (17-2) 以上功率用dBm表示，依计算需要，也可以用dBv表示： xdBm108.75dBxdBv带宽MHz1Hz0.20.40.81.63.26.48.0电平dBv3083868992959899 中、低档电平
83、表的测量带宽均为0.3MHz，频道带宽0.3MHz时，测得功率即为实际功率；频道带宽0.3MHz时，测得功率只是实际功率的一部分，应用下式修正： PCH=PM+10lg(BCH/BM)+1 (定义域：BCHBM) (17-3) 172每Hz、各频道载噪比 C/NHz=UHz inNFUn0Hz =UHz inNF65.2dBv (17-4) C/NCH=UCH inNFUn0CH =( UHz in10lgBCH)NF(Un0Hz10lgBCH) =UHz inNFUn0Hz =UHz inNF65.2dBv (17-5) (17-4)、(17-5)说明：C/NHz= C/NCH 全数字信号，每全数字信号，每Hz热噪声电平是计算宽放热噪声电平是计算宽放C/N的基础，只要测量带宽与信号带宽一致，的基础，只要测量带宽与信号带宽一致，C/N与带宽无关。与带宽无关。谢谢！ 电话：010-64349805 手机：13901114551 E-Mail：
