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        數字信號的傳送

        作者: 時間:2012-11-06 來源:網絡 收藏


        CATV的回傳網

        目前,有線電視事業正在高速發展,CATV網將從傳統的單向的單一(只傳輸電視信號),向雙向交互式多功能方向發展(INTERNET、VOd、數據交換,數字電視、數字廣播等),網絡結構由過去的單一電纜網變成光纖電纜混合網(HFC),其發展的核心是由單向網變成雙向傳輸網。既然是雙向傳輸網,就存在一個反向回傳問題,在雙向CATV系統中最突出的問題就是反向傳輸通道的噪聲積累問題,即所謂“漏斗效應”。

        一、噪聲的產生

        通常反向通道傳輸的是數據信號,傳輸的主要技術指標是誤碼率,而HFC電纜分配網是由分支分配器組成的,傳輸通道被大量用戶共享使其處于一個復雜的電磁波的環境中,短波廣播、家用電器干擾、工業電器的干擾、自然雷電干擾等,整個有線電視網猶如一張巨大的網狀天線,各種干擾通過用戶端口、電纜本身等渠道進入通道中,經回傳放大器形成“漏斗效應”使回傳通道載噪比惡化,從而使誤碼率大增。

        二、抑制回傳通道噪聲的措施

        1、提高同軸電纜分配網絡的屏蔽能力,防止干擾從電纜侵入,用戶的終端盒、分支分配器均要選用有良好屏蔽功能和隔離度較高的產品。另外,同軸電纜網要有良好的接地系統,接地電阻應小于8歐姆。

        2、精心設計電纜分配網,減少外干擾的侵入。對于有線電視系統正向傳輸的設計我們以前比較熟悉,但對于反向通道的設計我們可能還比較默生,下面就談談反向通道設計要考慮的問題。

        a、信號傳輸系統正向和反向傳輸損耗的差異

        從用戶終端設備到前端之間會隨著時間、溫度和地點而有所不同,其中大部分是沿回傳方向各個分支、分配器端口到放大器之間的電纜損耗,由于分支、分配器都是為正向傳輸提供適合的電平,在回傳的情況下,信號的電平將各不相同,而正反向傳輸通道的電平存在著較大的差異,現以一個分配放大器的一條支路為例加以說明,見圖一:
        在正向通道設計是按最高工作頻率選擇各分支器,使得信號在各分支器輸出端口電平一致,這樣使每一支口到達用戶家中有一個合適的電平,然而,回傳路徑損耗將出現較大的差異,表一所列的數據是它的一個很好說明。

        表1 分支端口編號

        T1T2T3T4T1到T4
        750MH分支端口總損耗27db25db26db27db0db
        40MHZ分支端口總損耗27db21.2db16.8db9.3db17.7db

        上面例子說明在40MHz的回傳頻率上,對不同端口的回傳路徑損耗差別可達17.7dB,這么大的差別就要求前端接收機有很大的輸入范圍(很大的動態范圍)但是系統有載噪比的限制,所以當回傳信號電平較少時是不允許的,如上面的例子,第一個分支器回傳的電平設為60dB,那么第四個分支回傳的信號電平就只有42dB,顯然由第四個分支回傳的信號時,載噪比是不符合指標的,一般我們要求用戶端的終端設備如機頂盒或CABLE MODEM所發送的回傳信號到達前端時都必須相近,那么如何做到這一點呢?即如何將各個分支器端口的損耗歸一化呢?有一種簡單而實用的方法就是采用均衡器。因為均衡器是設計成覆蓋整個正向和反向頻帶(5-750MHZ)的,這樣均衡器可修正回傳通道的損耗差別同時也平坦正向通道的響應。例如一個6dB的均衡器將在5MHZ處衰減6dB,而在40MHZ處將衰減4.6dB,,在750MHZ處衰減0dB,這個均衡器插損為1dB,這樣在750MHZ處損耗為1dB,在40MHZ處為5.6dB,再以前面的例子分析,在各分支器的端口處插入均衡器:如圖二所示,回傳40MHZ處各分支器端口到放大器的衰減值如表二:

        表2 分支端口編號
        T1T2T3T4T1到T4
        750MH分支端口總損耗27db26db27db28db1db
        40MHZ分支端口總損耗27db26.8db27db28.8db1.8db

        由表二中可知,均衡器大大地減少了反向通道的損耗差別,做到分支器端口的歸一化路徑損耗,另一好處是降低了進入電纜系統的總匯聚噪聲。在不加入均衡(設干擾電平為20dBmv),第一個分支口進入的干擾強度為-7dBmv,最后一個分支口進入的干擾為10.7dBmv;使用均衡之后,所有端口的電平變成了-7dBmv左右,這樣使得整個系統的載噪比得以改善。

        B、每HZ固定功率法

        滿負荷的回傳系統由很多信道組成,每一信道所占的帶寬和調制方式(QPSK、SQAM等)等都可能不同,那么如何為每個信道分配合適的電平呢?由于回傳光發射機的激光器輸入電平有嚴格的限制,當電平超過其最大允許輸入電平時,激光器會出現削波現象而使信號嚴重失真。首先我們要分析激光器到底可以加上多大的射頻功率,然后將總功率按每信道占用的帶寬(總帶寬是35MHZ)的多少來分配給各信道。在這里可采用一種每HZ固定功率的分配方法:首先把總功率從每HZ的步長平均分配到整個回傳頻帶上(步長的數值由激光器所能接受的最高輸入電平所決定,如激光器最高輸入電平為45dbmV那么每HZ步長平均功率為-30DBMV。算法如下:設每HZ步長平均功率為X,X=激光機最高輸入電平-10lg總帶寬HZ,X=45dbmV-10lg[35*10E6]=-30.44dbmV,選-30dbmV)然后以各信道占有的帶寬分配功率。例如某個信道占有帶寬為1MHZ,它所分到的功率值是-30DBMV+10lg(10E6)=30DBMV,另一信道所占帶寬為10KHZ,那其分配到的功率值是-30DBMV+10lg(10E4)=10DBMV。從這里我們可以看出,窄的信道匯聚噪聲小同時功率也小,較寬的信道承受的匯聚噪聲大但同時信號功率也強,這樣就保證了各個信道之間有比較均衡的載噪比。

        3、節點分割:

        在前面已提過,電纜網所帶的用戶越多,匯聚噪聲效應則越大,為此我們可用多開光節點的辦法來分割電纜網所帶用戶。一般一個光節點帶用戶500戶就能保證回傳通道的載噪比在規定的范圍內。


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