有线电视网络回传通道的技术改造

有线电视网络回传通道的技术改造 （1）

摘要：本文从有线电视网络的拓扑结构，有线电视网络回传采用的方式，回传系统的技术要求，有线电视网络回传通道噪声的来源与分类，克服回传噪声的主要方法，有线电视双向网传输设备及其选择等方面，详细地介绍了有线电视网络回传通道的技术改造。

关键词：有线电视网络回传通道，回传噪声，技术改造。

我国的有线电视经过了20多年的发展，全国有线电视网络线路总长度现在超过了300万公里，光纤干线达到26万公里，近2000个县开通有线电视，其中600多个县已实现了光纤到乡、到村，HFC网正在成为发展的主流。目前，有线电视用户总数已超过9000万，有线电视用户数已位居世界第一。

目前，有线电视网已经从全电缆网发展到以光缆作干线，电缆作分配网的HFC型有线电视网，这在技术上是一次飞跃。因为HFC有线电视网，借助于光纤的低损耗特性和宽带特性，可以把网络的覆盖范围做得很大，而且省去了一连串的干线放大器，有效地提高了系统的可靠性和图像质量。

有线电视HFC网络的上下行传输信道是非对称的，由于其下行信道的传输方式为广播方式，因此具有良好的传输特性和较高的信噪比，完全可以达到通信传输的技术指标要求。但是，数据传输强调的是双向交互，用户在接收信息的同时，还需要回传个人信息，这样，原有的有线电视网就必须进行相应的改造。

影响HFC系统传输质量的主要问题是来自于回传通道的噪声。在双向HFC系统中，由于HFC网络中电缆传输部分一般是树枝状的拓扑结构，用户至光节点信号回传共同使用上行带宽，因此由用户终端和电缆设备引入的噪声在上行系统中产生严重的汇聚，造成所谓的“漏斗效应”，从而严重影响上行信道的性能。

漏斗效应是由其网络的结构所决定的，在树枝型网络结构中，从用户和网络内部产生的噪声和入侵干扰在电缆网络的前端，即网络的树根处汇聚在一起，对于回传通道，各放大器产生的噪声成分全部汇聚在系统的前端，这种噪声成分正比于系统的规模，即正比于同一树型网络中上行放大器的数量。不仅如此，各个用户终端产生和拾取的各种噪声成分也要经过上行通道汇聚到系统的前端，这部分噪声成分正比于接入同一树型网络的用户数。这种噪声的汇聚现象就被称为噪声漏斗效应。

一、有线电视网络的拓扑结构

CATV系统网络的拓扑结构通常按其规模大小分为树枝型、星型和环型等多种型式。至于改造时选择那种拓扑结构，应根据具体情况而定。现具体分析如下：

1)树枝型拓扑结构

树枝型网络是按用户的自然分布情况来组网的。它是以前端为中心，通过主干线、支干线、支线、分支线、用户线等组成的网络系统。树枝型结构一般用于电缆系统，在一定条件下也有用于光缆系统的。在光缆电缆混合系统（HFC）中电缆分配系统为树枝型结构。树枝型结构的优点是投资省，各线之间很少有重迭部分，各线都是按实际需要进行敷设的。它的缺点是某一干线或支线出了问题，将影响该线以后的所有用户。在双向传输时，上行信号容易形成噪声的“漏斗效应”，即各上行信号的噪声都汇集于前端。

2)星型拓扑结构

在光缆传输系统，星型拓扑结构是将每个光节点都和前端直接相接，即以前端为中心向四周辐射，形成星型状。星型结构一般用于中小型CATV系统或市县级城域网的光缆系统。

星型结构的优点是光分配一次到位，所用光分路器少，光纤连接点少，光路全程损耗小。这样，在使用相同输出功率的光发射机时可以传输更远的距离；在相同传输距离时，可以选用更小功率的光发射机或减少光发射机的台数。从传输质量来看，星型网络中的光分路器和光纤连接点少，因此减少了光分路器和连接器所引起的多重反射，有利于噪声和非线性指标的改善。从可靠性方面来看，星型网络中某一光纤开路，只影响该光纤所连接的用户，而不影响其它用户。

星型网络的缺点是所用光纤较多，增加了成本。但与树枝型结构相比，在相同距离情况下，可用较小功率的光发射机，小功率发射机节省的钱和光纤多用的钱相差无几。

3)双星型结构

双星型结构用于大型有线电视系统。例如，在市县级联网中，本地前端（市级）和某一中心前端（县级）之间用光纤干线连接，若它们都是星型结构，就构成双星型结构。

4)环型结构

环型结构常用于省、市级大型有线电视联网系统。而且，本地前端多位于其服务区域的边缘或其一端。本地前端与各中心前端串接起来呈环型状。中心前端的城域网亦可组成环型或星型网，若为环型网，其环由主光节点组成，主光节点再由光节点组成小区的星型网，光节点以下为电缆分配网络。 无论是星型结构还是环型结构，其光缆的组成应包括下行光纤、上行光纤和备用光纤。

二、有线电视网络回传采用的方式

1)在光纤网络中，一般采用空间分割方式，它利用两根光纤，一根正向传输下行电视信号，另一根反向传输各种回传信息，该传输方式简单、方便，但不宜同轴传输，主要是用两根同轴电缆传输，造价高，投资大。

2)在同轴电缆网中一般采用频率分割方式传输上行信息，它可把不同的信息内容分成正向和反向传输，因在频率上分成两个频段，如现行网络的5～65MHz频段传输回传信息，而65～750 MHz传送下行电视信号，这样采用两个频段分开达到传送正反向信号，在国外也有采用高、中、低频率分割方式来完成各类信息的上下行传输工作。

3)另外还有一种回传方式，就是用时间分割方式。时间分割是利用脉冲开关控制一个脉冲周期内发送的下行信号，在另外一个脉冲周期内传送上行信号，这就要求每个脉冲周期在足够短的时间内完成，否则会影响信息质量。

三、回传系统的技术要求

在双向传输网络中，正向传输技术上好处理，有反向传输后，因回传中的噪声漏斗效应和驱动电平难以控制会严重影响传输质量，也是双向传输的成败关键问题，因此在双向网设计施工时，就应从技术上严格按标准实施，特别是反向传输通道的技术标准应按我国规定的《有线电视广播系统技术规范》执行，它的各项指标如下：

1）频道内幅度/频率特性：任何频道内幅度变化不大于±1dB；在任何0.5 MHz频率范围内幅度变化不大于0.25dB；这就是系统频响要求，因系统工作频率仅几十兆，在整个频带内，要求频响特性尽量平坦，各个频道的电平必须保持在一定范围内，以保证回传信号质量，当电平超过一定限度时，非线性将急剧增加，低到一定程度时，噪声干扰又会明显地损伤回传信息质量，因此要求网络中传送的同一类信号的各频道之间以及不同信号，其电平需保持一定的相对关系，才能避免或者有效地降低相互间的串扰或干扰，因此有回传业务的网络，由于多种业务的网络对电平的要求更高，因此必须达到回传频道内幅度/频率特性的指标。

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