【正文】 雙向 HFC 2022年 11月 29日 焦方性 北廣電子集團(tuán)北電科林電子有限公司 副總工程師 中國(guó)廣播電視設(shè)備工業(yè)協(xié)會(huì) 專家委員會(huì) 委員 中國(guó)廣播電視設(shè)備工業(yè)協(xié)會(huì) 有線電視分會(huì)專家組 組長(zhǎng) 廣播電影電視總局網(wǎng)絡(luò)中心培訓(xùn)中心 客座教授 1．有線電視在現(xiàn)有各種寬帶網(wǎng)絡(luò)中的位置 除有線電視雙向光纖電纜混合網(wǎng) CATV TWO WAY HFC以外，目前，具備規(guī)模的各種寬帶網(wǎng)絡(luò)還有： 電信網(wǎng)， PSTN、 ISDN、 ADSL， VDSL； 以太網(wǎng)， ETHERNET， FE、 GE、 TE； 電力線通信網(wǎng) PLC。 此外，還有無線局域網(wǎng) WLAN。 存在即合理，各種網(wǎng)絡(luò)均有各自的生存空間。事實(shí)上，各種網(wǎng)絡(luò)各有優(yōu)缺點(diǎn)，但是，都在進(jìn)行著數(shù)據(jù)、聲音、圖像三網(wǎng)融合的工作，都在努力地爭(zhēng)取著數(shù)字電視業(yè)務(wù)。 各種網(wǎng)絡(luò)之間，又競(jìng)爭(zhēng)、又聯(lián)合，形成了錯(cuò)綜復(fù)雜的局面。 有線電視雙向 HFC是最佳大容量透明傳輸網(wǎng)、是最佳廣播網(wǎng)、是唯一兼容模擬和數(shù)字信號(hào)的現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)、是目前唯一可傳輸高清晰度電視 HDTV的網(wǎng)絡(luò)。其缺點(diǎn)是，非數(shù)字基帶信號(hào)傳輸，必須使用大量調(diào)制解調(diào)器；信號(hào)幅度小，易受干擾。 未來寬帶網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)是： 最終，國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施的智能光纖網(wǎng)，光纖到戶，將代替目前所有的有線寬帶網(wǎng)絡(luò)，在此之前重點(diǎn)是發(fā)展 NGN。 NGN與 IPTV 下一代網(wǎng)絡(luò) NGN，是一個(gè)分階段演進(jìn)的過程?；诜纸M交換技術(shù)和 IP互聯(lián)協(xié)議，將呼叫控制與網(wǎng)絡(luò)傳送層、業(yè)務(wù)層完全分離，網(wǎng)絡(luò)具有分布性、開放性、標(biāo)準(zhǔn)性、可管理性，功能的實(shí)現(xiàn)與各種保證QOS服務(wù)質(zhì)量的寬帶傳送技術(shù)相對(duì)獨(dú)立，提供語音、視像、數(shù)據(jù)各種服務(wù)，用戶可以自由地接入不同業(yè)務(wù)提供商。 NGN包括： 下一代互聯(lián)網(wǎng) NGI ，以 IPv6及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為中心，改進(jìn) TCP/UDP等協(xié)議； 下一代電信網(wǎng) NGT ，以軟交換技術(shù)為核心，向 IP多媒體子系統(tǒng)無縫演進(jìn)； 下一代移動(dòng)網(wǎng) NGM ，以 3G及 3G演進(jìn)為中心，全 IP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)； 下一代有線網(wǎng) NGC ， DVBIP及 IP軟交換，交換式數(shù)字廣播 SDB。 IPTV是 NGN的典型業(yè)務(wù) 。 IPTV互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議電視， 以 IP協(xié)議為基礎(chǔ)，集互聯(lián)網(wǎng)、多媒體、通信、廣電、 NGN等技術(shù)于一體，提供語音、視像、數(shù)據(jù)三重播放Triple Play 、三網(wǎng)融合的業(yè)務(wù)，可利用各種互聯(lián)互通的寬帶網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，終端可以是電視機(jī)、計(jì)算機(jī)、手機(jī)等。 交換式數(shù)字廣播 SDB 數(shù)字電視總前端的全部廣播、窄播信號(hào)，不進(jìn)行多節(jié)目傳輸流 MPTS的組合，不進(jìn)行 QAM調(diào)制，以數(shù)字基帶單節(jié)目傳輸流 SPTS群的方式輸出； 總前端至分前端，采用至少 10千兆位以太網(wǎng)10GE的城域網(wǎng) MAN，大容量地向各分前端傳輸； 各分前端只選擇總前端送來 SPTS群中的廣播信號(hào)和與本分前端有關(guān)的窄播信號(hào)組成若干 MPTS，一一對(duì)應(yīng)于 IPQAM調(diào)制器群向 HFC傳輸，為盡量緩解 MAN的壓力，靠緩沖服務(wù)器解決重復(fù)點(diǎn)播的問題。 2． 1衛(wèi)星 、 地面 、 有線數(shù)字電視的調(diào)制方式 衛(wèi)星數(shù)字電視廣播 DVBS， 采用正交相移鍵控 QPSK調(diào)制 ， 效率抵 ， 但抗宇宙空間的干擾 、 噪聲能力強(qiáng) 。 地面數(shù)字電視廣播 DVBT， 采用編碼正交頻分復(fù)用COFDM調(diào)制；地面數(shù)字多媒體廣播 DMBT， 采用時(shí)域擴(kuò)頻同步正交頻分復(fù)用 TDSOFDM。 用于地面移動(dòng)接受 ， 均抗多途徑干擾 、 適應(yīng)臨界區(qū)無縫換站接收 。 有線數(shù)字電視廣播 DVBC，采用多值正交調(diào)幅 mQAM調(diào)制，效率高（ m值 1 3 6 12 25 511024）。 數(shù)字多路微波分配系統(tǒng) MMDS、數(shù)字多路超高頻分配系統(tǒng) MUDS，采用與 DVBC相同的調(diào)制方式。用于地面固定接受，適于空曠、邊遠(yuǎn)地區(qū)的固定接受。 2． 2交互式業(yè)務(wù)是必然趨勢(shì) 要滿足用戶不同的個(gè)性化需求，就必須互動(dòng)，互動(dòng)功能是開展增值業(yè)務(wù)的前提。有線電視系統(tǒng)中的各種互動(dòng)方式可以是： 雙向 HFC最理想。 還有： 單向 HFC＋以太網(wǎng)、 單向 HFC＋無線局域網(wǎng)、 單向 HFC＋電話線、 單向 HFC預(yù)定可選、 單向 HFC用硬盤錄像 PVR等。 數(shù)字電視可暫用單向，交互業(yè)務(wù)必須雙向 。 3． 頻分復(fù)用 FDM頻譜配置 3． 1頻譜配置及調(diào)制方式 低端上行： 5～ 65MHz， 適應(yīng)不同業(yè)務(wù) ， 頻道帶寬分別為 、 、 、 、 、 。 送入 STB或電纜調(diào)制解調(diào)器 CM的時(shí)分復(fù)用 TDM的數(shù)字信號(hào) ， 經(jīng) QPSK、 或 mQAM調(diào)制器 ， 符合 FDM的要求。 調(diào)頻廣播： 87～ 108MHz， 每頻道 ， 最多 105個(gè)頻道 ， 調(diào)頻 FM調(diào)制 。 系統(tǒng)管理： 108～ 111MHz， 頻移鍵控 FSK調(diào)制 。 模擬電視： 111～ 550MHz， 每頻道 8MHz， 最多 54個(gè)頻道 ， 調(diào)幅殘留側(cè)邊帶 AMVSB調(diào)制 。 數(shù)字業(yè)務(wù)： 550～ 862(750)將來 87~862MHz， 每頻道8MHz， 最多 96個(gè)頻道 ， TDM的數(shù)字信號(hào) ， 經(jīng) mQAM調(diào)制器符合 FDM的要求 。 高端上行： 900～ 1000MHz， 預(yù)留 。 3． 2 設(shè)備頻率范圍 （ MHz） 前端 光節(jié)點(diǎn) 雙向?qū)挿? 下行光發(fā) 47～ 86 下行光收 47～ 86 下行寬放 47～ 862。 上行光收 5～ ≥200、 上行光發(fā) 5～ ≥200、 上行寬放 5～ 65。 無源設(shè)備 5～ 1000。 其中 ， 上行光收發(fā) 65~≥200MHz， 用于在光節(jié)點(diǎn)通路口 EXIT加入電纜分配網(wǎng)以外的信號(hào) ， 提高了上行通道的通信能力 ， 模擬電視信號(hào)多時(shí) ， 用 DFB上行光發(fā)；原來的另一個(gè)用途是 ， 光節(jié)點(diǎn)的各電纜端口均為 5~65MHz輸入 ， 分別經(jīng)頻譜搬移至 65~≥200MHz， 再共用一臺(tái)上行光發(fā)射機(jī)的技術(shù) ， 由于降低了可靠性 ， 已經(jīng)不再用了 。 3． 3數(shù)字信號(hào)容量 目前，下行全數(shù)字信號(hào)的最大容量： 每臺(tái)下行光發(fā)射機(jī)， 64QAM時(shí)， 96 38=； 256QAM時(shí)， 96 50=。 64QAM時(shí)，每戶最高 38Mbps； 256QAM時(shí)，每戶最高 50Mbps。 目前，上行全數(shù)字信號(hào)的最大容量： 每臺(tái)上行光發(fā)射機(jī)， 64QAM時(shí)， 9 30=270Mbps。 每戶最高 30Mbps。 數(shù)字設(shè)備配置與全部交互式業(yè)務(wù)用戶的比例， 以最高服務(wù)速率并發(fā)率估算： 圖像、樂音 1:4；數(shù)據(jù)、通話 1:10。 4．疊加及分離系數(shù) C 疊加及分離系數(shù) C表 41 C/CSO / C/CTB 外調(diào)制光鏈路 直調(diào)制光鏈路 電纜線路 外調(diào)制光鏈路 12 10 10 直調(diào)制光鏈路 10 15 15 電纜線路 10 15 10/20 C/N是 10 PNR是綜合表現(xiàn)，應(yīng)分別使用 C/N、 C/CSO、 C/CTB各自的系數(shù) P是 10； U是 20 5．噪聲和失真 5． 1噪聲 光鏈路噪聲： 光發(fā)相對(duì)強(qiáng)度噪聲、光電轉(zhuǎn)換量子（散粒）噪聲。 工程上用光鏈路損耗與 C/N對(duì)照表查得； 光纖噪聲， 每 dB光纖損耗造成 C/N下降 。 寬放熱噪聲 : Un0=20lg(un0/106) =20lg［ (pn0 R)1/2/106］ =20lg［ (KTB R)1/2/106］ =20lg［ ( 1023 (273+℃ ) B 75)1/2/106］ (51) Pn0=Un0－ (52) 熱噪聲電平 Un0、 Pn0對(duì)照表 51 B MHz （ 1Hz） Un0 dBμ v 20℃ 60℃