【正文】 FA。利用光放大器構成的光傳輸系統(tǒng)主要特點是 :工作波長恰好是在光纖損耗最低的 1550nm波長，線路的禍合損耗小，頻帶寬，噪聲低，適合于有線電視信號傳輸。另一種是寄生調頻的各個分量頻譜以 不同的速度經過一定距離的光纖后產生非線性作用。因此光放大器輸入的光信號越大，系統(tǒng)載噪比劣化越小。 網(wǎng)絡的前端系統(tǒng)一般是由一臺外調制的光發(fā)射機推動一臺光放大器 光放大器輸出光功率對各條線路進行星形分配到各分前端。 1550nm 窗口光纖損耗低，加之高可靠性大功率 1550nm 光放大器的研制成功，為此我們采用了暫新的網(wǎng)絡構思，采用了環(huán)星結構。因為串接放大器的級數(shù)越多，有線電視信號的指標變的就越壞。即傳輸?shù)念l道數(shù)越多，載波三次差拍比越壞。 當光調制度一定時， CSO 與頻道數(shù)的關系為 : N1,N2 為 CSO1 和 CS02 對應的頻道數(shù)。當調制度變小時，載噪比變壞。 光纖傳輸性能指標主要是以光鏈路性能來給出的。 光調制的方式有 AMIM,FMIM和 PCMIM等三種主要方式，這三種方式實際都是用載有所要傳輸?shù)碾娨曅盘柕妮d波去改變激光器輸出的光的強度。 每根光纖放在不同的位置，具有不同的顏色，便于熔接時識別。 (2)光分路器 把光發(fā)射機輸出的光信號分成強度不等的幾路輸出，使光強度較大的一路傳輸較遠的距離，光強度較弱的一路傳輸較近的距離，以使各個光節(jié)點得到近似相等功率的光。 (4)抗干擾能力強 因為光纖的基本成分是石英，只導光，不導電，對電磁干擾、工業(yè)干擾都有很強的抗干擾能力，光纖中傳輸?shù)墓庑盘栆膊皇芨鞣N干擾。光纖傳輸?shù)膿p耗還有兩個特點，一是在全部有線電視頻道內具有相同的損耗，不需要引入均衡器進行均衡 。 (1)頻帶寬 頻帶的寬窄代表傳輸信號能力的高低，單模光纖帶寬可達 10GHz 以上。間接放大器則是把光信號解調成電信號，把電信號放大后再調制到光信號上去。調制后的光從光發(fā)射機輸出后， 經過分光器分成幾路，分別禍合到光導纖維中傳播。下面是光纖傳輸電視信號的示意圖。落在同一頻道內三次差拍的總和，稱為復合三次差拍 (Composite Triple Beat，簡稱 CTB)。有四項是山三個頻率的和差形成的三次差拍分量項，其頻率可表示為 的形式，幅度為 3/2ABC。干擾信號與所收看頻道的同步信號不可能絕對同步，所以常在屏幕上看到由同步信號反轉而形成的一條白色豎條紋在屏幕上左右移動，條紋寬度即為同步信號寬度。 (3) 載波復合三次差拍比 將式中 k3 展開，得到三次產物共 28 項。我們把這些二次差拍項的總和稱為復合二次差拍失真 (Composite Second Order distortion，簡稱 CSO)。第 1,2,3 項是 直流項，在設備中會被隔直電容阻隔掉，不會起干擾作用。 式中 :k1 各項是有用信號，它們被放大了 k1 倍。 (1) 非線性失真的產生 一般說來，放大器的輸出電壓 U0 與輸入電壓以之間滿足如下關系 : 式中 :U0 為輸出信號電壓 Ui 為輸入信號電壓， 4 次方以后各項忽 略不計。所謂失真，就是輸出波形與輸入波形不完全一致。 用分貝表示 : 則相同設備串接時的載噪比為 : 不同設備串接時的載噪比為 : (5) 信噪比 信噪比的定義為視頻信號功率與噪聲功率之比，即 用分貝表示為 : 即信號電平與噪聲電平之差 世界各國對電視圖像質量的評價多采用五級記分法，我國國家標準 CB7401對圖像質量主觀評價的五級損傷標準如表 23 所示 . 表 23 五級損傷標準 等級 圖像質量損傷程度 5 分 (優(yōu) ) 圖像上不察覺有損傷或干擾存在 4 分 (良 ) 圖 像上有稍可察覺的損傷或干擾，但不另人討厭 3 分 (中 ) 圖像上有明顯察覺的損傷或干擾另人感到討厭 2 分 (差 ) 圖像上損傷或干擾較為嚴重，另人相當討厭 1 分 (劣 ) 圖像上損傷或干擾極為嚴重，不能觀看 信噪比與圖像等級的關系可近似用歐廣聯(lián)的公式來計算 : 其中 Q 為圖像等級。設輸入功率為 Pc，則該放大器的載噪比為： C/N=Pc/FPm (27) 用分貝來表示為 : (C/N)dB=10lgPc/FPw=201g(UC/UNO)10IgF (28) =201gUc 10IgF20lgUno =SaF(dB) 其中 Sa 為輸入載波電平， F(dB)是用分貝來表示的放大器噪聲系數(shù)，基礎熱噪聲電平為 。所以基礎熱噪聲功率為 Pwo== (23) 有線電視的阻抗為 75Ω，因此可求出基礎熱噪聲電壓 : Pwo=PnoRo== (24) 有線電視系統(tǒng)中常取 1μV為 dB 電平，以分貝微伏為單位。這個噪聲功率就是基礎熱噪聲功率。即： C/N=Pc/Pn 用分貝表示為 (C/N)dB=101g(Pc/Pn)=201g(Uc/Un) (21) 噪聲是來自于外界和由系統(tǒng)內部產生的紊亂、斷續(xù)、隨機的電磁振動，出現(xiàn)在屏幕上表現(xiàn)為雪花狀的、雜亂無章的干擾。 CMTS 的配置可以隨著用戶使用率的增長而逐步增加。 圖 23CableModem控制層 Cable Modem的下行通道可以為 1 路或多路 6MHz帶寬的 QAM 信號?？刂茖印保鐖D23 所示。 圖 22“光 RF” 的物理傳輸介質層 Cable Modem的物理層和鏈路層 Cable Modem的前端設備叫 CMTS(Cable Modem Terminal System)，用戶端的設備叫 Cable Modem。 因此， HFC 網(wǎng)絡應當是針對 普通用戶的多媒體通信網(wǎng)絡的接入網(wǎng)，是信息高速公里的最后一公里最佳接入手段。 HFC 網(wǎng)絡沒有特殊的數(shù)據(jù)接口協(xié)議，所有連接只是物理連接，很容易覆蓋大規(guī)模用戶群。 由光纖網(wǎng)絡將傳輸信號分別傳送至不同光節(jié)點，由光節(jié)點將下行信號傳送至用戶，拓撲結構是星狀網(wǎng)絡。 2． 5HFC 網(wǎng)優(yōu)勢 : 在現(xiàn)有的 HFC 網(wǎng)絡中，經由 64QAM 調制，可以在 6MHz 模擬帶寬上傳輸30Mbps 的數(shù)據(jù)流，以現(xiàn)有 HFC 網(wǎng)絡 可以傳輸 860MHz模擬信號計算，其數(shù)據(jù)傳輸能力為 4Gbps。 (5)激光發(fā)射機 :將寬帶射頻信號轉換成光信號，并將光信號傳輸至光纖。 目前應用的主要設備有 : (1)調制器 C6MIIC:將模擬音頻及視頻信號調制成射頻信號。在用戶端，用戶接收相應頻帶的信息，并進行解調得到所需數(shù)據(jù)。 同軸電纜傳輸 :用同軸電纜直接傳輸射頻信號，當射頻信號損耗到一定程度時，用千線放大器將射頻信號再放大繼續(xù)傳輸。主要設備有 : 衛(wèi)星地面站：用來接收衛(wèi)星傳送的各套電視和調頻節(jié)目 微波接收機：用來接收微波傳送的電視和調頻節(jié)目 自動播出 系統(tǒng)：播出自辦的電視和調頻節(jié)目 混合器：將不同頻率的各套電視和調頻節(jié)目混合成一路傳輸 傳輸 傳輸系統(tǒng)主要是把前端輸出的電視和調頻信號傳輸給用戶分配系統(tǒng)。 表 21 波段劃分表 波段 頻率范圍 (MHz) 業(yè)務 內容 R 5 65 上下業(yè)務 X 6587 過渡帶 FＭ 87108 廣播業(yè)務 Ａ 1101000 模擬電視數(shù)字電視數(shù)據(jù)業(yè)務 模擬電視頻道劃分 模擬電視頻道的劃分見表 22 所示 表 22 模擬電視頻道劃分表 頻道 頻率范圍 (MHz) Z1Z7 DS6DS12 Z8Z37 DS13DS24 Z38Z42 DS25DS56 有線電視系統(tǒng)組成 有線電視系統(tǒng)主要由信號源、前端、傳輸、用戶分配等四部分組成。所以那些遠離 發(fā)射臺的用戶，那些被高山、高樓阻擋，位于電視陰影區(qū)的用戶，不能正常收看電視。 抗干擾能力強 在空中 有很多干擾信號，或由于電視信號的多路傳播，使用戶電視機上出現(xiàn)各種干擾、重影、雜波等，嚴重影響圖像質量。因此，僅靠開路傳輸節(jié)目，一個用戶的電視機能收到的電視節(jié)目很少。 2，分析了光纖傳輸有線電視信號的原理、有線電視信號的技術參數(shù)和性能、有線電視技術指標的有關國家標準、 HFC 網(wǎng)絡結構，及當前光纖傳輸方面的新技術和新設備。廣播電視要把現(xiàn)在的同軸電纜接入網(wǎng)升級成真正的 HFC 網(wǎng)（每個光節(jié)點覆蓋 250500 戶左右），是當前比較難解決的問題?，F(xiàn)在各地有線電視網(wǎng)都在升級或規(guī)劃升級，遇到了各種各樣的問題。其中位于城中心的某小區(qū)的投資近 500 萬元，網(wǎng)絡帶寬為 550MHz的光纖 /電纜混合網(wǎng)，屬于廣播式單向傳輸網(wǎng)，網(wǎng)絡為 FSA 型結構。該系統(tǒng)采用了國際標準的數(shù)字化傳輸方式，應用了國際上先進的技術設備，可以提供視頻圖像壓縮、衛(wèi)星數(shù)字電視轉播、數(shù)據(jù)廣播以及視頻點播等業(yè)務。 此外，南寧有線臺自 1998 以來，開始對原有網(wǎng)絡逐步進行了升級改造，主干網(wǎng)全部采用光纖鋪設。而且通過特殊的封包機制或 MAC 編址，使 IP 更適合多媒體視頻的應用。其核心節(jié)點均選用了最先進的 GSR12020 千兆交換路由器，配置有 SRP 模塊，構造數(shù)率為 2x622Mbps 的 DPT 雙向環(huán)結構。有線電視網(wǎng)絡多數(shù)己經覆蓋了所在地區(qū)絕大部分居民，但仍然是單向傳輸，頻率沒有充分利用，功能單一，造成資源嚴重浪費。除此之外，在廣播影視的管理上也有很多不同，在頻道上有頻率和節(jié)目套數(shù)的雙重管理，增加或減少頻道需得到廣電總局批準。 日前洛杉 磯 Media One 的總前端已安裝了 22 套 CIIEETAE 控制器，揀個控制器可管理 128 個光節(jié)點設備，從 目 前配置看共 可 管理 2816 個網(wǎng) 上光 設備，完全 可滿足現(xiàn)有要求。 IP Phone 也是 Media One 網(wǎng)上的重頭戲，該網(wǎng)采用 ADC 公司的產品 (包括交換設備及用戶端設備 )，投資 200 萬美金，電話容量為 10000 戶，目前已有了 7000正式用戶，發(fā)展前景很好。 1 個光節(jié)點 500 戶，最終發(fā)展到 250 戶。 Media One是全美第大有線電視網(wǎng)絡系統(tǒng)，用戶數(shù)僅次于 TCT和 Time Warner洛杉磯 Media One 現(xiàn)擁有關 NIA 部 100 萬用戶，設訓上洛杉 磯 Media One 考慮建設 1500 英 里 光纖、 6000 個電源、 3500 個光節(jié)點 :每個光 節(jié) 點服蓋用戶 500 戶 .最終總用戶數(shù)達到 200 萬戶。實現(xiàn)寬帶接入不僅提供了對 Inter 的高數(shù)數(shù)據(jù)接入服務，提供高清晰度、交互式數(shù)字電視服務，而且還可以提供 IP Phone話音服務。如在 Cable Modem上接入一個分線盒，一個 Cable Modem可供 16 個用戶共用。 (6)全新的多功能業(yè)務 實現(xiàn)用戶和各信息提供源交互通信，用戶可自由點播節(jié)目，自由選取各種信息，提供多種數(shù)據(jù)業(yè)務服務。 國外發(fā)達國家的有線電視現(xiàn)狀及技術水平 國外發(fā)達國家的有線電視發(fā)展迅速，多功能的有線電視網(wǎng)己經日趨完善，基本上達到了如下功能 : (1)高品質電視節(jié)目 采用數(shù)字廣播系統(tǒng)，為用戶提供 400 線以上的分辨率，達到 DUD 圖像及音響效果的電視效果。幾十年來， CATV在世界各地迅速發(fā)展起來，從一開始只是接收開路電視節(jié)目發(fā)展到自己制作節(jié)目，從開始的兩三個頻道發(fā)展到上百個頻道，從幾十個用戶的小系統(tǒng)發(fā)展到幾百萬戶的大系統(tǒng)，傳輸距離從幾百米發(fā)展到幾十、甚至到幾百公里，從隔頻傳輸發(fā)展到鄰頻傳輸，從單純的電纜電視發(fā)展到集光纜、微波、電纜于一體的綜合大系統(tǒng)，從單一的 傳輸電視節(jié)目發(fā)展到多種信息的傳送，從單向傳輸發(fā)展到雙向互傳。 本文主要討論的是 HFC 有線網(wǎng)絡設計。正是由于這樣一種背景，中國有線電視網(wǎng)絡這些年無論是數(shù)量還是質量上都進一步發(fā)展，有線電視網(wǎng)絡技術從 1999 年以來在干線網(wǎng)體制、接入方式、網(wǎng)絡管理系統(tǒng)以及相關技術的融合都有長足進步。 這就產生了 對信息的渴望， 同時也促進了有線電視的發(fā)展。 transmission image quality。即通過對光纖 CATV 網(wǎng)絡的改造，可以使其升級為光纖 /同軸電纜混合（ HFC）系統(tǒng)，或者將 HFC 與光纖數(shù)字技術相結合構成交互式數(shù)字視頻（ SDV）系統(tǒng)，實現(xiàn)在同一網(wǎng)絡中傳送有線電視、電話綜合業(yè)務。 光纖有線電視網(wǎng)絡技術的發(fā)展，是網(wǎng)絡向綜合化、多功能、數(shù)字化發(fā)展的必要要求。 關鍵詞 :有線電視光纖；傳輸圖像質量； HFC 網(wǎng)絡； Abstract Cable TV in the current housing construction is necessary, along with the rapid development of radio and television, as well as requirements for the development of information technology, highspeed fiber optic cable usage and peration, as the entire cable and munications work bottlenecks, there is an urgent need It conducive to