【正文】 FA。利用光放大器構(gòu)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(diào)頻的各個分量頻譜以 不同的速度經(jīng)過一定距離的光纖后產(chǎn)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(luò)的前端系統(tǒng)一般是由一臺外調(diào)制的光發(fā)射機(jī)推動一臺光放大器 光放大器輸出光功率對各條線路進(jìn)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(luò)構(gòu)思，采用了環(huán)星結(jié)構(gòu)。因為串接放大器的級數(shù)越多，有線電視信號的指標(biāo)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(dāng)光調(diào)制度一定時， CSO 與頻道數(shù)的關(guān)系為 : N1,N2 為 CSO1 和 CS02 對應(yīng)的頻道數(shù)。當(dāng)調(diào)制度變小時，載噪比變壞。 光纖傳輸性能指標(biāo)主要是以光鏈路性能來給出的。 光調(diào)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(qiáng)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(jī)輸出的光信號分成強(qiáng)度不等的幾路輸出，使光強(qiáng)度較大的一路傳輸較遠(yuǎn)的距離，光強(qiáng)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(qiáng) 因為光纖的基本成分是石英，只導(dǎo)光，不導(dǎo)電，對電磁干擾、工業(yè)干擾都有很強(qiáng)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(nèi)具有相同的損耗，不需要引入均衡器進(jìn)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(dá) 10GHz 以上。間接放大器則是把光信號解調(diào)成電信號，把電信號放大后再調(diào)制到光信號上去。調(diào)制后的光從光發(fā)射機(jī)輸出后， 經(jīng)過分光器分成幾路，分別禍合到光導(dǎo)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(nèi)三次差拍的總和，稱為復(fù)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(zhuǎn)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(fù)合三次差拍比 將式中 k3 展開，得到三次產(chǎn)物共 28 項。我們把這些二次差拍項的總和稱為復(fù)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(shè)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(chǎn)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(guān)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(shè)備串接時的載噪比為 : 不同設(shè)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(zhì)量的評價多采用五級記分法，我國國家標(biāo)準(zhǔn) CB7401對圖像質(zhì)量主觀評價的五級損傷標(biāo)準(zhǔn)如表 23 所示 . 表 23 五級損傷標(biāo)準(zhǔn) 等級 圖像質(zhì)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(yán)重，另人相當(dāng)討厭 1 分 (劣 ) 圖像上損傷或干擾極為嚴(yán)重，不能觀看 信噪比與圖像等級的關(guān)系可近似用歐廣聯(lián)的公式來計算 : 其中 Q 為圖像等級。設(shè)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(chǔ)熱噪聲電平為 。所以基礎(chǔ)熱噪聲功率為 Pwo== (23) 有線電視的阻抗為 75Ω，因此可求出基礎(chǔ)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(chǔ)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(nèi)部產(chǎn)生的紊亂、斷續(xù)、隨機(jī)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?，如圖23 所示。 圖 22“光 RF” 的物理傳輸介質(zhì)層 Cable Modem的物理層和鏈路層 Cable Modem的前端設(shè)備叫 CMTS(Cable Modem Terminal System)，用戶端的設(shè)備叫 Cable Modem。 因此， HFC 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)當(dāng)是針對 普通用戶的多媒體通信網(wǎng)絡(luò)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(luò)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(luò)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?fù)浣Y(jié)構(gòu)是星狀網(wǎng)絡(luò)。 2． 5HFC 網(wǎng)優(yōu)勢 : 在現(xiàn)有的 HFC 網(wǎng)絡(luò)中，經(jīng)由 64QAM 調(diào)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(luò) 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(jī) :將寬帶射頻信號轉(zhuǎn)換成光信號，并將光信號傳輸至光纖。 目前應(yīng)用的主要設(shè)備有 : (1)調(diào)制器 C6MIIC:將模擬音頻及視頻信號調(diào)制成射頻信號。在用戶端，用戶接收相應(yīng)頻帶的信息，并進(jìn)行解調(diào)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(dāng)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(shè)備有 : 衛(wèi)星地面站：用來接收衛(wèi)星傳送的各套電視和調(diào)頻節(jié)目 微波接收機(jī)：用來接收微波傳送的電視和調(diào)頻節(jié)目 自動播出 系統(tǒng)：播出自辦的電視和調(diào)頻節(jié)目 混合器：將不同頻率的各套電視和調(diào)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(diào)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(wù) 內(nèi)容 R 5 65 上下業(yè)務(wù) X 6587 過渡帶 FＭ 87108 廣播業(yè)務(wù) Ａ 1101000 模擬電視數(shù)字電視數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 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(yuǎn)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(qiáng) 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(jī)上出現(xiàn)各種干擾、重影、雜波等，嚴(yán)重影響圖像質(zhì)量。因此，僅靠開路傳輸節(jié)目，一個用戶的電視機(jī)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(shù)參數(shù)和性能、有線電視技術(shù)指標(biāo)的有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)、 HFC 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，及當(dāng)前光纖傳輸方面的新技術(shù)和新設(shè)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(dāng)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(luò)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(luò)為 FSA 型結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)采用了國際標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化傳輸方式，應(yīng)用了國際上先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備，可以提供視頻圖像壓縮、衛(wèi)星數(shù)字電視轉(zhuǎn)播、數(shù)據(jù)廣播以及視頻點播等業(yè)務(wù)。 此外，南寧有線臺自 1998 以來，開始對原有網(wǎng)絡(luò)逐步進(jìn)行了升級改造，主干網(wǎng)全部采用光纖鋪設(shè)。而且通過特殊的封包機(jī)制或 MAC 編址，使 IP 更適合多媒體視頻的應(yīng)用。其核心節(jié)點均選用了最先進(jìn)的 GSR12020 千兆交換路由器，配置有 SRP 模塊，構(gòu)造數(shù)率為 2x622Mbps 的 DPT 雙向環(huán)結(jié)構(gòu)。有線電視網(wǎng)絡(luò)多數(shù)己經(jīng)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(yán)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(zhǔn)。 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(shè)備，從 目 前配置看共 可 管理 2816 個網(wǎng) 上光 設(shè)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(chǎn)品 (包括交換設(shè)備及用戶端設(shè)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(luò)系統(tǒng)，用戶數(shù)僅次于 TCT和 Time Warner洛杉磯 Media One 現(xiàn)擁有關(guān) NIA 部 100 萬用戶，設(shè)訓(xùn)上洛杉 磯 Media One 考慮建設(shè) 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(dá)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(wù)，提供高清晰度、交互式數(shù)字電視服務(wù)，而且還可以提供 IP Phone話音服務(wù)。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(wù) 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(wù)服務(wù)。 國外發(fā)達(dá)國家的有線電視現(xiàn)狀及技術(shù)水平 國外發(fā)達(dá)國家的有線電視發(fā)展迅速，多功能的有線電視網(wǎng)己經(jīng)日趨完善，基本上達(dá)到了如下功能 : (1)高品質(zhì)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(dá)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(luò)設(shè)計。正是由于這樣一種背景，中國有線電視網(wǎng)絡(luò)這些年無論是數(shù)量還是質(zhì)量上都進(jìn)一步發(fā)展，有線電視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)從 1999 年以來在干線網(wǎng)體制、接入方式、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)以及相關(guān)技術(shù)的融合都有長足進(jìn)步。 這就產(chǎn)生了 對信息的渴望， 同時也促進(jìn)了有線電視的發(fā)展。 transmission image quality。即通過對光纖 CATV 網(wǎng)絡(luò)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(shù)相結(jié)合構(gòu)成交互式數(shù)字視頻（ SDV）系統(tǒng)，實現(xiàn)在同一網(wǎng)絡(luò)中傳送有線電視、電話綜合業(yè)務(wù)。 光纖有線電視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，是網(wǎng)絡(luò)向綜合化、多功能、數(shù)字化發(fā)展的必要要求。 關(guān)鍵詞 :有線電視光纖；傳輸圖像質(zhì)量； HFC 網(wǎng)絡(luò)； 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