【正文】 business to find a prehensive approach to development. Optical fiber cable work technology development is integrated to the work, multifunction, digital development of the necessary requirements. That is, through the transformation of optical CATV work, it can upgrade to a fiber / coaxial cable mixed (HFC) system, or HFC and optical digital interactive technology of bining a digital video (SDV) system, to achieve the same Cable television work transmission, telephone integrated services. Applications transmitting cable television signals, distributed by the HFC work structure, an increase of the functions of district cable television works, cable television works to provide people with long been looking forward to the new business. But also for the local development of an integrated service digital TV laid a good foundation. Key words: optical fiber cable。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展促使科技的不斷提高，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、音像技術(shù)的綜合發(fā)展，人們預(yù)言：未來(lái)的社會(huì)是信息的社會(huì)，所謂的信息社會(huì)就是基于上述三大技術(shù)的綜合發(fā)展和使用。傳統(tǒng)企業(yè)由于自身發(fā)展的需要，將管理和經(jīng)營(yíng)模式紛紛轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡(luò)上，這本身不會(huì)由于 “ 網(wǎng)絡(luò)泡沫 ” 的存在而受到消弱，恰恰相反，還會(huì)得到進(jìn)一步提高，這對(duì)于網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)中的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)會(huì)提出更高的要求。光接點(diǎn)一般位于服務(wù)區(qū)域的中央位置 ,每個(gè)光接點(diǎn)的服務(wù)用戶數(shù)為 1000 戶左右。 國(guó)內(nèi)外有線電 視網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀 有線電視最早起源于美國(guó)俄勒岡州阿斯特利亞鎮(zhèn)，為解決電視陰影區(qū)居民收看電視的困難，在山頂上架設(shè)了增益較高的大型天線，通過(guò)電纜把天線接收下來(lái)的信號(hào)傳送到居民區(qū)分配給用戶，這就是最早的公共天線電視。今天的有線電視 己不是原來(lái)的含義，而是具有雙向傳輸功能的全方位服務(wù)系統(tǒng)。 (5)股票實(shí)時(shí)行情 采用 DVB 數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)廣播系統(tǒng)，在播出中心與股票交易中心連接專(zhuān)線，可實(shí)現(xiàn)通過(guò)電視機(jī)獲得有關(guān)股票的實(shí)時(shí)交易情況。據(jù)美國(guó) Data Quest報(bào)告， 2020 年全球用戶超過(guò) 1000 萬(wàn)，同 年 6 月，美國(guó)有 300 萬(wàn) Cable Modem用戶，年底達(dá) 500 萬(wàn)。 基于 HFC 結(jié)構(gòu)利用 Cable Mode。設(shè)備銷(xiāo)售額也將從 2020 年的 億美元，增長(zhǎng)到 2020 年的 30 億美元。3 個(gè)模擬分 前 端組成第 二 級(jí)環(huán)， 每 個(gè)模擬前端再帶 60 個(gè)光 節(jié) 點(diǎn)組成第二級(jí)網(wǎng)。洛杉磯 media One 的 Cable Modem用戶現(xiàn)已有 15000 戶。 Media One 網(wǎng)上有多家的光纖設(shè)備產(chǎn)品，包括 GI， ANTAEC， ADC 等，這些小同廠家的設(shè)備都是各自不同的狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，怎樣建成一套完整有效的監(jiān)控系統(tǒng)，可對(duì)所有不同廠家的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都監(jiān)控起來(lái) ?Media One 為我們提供了一個(gè)很好的借鑒方案，他們選用了 CHEETAE 公司的設(shè)備，可對(duì)全網(wǎng)光設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。另外，其概念與國(guó)外也不同。目前大多有線電視網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模發(fā)展已完成超常規(guī)躍進(jìn)式高速發(fā)展階段，開(kāi)始進(jìn)行緩慢增長(zhǎng)的飽和期。 據(jù)考察，鄭州有線臺(tái)于 1999 年 2 月開(kāi)始對(duì)原有 的電視網(wǎng)絡(luò)實(shí)行改造，使之能成為傳輸數(shù)字、圖像等多媒體信息的綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)由目前市內(nèi) 10 個(gè)節(jié)點(diǎn)和 7 個(gè)郊縣節(jié)點(diǎn)組成，構(gòu)成覆蓋整個(gè)鄭州市及郊縣的城域?qū)拵ЬC合網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。 SRP在一個(gè)模塊上設(shè)計(jì)了兩個(gè)端口，使互聯(lián)時(shí)形成兩個(gè)速率為 622Mbps 的環(huán)路，使得線路的總帶寬提升了一倍，達(dá)到了 。一期工程于1999 年 11 月 1 日正式開(kāi)通，系統(tǒng)運(yùn)行正常，取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，后來(lái)對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行二期改造，重點(diǎn)推出了 IP 網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)壯性建設(shè)、廣電信息港建設(shè)、HFC 網(wǎng)絡(luò)雙向改造。該有線臺(tái)于 2020 年 5 月起逐步實(shí)施數(shù)字電視廣播系統(tǒng)，并于同年 6 月底完成首期工程。 課題研究的目的和意義 近年來(lái) ,隨著城鎮(zhèn)居民生活水平不斷提高 ,人們對(duì)居住小區(qū)環(huán)境的要求也越來(lái)越高 ,應(yīng)運(yùn)而生的中高檔小區(qū)以戶外無(wú)架空線、單元內(nèi)無(wú)明敷線、配套設(shè)施功能齊全而受到購(gòu)房者的青睞 ,為此許多新建小區(qū)的開(kāi)發(fā)商要求有線電視管線和其他專(zhuān)業(yè)管線必須暗敷設(shè) ,這就給有線電視工作者提出了一個(gè)新的課題 :敷設(shè)的有線電視暗管如何既能滿足有線電視敷設(shè)線路的要求 ,又能滿足開(kāi)發(fā)商對(duì)小區(qū)環(huán)境的要求 ? 某地方有線電視網(wǎng)經(jīng)過(guò)近 9 年的建設(shè)和發(fā)展，現(xiàn)已開(kāi)通頻道 33 個(gè)，網(wǎng)絡(luò)干、支線電纜 1330 公里，線路鋪設(shè)到樓近 13000 座，網(wǎng)絡(luò)總投資近 2 億多。 1． 3 課題的主要研究?jī)?nèi)容及解決的技術(shù)關(guān)鍵 目前有線電視已經(jīng)成為高科技產(chǎn)物，它包括和應(yīng)用了世界上廣播電視、通信、計(jì)算機(jī)等各個(gè)方面的最新技術(shù)。但是建立什么樣的接入網(wǎng)，特別是寬帶接入網(wǎng)，是廣 播電視要解決的關(guān)鍵問(wèn)題，也是未來(lái)信息高速公路的發(fā)展重點(diǎn)。 本文結(jié)合小區(qū)有線電視臺(tái)的有線電視網(wǎng)絡(luò)改造項(xiàng)目對(duì)光纖傳輸有線電視網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)及實(shí)施，完成的 主要內(nèi)容有以下幾個(gè)方面 : ，以及小區(qū)內(nèi)有線電視用戶的需求，提出了網(wǎng)絡(luò)升級(jí)改造的基本原則。一般來(lái)說(shuō)，包括 VHF 和 UHF 頻段在內(nèi)，一個(gè)大城市只能發(fā)七、八套電視節(jié)目，中小城市只能發(fā)四、五套節(jié)目，否則將會(huì)與臨近地區(qū)的電視臺(tái)形成同頻干擾。若采用先進(jìn)的數(shù)碼壓縮技術(shù)，則可以為用戶提供上百套不同的節(jié)目。但差轉(zhuǎn)的次數(shù)越多，信號(hào)質(zhì)量下降越多，發(fā)射天線越高，發(fā)射功率越大，反射波的強(qiáng)度也越大，超過(guò)電視接收機(jī)的門(mén)限電平后，用戶看到的重影更嚴(yán)重了。 有線電視系統(tǒng)的頻率設(shè)置 波段劃分 波段劃分見(jiàn)表 21 所示。 前端 前端主要是用來(lái)處理要傳輸?shù)母鞣N信號(hào)源，其中有電視信號(hào)、調(diào)頻信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)。光纖傳輸具有頻帶寬、損耗低、抗干擾能力強(qiáng)、保真度高、性能穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。 網(wǎng)設(shè)備組成 HFC 網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)男盘?hào)是射頻信號(hào)，所有服務(wù)或信息經(jīng)由相應(yīng)調(diào)制 (如QPSK,QAM 等 )轉(zhuǎn)換成模擬射頻信號(hào)，這些模擬射頻信號(hào)和其他模擬音頻、視頻信號(hào)經(jīng)由頻分復(fù)用方式合成一個(gè)寬帶射頻信號(hào)，加到前端的光發(fā)射模塊上，并調(diào)制成光信號(hào)傳輸?shù)焦夤?jié)點(diǎn)并經(jīng)同軸網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)接脩簟? 2． 4HFC 網(wǎng)絡(luò)主要部分組成 : ：完成信號(hào)收集、交換及信號(hào)調(diào)制與混合，并將混合信號(hào)傳輸?shù)焦饫w。 (4)信號(hào)混合器 :將不同頻率的射頻信號(hào)混合，組成寬帶射頻信號(hào)。 :接收并解調(diào)網(wǎng)絡(luò)傳輸信號(hào)，并顯示相應(yīng)信息。無(wú)論是模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息等等，對(duì) HFC 來(lái)說(shuō)，只是如何分配頻帶資源的問(wèn)題，而沒(méi)有其他任何的傳輸障礙。有線電視網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的成本每戶只合幾百元人民幣。按空分方式，此數(shù)據(jù)流可由 500 用戶共享 (每光節(jié)點(diǎn)下 500 用戶 )，每戶可實(shí)際同時(shí)享有數(shù)據(jù)帶寬為 2Mbps。這樣形成“光 RF”的物理傳輸介質(zhì)層，如圖 22 所示。 將 Cable Modem和 CMTS 所建立的通路叫做“ Cable Mode。在鏈路層中，利用 DHCP 服務(wù)器、TOD 服務(wù)器 可以實(shí)現(xiàn) MAC 層和 TCP/IP 的管理。一個(gè) CMTS 可以送出和處理多路的下行與上行信號(hào)。 載噪比 (C/N) 載噪比定義為圖像載波功率與噪聲功率之比。 (1) 基礎(chǔ)熱噪聲 任何一個(gè)無(wú)源網(wǎng)絡(luò)，不管多么復(fù)雜，也不管什么結(jié)構(gòu)，它都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)恒定 的熱噪聲功率。T 是絕對(duì)溫度值，對(duì)于常溫可取為 2930If B 是噪聲的帶寬，根據(jù)我國(guó)的電視制式，圖像的噪聲帶寬應(yīng)為 Hz。噪聲系數(shù)F 定義為 : F=輸入載噪比 /輸出載噪比 =(C/N)入 /(C/N)出 用分貝表示則為 : F（ dB） =101gF=101g(輸入載噪比 /輸出載噪比 )=輸入載噪比 (dB)輸出載噪比 (dB) (25) (3) 單個(gè)設(shè)備的載噪比 當(dāng)放大器輸入端僅有無(wú)源電路時(shí)，輸入噪聲僅有基礎(chǔ)熱噪聲 Pno，連同放大器自身 產(chǎn)生的噪聲，折合到輸入端的總噪聲功率為 FPno，其中 F 為放大器的噪聲系數(shù)。時(shí)，則總噪聲系數(shù)為 :F=nFi。 載波復(fù)合二次差拍比和載波三次差拍比 任何模 擬電路都不可能避免失真。復(fù)合二次差拍和復(fù)合三次差拍就是非線性失真。 將這三個(gè)信號(hào)合成的輸入電壓 Ui 送入設(shè)備后，可得輸出信號(hào)電壓 U0。 (2) 載波復(fù)合二次差拍比 將式中 k2 項(xiàng)展開(kāi)，得到 由此可見(jiàn)，二次失真產(chǎn)物有 12 項(xiàng)。它們的數(shù)量隨著頻道數(shù)量的增加而大量增加，這最后 9 項(xiàng)是由于放大器的非線性而增加的頻率項(xiàng)，這些新產(chǎn)生的頻率落在工作頻道內(nèi)，會(huì)產(chǎn)生垂直、傾斜或水平條紋干擾，干擾頻率越接近被干擾頻道的圖像載波頻率，網(wǎng)紋表現(xiàn)的越粗。 載波復(fù)合二次差拍比定義為 : 在系統(tǒng)指定點(diǎn)，圖像載波電平與在帶內(nèi)成簇集聚的二次差拍產(chǎn)物的復(fù)合電平之比，以 dB 表示。常為負(fù)，故串入的圖像為負(fù)像，這種現(xiàn)象稱為交調(diào)干擾。 在其于各項(xiàng)中還有三項(xiàng)是輸入信 號(hào)的三次諧波項(xiàng) 有十二項(xiàng)是由任兩個(gè)頻率的和差組合而成的三次互調(diào)分量項(xiàng)，其頻率具有Wa Wb 的形式，幅度為 3/4A2B。隨著頻道數(shù)的增多，三次差拍項(xiàng)增加的最快，因此，當(dāng)頻道數(shù)較多時(shí)，交 調(diào)失真可以忽略，主要考慮三次差拍失真。當(dāng)電視信號(hào)被調(diào)制到光信號(hào)上時(shí)，就可以沿光導(dǎo)纖維向前傳播。在調(diào)制器中，用前端輸入的高頻電視信號(hào)去控制光源的光強(qiáng)使其隨高頻電視信號(hào)而變。直接放大器是一臺(tái)反饋較小，不足以引起激光震蕩的激光器，目前技術(shù)比較成熟的是 。 利用纖傳輸電視節(jié)目的優(yōu)點(diǎn) 同電纜傳輸方式比，光纖傳輸有很多優(yōu)點(diǎn)。而傳輸 800MHz 信號(hào)的最好電纜，每公里的損耗也在 40dB 以上，功率損 耗相差約 1 億倍。由于光纖是玻璃纖維，比重小，使它具有重量輕的特點(diǎn)，安裝十分方便。 光傳輸設(shè)備 (1)光發(fā)射機(jī) 主要是把前端的電視高頻信號(hào)變成光信號(hào)，使其在光導(dǎo)纖維中傳輸。光纜芯的結(jié)構(gòu)有骨架式、束管式、松套骨架式、無(wú)金屬加強(qiáng)芯式等。近年來(lái)，新發(fā)展起來(lái)的分布反饋激光器具有功率大、噪聲低、線性好、頻帶寬的特點(diǎn)，在光纖傳輸中得到極為廣泛的應(yīng)用。 方式 先把視頻、音頻信號(hào)取樣、量化、編碼成為數(shù)字信號(hào)，再用所得的數(shù)字信號(hào)去調(diào)制光源的強(qiáng)度。 當(dāng)光調(diào)制度增大時(shí)，載噪比變好。 (2) 載波復(fù)合二次差拍比 (CSO) 載波二次差拍比與光調(diào)制度成反比，即光調(diào)制度增加，載波二次差拍比變壞，反之亦然。 當(dāng)光調(diào)制度一定時(shí)，與頻道數(shù)的關(guān)系為 : CTB2=CTB120lg(N2/N1) N1,N2 為 CTB1 和 CTB2 對(duì)應(yīng)的頻道數(shù)。減少了這些環(huán)節(jié)，光纖可直接將電視信號(hào)傳送到分配網(wǎng)絡(luò)，節(jié)省了干線、支線占用的指標(biāo)，又由 于每個(gè)光節(jié)點(diǎn)只覆蓋 500 戶以下，所以減少了分配網(wǎng)絡(luò)各種放大器的應(yīng)用。在有線電視分配網(wǎng)絡(luò)中，由于目前光節(jié)點(diǎn)越來(lái)越接近用戶，分配網(wǎng)的光節(jié)點(diǎn)數(shù)大量增加，這使得增加光發(fā)射機(jī)的光功率和減少光纖的損耗顯得非常重要。如果光纖線路過(guò)長(zhǎng)，則中間需要加一級(jí)光放大器。為了增大載噪比，必須有足夠的光信號(hào)來(lái)爭(zhēng)奪泵浦光產(chǎn)生的受激態(tài)原子，產(chǎn)生更多的受激輻射，從而抑制自發(fā)輻射。劣化的原因有兩種 :一種是激光器自身特性和色散相結(jié)合。 應(yīng)用摻餌光纖放大器 (EDFA) EDFA 具備高增益、高輸出、寬頻帶、低噪聲、增益特性與偏振無(wú)關(guān)等一系列特點(diǎn)，促進(jìn)了超大容量、超高速、全光傳輸?shù)刃录夹g(shù)的發(fā)展。 EDFA 特性 利用攙餌磅化物玻璃光纖，可使增益特性平坦，頻帶擴(kuò)寬。光纖的總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)性多點(diǎn)系統(tǒng)已經(jīng)建成，但是價(jià)格還太貴。 運(yùn)行在 PIN 也是低價(jià)的接收器。光纖的芯子和孔徑愈大，從發(fā)光二極管 LED 接收的光愈多，其性能就愈好。 的光纖頻寬為 150MHz/Km， 的光纖頻寬為500MHz/Km。 在 70 年代 ，一臺(tái)快速計(jì)算機(jī)（ CDC6600）可以在 100ns 之內(nèi)執(zhí)行一條指令。與此相反，使用當(dāng)前的光導(dǎo)纖維技術(shù)，可獲得的帶寬完全可以超過(guò) 50,000Gb/s（ 50Tb/s），而且還在不斷的尋找更好的材料。完全的光系統(tǒng)，包括進(jìn)入計(jì)算機(jī)和從計(jì)算機(jī)輸出，都可以做到（ Miki， 1994）。 光傳輸系統(tǒng)由三個(gè)部分組成，即光源、傳輸介質(zhì)和檢測(cè)器。在光纖的一端放上光源，另一端放上檢測(cè)器，我們就有了一個(gè)單向傳輸系統(tǒng)，它接收一個(gè)電信號(hào)，轉(zhuǎn)換成光脈沖并傳輸出去，然后接收端再把光脈沖轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。折射量取決于兩種介質(zhì)的特性（兩者的折射率）?？烧J(rèn)為每一束光線有一個(gè)不同的模式（ mode），具備這種特性的光纖稱為多模光纖（ multimode fiber）。在實(shí)驗(yàn)室里