【正文】 SCTE（電纜工程師協(xié)會）參考 OSI提出了 “數(shù)字有線網(wǎng)絡接口標準 ”，其中包括：1.MPEG2傳輸流正向應用傳輸 (FAT)頻道物理層接口標準。（ VBI）信號的 NTSC模擬頻道物理層標準。 (FDC)物理層和數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議。 (RDC)物理層數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議。與傳統(tǒng)的有線電視網(wǎng)絡相比，新一代有線電視 HFC網(wǎng)絡必需具備的上述特點使它當之無愧地擔當起城域網(wǎng)和接入網(wǎng)兩重角色。作為城域網(wǎng)，它擔負著把地市級前端的信號及服務業(yè)務高質(zhì)量地送到所屬各縣和鄉(xiāng)鎮(zhèn)。作為接入網(wǎng)，它擔負著地市及所屬各縣和鄉(xiāng)鎮(zhèn)的用戶與城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)之間上傳信息的接入和各種交互功能的實現(xiàn)。 新一代有線電視 HFC網(wǎng)絡的 核心 是必須高質(zhì)量地實現(xiàn)模擬和數(shù)字信號的 混合傳輸 。經(jīng)過 MPEG2信源編碼以及 MPEG2TS傳輸流經(jīng)過復用、擾碼、 RS編碼及卷積交織后，進行 mQAM調(diào)制形成中頻調(diào)制信號 (m為調(diào)制階數(shù) )，中頻調(diào)制信號經(jīng)過上變頻轉(zhuǎn)為射頻信號，然后與模擬電視 AMVSB調(diào)制射頻信號混合后通過 HFC網(wǎng)傳送到用戶。 由于 DVBC數(shù)字電視信號的加入，新一代有線電視 HFC網(wǎng)絡中完全不同于傳統(tǒng) HFC網(wǎng)絡的幾個主要指標： 調(diào)制誤差率 MER（ ModulatorErrorRate）MER是 DVBC數(shù)字電視系統(tǒng)的主要指標之一，反映接收信號的品質(zhì)因素，體現(xiàn)數(shù)字信號能被正確還原的概率或數(shù)字接收機還原二進制數(shù)碼的能力，它近似于基帶信號的信噪比（ SNR）， MER的值越大則代表系統(tǒng)性能越好。如果系統(tǒng) MER值越小，信號受到的損傷越大，誤碼率也越大，圖象將出現(xiàn)亂碼現(xiàn)象，嚴重時會出現(xiàn)黑屏。MER通常用如下公式表示：MER=10LOG(平均調(diào)制誤差度 /平均調(diào)制度 )2模擬有線電視系統(tǒng)中圖象質(zhì)量會隨著載噪比性能的下降明顯降低，而在 DVBC數(shù)字電視系統(tǒng)中，只有在低于系統(tǒng) MER門限的情況下才嚴重影響數(shù)字電視傳輸質(zhì)量。 64QAM系統(tǒng)一般要求大于31dB.MER包括由噪聲、載波泄露、 IQ幅度 /相位不平衡、相位噪聲等各種因素對信號造成的所有類型的損傷，優(yōu)化數(shù)字 QAM調(diào)制器的 MER指標，對于系統(tǒng) MER指標是十分重要的。通過綜合分析比較后可以發(fā)現(xiàn)，市場上各種型號 QAM調(diào)制器的 MER從 36dB到 41dB以上（ 64QAM，）。為了保證系統(tǒng)有一個優(yōu)良的源指標，必須選用 MER指標較高的 QAM調(diào)制器。誤碼率 BER（ Bit Error Rate）比特誤碼率 BER（ BitErrorRate）是指錯誤比特數(shù)與全部比特數(shù)的比值。在新一代 HFC網(wǎng)絡中， C/N、 CSO、 CTB等指標都反映到誤碼率上，所以誤碼率是數(shù)字傳輸系統(tǒng)中衡量系統(tǒng)優(yōu)劣程度的關鍵指標 ,用戶對系統(tǒng)的要求實際上最終就是誤碼率。對于模擬頻道與數(shù)字頻道混合傳輸?shù)男乱淮芯€電視 HFC網(wǎng)絡，為了保證在 RS解碼前的 TS流的誤碼率要求，網(wǎng)絡的其他參數(shù)（例如載噪比、調(diào)制誤差率、噪聲容量）都必須達到相關的要求。對于 DVBC系統(tǒng)，考慮到有關綜合因素，數(shù)字傳輸誤碼率（ BER）的系統(tǒng)指標一般按如下原則分配：數(shù)字前端 BER≦ 10傳輸和中繼 BER≦ 10用戶終端 BER≦ 105(RS解碼前的 TS流的誤碼率要求)。MER指標的主要局限性是不能捕捉到周期性的干擾，有時會發(fā)現(xiàn)信號有良好的 MER，但 BER卻很差，那么該錯誤一般是由一個周期性的故障造成，因此系統(tǒng)性能的最終判據(jù)是 BER。MER vs. BER載噪比 CNR?在調(diào)制傳輸系統(tǒng)中，一般采用載噪比指標；而在基帶傳輸系統(tǒng)中，一般采用信噪比指標。 數(shù)字電視和模擬電視的頻譜結(jié)構(gòu)及能量分布完全不同。由于 QAM采用平衡調(diào)幅，抑止了載波，因而從頻譜分析儀上看，一個數(shù)字頻道的已調(diào)制信號，像一個抬高了的噪聲平臺，均勻地平鋪于整個限定帶寬內(nèi)。因而，一個數(shù)字電視頻道，不但沒有所謂圖像載波，也沒有伴音載波。DVBC系統(tǒng)的載噪比 CNR是指已調(diào)制信號的平均功率與噪聲的平均功率之比。數(shù)字調(diào)制信號對網(wǎng)絡 RF參數(shù)的要求主要反映在載噪比上，載噪比越大，信號質(zhì)量越好，反之信號質(zhì)量就差，模擬電視會出現(xiàn) “雪花干擾 ”，數(shù)字電視會出現(xiàn)馬賽克，嚴重時會造成圖像不連續(xù)甚至無法對圖像進行解碼。CNR與 BER的 對應 關系 值 ：在理想狀 態(tài) 下， 對 于 64QAM信號的 BER與 CNR 的關系 CNR(dB)5 10 15 20 25 30 35不同的國際標準對調(diào)制傳輸系統(tǒng) QAM數(shù)字電視頻道(6MHzRF頻道帶寬 )載噪比提出了相應的要求。SCTE對 CNR要求如下：對 64QAM頻道 CNR27dB對 256QAM頻道 CNR33dB對 AMVSB模擬頻道 CNR43dBIEC對 64QAM數(shù)字頻道載噪比要求為 31dB綜合各種因素，必需考慮考慮必要的工程余量 CNR網(wǎng)絡的相位特性DVBC數(shù)字電視采用 QAM調(diào)制，碼值的判決不僅與信號的幅度有關，而且與信號的相位也直接有關。以 64QAM為例，它有 64個判決點，點與點之間的幅度和相位差異都很小，因此它們對鏈路相位特性必然十分地敏感。傳輸鏈路中多徑效應所產(chǎn)生符號間干擾（ ISI）和頻率源頻譜的不純度導致的相位噪聲會影響相位判決的準確性，從而產(chǎn)生誤判決形成誤碼。系統(tǒng)相位噪聲的來源是頻率處理單元，如調(diào)制器、頻率變換器、解調(diào)器等，所以應挑選相位噪聲低、調(diào)制錯誤率（ MER）小的設備。HFC網(wǎng)中的光鏈路的非線性 光纖的非線性效應是阻礙長距離光鏈路傳輸長度的重要因素 ,它主要包括：自相位調(diào)制（ SPM）、交叉相位調(diào)制（ XPM）、四波混頻（ FWM）、受激拉曼散射（ SRS）、受激布里淵散射（ SBS）等 .光纖非線性由兩種基本作用過程引起：１，光纖折射率隨著入纖光功率大小而變化，這是光纖非線性的主要來源 :n=n0+n2XP/Aeffn0=低功率條件下的纖芯光纖折射率n2=非線性折射率系數(shù) (m2/Wforsilica).P=入纖光功率 (Watts)Aeff=纖芯有效面積 (?m2)2，光纖非線性的第二個來源 —散射現(xiàn)象引起的 SBS,SRS自相位調(diào)制：自相位調(diào)制 (SPM)是由于光纖折射率隨著入纖光功率大小而變化所引起的SPM的影響隨下列因素而增大 :色散較大鏈路較長波長較長較高的輸入光功率較高的射頻頻率SPM和 XPM只是引起信號的頻譜展寬及頻率偏移，并不改變脈沖的形狀，但是由于光纖存在色散，色散導致脈沖展寬， SPM及 XPM所產(chǎn)生的頻率啁啾會通過色散作用使得脈沖變形加劇 .光纖的 SPM和 XPM受功率的影響很大，功率越高，SPM和 XPM作用因子越大，因而產(chǎn)生的頻率啁啾也越大 .數(shù)字視頻在 HFC中傳輸?shù)幕炯夹g要求正交輻度調(diào)制 (QAM)正交調(diào)制 (QAM)可以看作為輻度調(diào)制和相位調(diào)制的結(jié)合 .例如 :用一個具有 16個符號的 QAM系統(tǒng)矢量圖來說明 16QAMP0?Q90?A1A2A3A4A1A2A3A4PQA1A1A2A2A3A3A4A4調(diào)制信號 P和 Q,每個調(diào)制信號有 4個可能的電平 A1,A2,A3,A4。P和 Q分別對兩個輻度相等但相位相差 90?的載波進行輻度調(diào)制 ,從而可以產(chǎn)生由 12個 可能的相位角和 3個 可能的 輻度電平組成的 16種不同的狀態(tài) ,它們分別具有 16種不同的相位和輻度值 .16種不同的狀態(tài)可以表示 4比特信號 (24).同理 ,64QAM具有 64個不同的狀態(tài)可以表示 6比特信號 (26).256QAM具有 256個不同的狀態(tài)可以表示 8比特信號 (28).符號間干擾符號間干擾是由于傳輸系統(tǒng)的通道特性 ,尤其是傳輸系統(tǒng)的失真所致 .對于較高階的 QAM,傳輸效率高傳輸效率高 ,帶寬省帶寬省 ,但在星座圖上可以看到 :信號星座樣點之間距離近，對信號星座樣點之間距離近，對 傳輸系統(tǒng)的通道特性要求較高 .否則 ,信號輻度和相位發(fā)生偏移后時容易與其它信號混淆信號輻度和相位發(fā)生偏移后時容易與其它信號混淆，造成較高的誤碼率，造成較高的誤碼率 .QPSK效率較效率較 QAM低，每個符號只表示低，每個符號只表示 2比特信號。但信號比特信號。但信號星座樣點之間距離遠，每個點允許漂移空間較大星座樣點之間距離遠，每個點允許漂移空間較大 ,信噪比很信噪比很低時仍可正確辨別各個信號低時仍可正確辨別各個信號 .通道箝位噪聲：對于一個模擬 /數(shù)字混合傳輸系統(tǒng)，其輸入相關函數(shù)包含AM和 QAM信號，當出現(xiàn)過調(diào)制時，通道箝位噪聲統(tǒng)計特性為：?w2={4τ.?3/2.?1/(?a2+?q2).(rpo)2}/3其中 ?a=Na.maNa為 AM頻道數(shù)， ma為 AM調(diào)制指數(shù) ?g=Ng.mgNg為 QAM頻道數(shù)， mg為 QAM調(diào)制指數(shù) 對于一個模擬 /數(shù)字混合傳輸系統(tǒng)，考慮到通道箝位噪聲統(tǒng)計特性，當數(shù)字視頻采用 256QAM時，通常取：ma為 4%mg為 %以保證 109的誤碼率1550nm波長外調(diào)制長距離光纖傳輸系統(tǒng)凡是有條件的地方 ,在新建時 ,可優(yōu)先采用 構(gòu)建 1550nm波長外調(diào)制長距離光纖傳輸干線 /超干線對于采用 1550nm波長外調(diào)制長距離光纖傳輸系統(tǒng) ,由于存在較大的色散，在研究光纖的非線性對系統(tǒng)的影響時，先要進行色散補償，否則色散所產(chǎn)生的負面影響遠遠大于光纖的非線性作用 . 1550nm波長長距離光纖傳輸系統(tǒng)中，二階非線性失真可表示為：CSO=20log()+10log(NCSO)其中， L是光纖的長度， D是色散系數(shù)。 ω是 CSO產(chǎn)生處的角頻率大小， Ncso是 CSO的產(chǎn)物數(shù)量多少， Δλ是光信號的譜寬。式中：10log(NCSO)項是光發(fā)射機本身產(chǎn)生的 CSO，20log()項就光纖色散導致的 CSO指標的劣化，其中。信號的頻率 ω越高（即頻道越高），色散對指標的劣化就越大。當 ，那么其對 CSO指標的劣化就很小或者可以忽略不計，這就是色散補償技術的原理。自相位調(diào)制（ SPM）現(xiàn)象不可避免。 SPM與 的色散相互作用，使 CSO指標劣化：式中：m是 1550光發(fā)射機每個頻道的調(diào)制度，K＝ 2/λ， λ是光信號波長n2是光纖的非線性系數(shù)，P0是入纖光功率大小， ，L是光纖的長度，Ω是 CSO產(chǎn)生處的角頻率大小，Ncso是 CSO的產(chǎn)物數(shù)量多少，D是色散系數(shù)，C是光速，Aeff是光纖的有效面積SPM導致的 CSO劣化與光纖中的光功率 P0有直接的關系，控制光纖中的光功率可以有效降低 SPM對 CSO指標的劣化。色散補償技術在 1550 nm長距離傳輸系統(tǒng)中的應用在數(shù)字傳輸系統(tǒng)中，色散補償技術是比較成熟的、并得到廣泛應用，主要應用在 10Gb/S、 40Gb/S以上的超高速系統(tǒng)中。目前，實用的色散補償技術主要有三類：基于色散補償光纖（ DCFDispersionCompensatingFiber）型、基于光纖光柵 FBG（ FiberBraggGrating）型和基于 FP腔或 GT腔型色散補償器光通信使用的 1550nm波長窗口的色散值為 17ps/。 1550nm外調(diào)制傳輸系統(tǒng)光纖鏈路色散的容差為 1100ps左右，因此，對于 1550nm外調(diào)制光纖干線/超干線而言，必須解決色散補償問題。目前，光通信系統(tǒng)使用的光纖色散補償技術大多是針對非調(diào)制數(shù)字光纖系統(tǒng)的，因此對于 HFC有線電視寬帶網(wǎng)絡 1550nm光纖干線 /超干線實際可供選用的色散補償手段較少，限制條件較多，而且對于在實際系統(tǒng)中如何用好有關色散補償技術還存在不少問題。 色散補償光纖 (DCF)構(gòu)成的色散補償器DCF的參數(shù) :參照康寧公司生產(chǎn)的 DCM10SMFC光纖，具體參數(shù)如表所示 :DCF的優(yōu)點是帶寬不受限制，產(chǎn)品供應商多，穩(wěn)定