關(guān)于有線傳輸系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試分析

劉智亮

【摘 要】在分析電視和數(shù)字電視信號(hào)各自特點(diǎn)的基礎(chǔ)上， 提出一種采用常規(guī)的測(cè)試儀器進(jìn)行模數(shù)混傳有線傳輸系統(tǒng)的通道調(diào)試方法， 并且在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行了測(cè)試， 對(duì)測(cè)試結(jié)果和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析總結(jié)。

【關(guān)鍵詞】有線電視網(wǎng)絡(luò)；互動(dòng)數(shù)字電視； 有線傳輸系統(tǒng)

【中圖分類號(hào)】TN949.197【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1672-5158（2013）07-0499-02

隨著數(shù)字電視業(yè)務(wù)不斷發(fā)展， 廣播式數(shù)字電視、數(shù)據(jù)廣播、互動(dòng)數(shù)字電視等業(yè)務(wù)越來(lái)越多， 在HFC 網(wǎng)絡(luò)中數(shù)字電視占用的帶寬資源也會(huì)不斷增加， 同時(shí)由于各種原因， 很多網(wǎng)絡(luò)中原有的模擬電視也將在一定時(shí)間內(nèi)要保留。按國(guó)家的安排，原一個(gè)750MH z系統(tǒng)中能傳送99套8MH z帶寬的節(jié)目， 在原有模擬系統(tǒng)中一般只有30～50套模擬電視節(jié)目，只占系統(tǒng)的1/3～1/2，系統(tǒng)有較大裕量， 射頻通道指標(biāo)并不是很突出的問(wèn)題。但在模數(shù)兼容的系統(tǒng)中， 可能存在30～50套的模擬電視節(jié)目、20個(gè)左右的廣播式數(shù)字電視頻道、20個(gè)左右的互動(dòng)數(shù)字電視頻道， 這樣750MHz系統(tǒng)中就達(dá)到70～90套8MH z電視頻道，HFC網(wǎng)絡(luò)的通道指標(biāo)問(wèn)題就十分突出。

HFC傳輸系統(tǒng)本身是一個(gè)寬帶的系統(tǒng)， 并沒(méi)有模數(shù)之分， 影響信號(hào)傳輸質(zhì)量的主要因素是網(wǎng)絡(luò)中的噪聲、非線性產(chǎn)物及阻抗匹配等， 在模擬電視HFC 網(wǎng)絡(luò)中，通道指標(biāo)主要有C/N、CSO、CTB， 通過(guò)上述3個(gè)指標(biāo)可以確定網(wǎng)絡(luò)中各有源器件的工作窗口， 即最大輸出電平和最小輸入電平， 網(wǎng)絡(luò)調(diào)試時(shí)主要采用場(chǎng)強(qiáng)儀測(cè)信號(hào)強(qiáng)度， 采用頻譜分析儀測(cè)C/ N、CSO、CTB等。

但網(wǎng)絡(luò)中混入QAM 調(diào)制的與模擬電視信號(hào)截然不同特性的數(shù)字信號(hào)時(shí)， 應(yīng)當(dāng)如何進(jìn)行通道調(diào)試呢？原來(lái)模擬電視在圖像載頻 150 kHz內(nèi)集中頻道內(nèi)的主要能量（98% 以上），C/N、CSO、CTB 的分析和測(cè)試都是基于這一情況的。同時(shí)在做系統(tǒng)指標(biāo)計(jì)算時(shí)， 一般都是認(rèn)為各頻道信號(hào)電平（或功率）是一樣的， 即通道總功率平均分配在各頻道中?；谏鲜鰞牲c(diǎn)， 我們認(rèn)為只要各個(gè)頻道的功率是一樣的， 同時(shí)總功率在系統(tǒng)指標(biāo)要求的工作窗口范圍之內(nèi)， 不管傳的是什么信號(hào)， 該HFC網(wǎng)絡(luò)都是一個(gè)健康的網(wǎng)絡(luò)。

目前QAM信號(hào)在HFC通道內(nèi)的調(diào)試較為復(fù)雜，即QAM 信號(hào)的頻譜類似于白噪聲， 其相關(guān)的非線性產(chǎn)物也有類似白噪聲的特性， 這樣在系統(tǒng)輸出口測(cè)量時(shí)會(huì)產(chǎn)生一種疑惑， 即誤碼率或MER下降到底是信號(hào)過(guò)低造成的S /N下降，還是信號(hào)過(guò)高導(dǎo)致非線性指標(biāo)下降造成的S /N 下降。而純模擬信號(hào)系統(tǒng)有完整的通道指標(biāo)分析系統(tǒng)，通過(guò)HP8591C等儀器可以明確信號(hào)質(zhì)量下降是C /N 還是非線性指標(biāo)下降造成的，從而可以有針對(duì)性地調(diào)整網(wǎng)絡(luò)工作參數(shù)。

模擬場(chǎng)強(qiáng)儀測(cè)的是圖像載頻150 kH z內(nèi)的一個(gè)包絡(luò)功率， 而數(shù)字場(chǎng)強(qiáng)儀測(cè)的是信道平均功率， 兩者不能混為一談。從測(cè)試帶寬角度來(lái)分析上述問(wèn)題時(shí)， 采用模擬場(chǎng)強(qiáng)儀測(cè)QAM 數(shù)字頻道時(shí)用如下公式修正： S=S測(cè)+10 lg（BW occ/RSBW）+ k，當(dāng)帶寬為8MH z，k為1.7時(shí)，S=S測(cè)+10 lg（8MHz/300 kHz）+1.7=S測(cè)+16。但由于設(shè)備性能不一致、滾降因子不同、模數(shù)測(cè)試原理不同等原因， 實(shí)際測(cè)試結(jié)果差異較大， 不能簡(jiǎn)單認(rèn)為該數(shù)值為信道平均功率

實(shí)際工作中關(guān)于模數(shù)混傳信號(hào)通道調(diào)整模數(shù)信號(hào)間電平的方式， 一般有3種方法，第一種為如上所說(shuō)，用模擬場(chǎng)強(qiáng)儀測(cè)，QAM 頻道信號(hào)要比模擬頻道信號(hào)低16 dB； 第二種為用模擬場(chǎng)強(qiáng)儀測(cè)模擬頻道， 用數(shù)字場(chǎng)強(qiáng)儀測(cè)數(shù)字頻道，兩者電平值一樣； 第三種為考慮QAM信號(hào)平均功率和峰值功率的關(guān)系， 在用模擬場(chǎng)強(qiáng)儀測(cè)模擬頻道、用數(shù)字場(chǎng)強(qiáng)儀測(cè)數(shù)字頻道時(shí)，數(shù)字頻道電平值要比模擬頻道電平值低10 dB。

綜合上述分析，我們?cè)谡{(diào)試一個(gè)模數(shù)混傳的網(wǎng)絡(luò)時(shí)， 一種較為可行的方法是模擬和QAM 數(shù)字信號(hào)分別用專用儀器同步監(jiān)測(cè)指標(biāo)， 然后綜合調(diào)整各項(xiàng)參數(shù)，使網(wǎng)絡(luò)達(dá)到較為合理的工作狀態(tài)， 即在網(wǎng)絡(luò)混入QAM數(shù)字信號(hào)前先進(jìn)行純模擬信號(hào)的通道指標(biāo)調(diào)試， 使網(wǎng)絡(luò)的C /N、CSO、CTB 指標(biāo)全部達(dá)到國(guó)標(biāo)或高于設(shè)計(jì)值， 同時(shí)CTB、CSO 一定要留有足夠的裕量，C /N 可以適當(dāng)留部分裕量， 因?yàn)镃TB、CSO 指標(biāo)在通道內(nèi)是隨頻道數(shù)增加而同步劣化， 所以CTB測(cè)> CTB標(biāo)+20 lg（滿頻道數(shù)/實(shí)用頻道數(shù)） ， 然后在通道內(nèi)加入QAM 信號(hào)，同時(shí)在系統(tǒng)輸出口同步監(jiān)測(cè)C /N、CSO、CTB、MER 指標(biāo)，在模擬信號(hào)電平不變的情況下，改變QAM信號(hào)電平， 直到得到一個(gè)較為合理的模數(shù)信號(hào)電平組合參數(shù)。如下為1310nm一級(jí)光鏈路的光纜到樓750MH z的HFC系統(tǒng)，實(shí)際在傳30個(gè)模擬信號(hào)，擬混入18個(gè)64QAM 調(diào)制的數(shù)字頻道，遠(yuǎn)期還將混入20個(gè)左右的64QAM 調(diào)制的互動(dòng)數(shù)字頻道。按照上述方法， 參照當(dāng)?shù)亟尤刖W(wǎng)的技術(shù)要求， 先參照模擬頻道的通道指標(biāo)進(jìn)行調(diào)試， 調(diào)試后參數(shù)如下：光發(fā)的驅(qū)動(dòng)電平為模擬信號(hào)77dBLV，光工作站輸入光功率為-1.1dBmW，4路108dBLV高電平輸出，6dB均衡。系統(tǒng)輸出口各頻道通道指標(biāo)如表1所示（列8個(gè)代表性頻道），測(cè)試儀器為TEK151、HP8591C。

混入16個(gè)64QAM 調(diào)制的數(shù)字頻道經(jīng)調(diào)試后系統(tǒng)輸出口參數(shù)如表2所示（列8個(gè)代表性模擬頻道和8個(gè)數(shù)字頻道），測(cè)試儀器為TEK151、HP8591C、SDA4040D，數(shù)字頻道名采用中心頻率方式列出。

限于儀器和測(cè)試能力， 有許多參數(shù)未能得到， 但我們認(rèn)為經(jīng)過(guò)上述調(diào)試后， 網(wǎng)絡(luò)工作在一個(gè)較為理想的狀態(tài)， 對(duì)測(cè)試結(jié)果和數(shù)據(jù)分析如下：

（1）光工作站采用高電平輸出， 系統(tǒng)對(duì)非線性指標(biāo)較為敏感， 所以可以先用模擬通道指標(biāo)調(diào)試法， 使網(wǎng)絡(luò)工作于較合理的狀態(tài)后， 再混入數(shù)字電視信號(hào)進(jìn)行調(diào)試。

（ 2）當(dāng)模數(shù)頻道電平關(guān)系采用上述的模擬場(chǎng)強(qiáng)儀測(cè)模擬頻道、數(shù)字場(chǎng)強(qiáng)儀測(cè)數(shù)字頻道、兩者電平值一樣這一方式時(shí)， 模擬頻道將出現(xiàn)

明顯的典型的CIN噪聲，表明這一方式并不適用該網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)光工作站的推動(dòng)和放大輸出模塊采用砷化鎵等非線性指標(biāo)高的模塊， 將對(duì)系統(tǒng)指標(biāo)有較大幫助。

（3）當(dāng)采用模擬場(chǎng)強(qiáng)儀測(cè)QAM 頻道信號(hào)要調(diào)整到比模擬頻道信號(hào)低16 dB 的方式時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的部分系統(tǒng)輸出口的部分?jǐn)?shù)字頻道的MER降到25，有馬賽克現(xiàn)象。

（4）本網(wǎng)絡(luò)實(shí)際調(diào)試結(jié)果為模擬場(chǎng)強(qiáng)儀測(cè)模擬頻道，數(shù)字場(chǎng)強(qiáng)儀測(cè)數(shù)字頻道，數(shù)字頻道低6～7dB，或模擬場(chǎng)強(qiáng)儀測(cè)QAM 頻道信號(hào)要比模擬頻道信號(hào)低12～13dB（不同場(chǎng)強(qiáng)儀需修正）， 除了儀器自身的原因，不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、不同工作狀態(tài)也會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)工作參數(shù)和通道指標(biāo)不一致， 因此實(shí)際工作中針對(duì)不同的網(wǎng)絡(luò)不能照搬參數(shù)， 要仔細(xì)尋找最佳工作點(diǎn)。

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