1、HFC傳輸系統(tǒng)的設計方案分析!由于我們的設計對象是一個“光纜、電纜CATV綜合網絡”，其傳輸網絡功能設計的指導思想應該是：從目前的以“模擬”為主的“廣播電視網”，逐步過渡到將來的以“數(shù)字”為主的“模數(shù)混合寬帶綜合信息網”。因此，在討論設計前，有必要簡單了解一下HFC傳輸?shù)膸追N調制方式和網絡拓樸結構。1.HFC傳輸系統(tǒng)的幾種調制方式方案CATV傳輸系統(tǒng)從調制方案上分為模擬信號傳輸系統(tǒng)和數(shù)字信號傳輸系統(tǒng)。根據信號的接口方式又分為基帶信號傳輸

2、系統(tǒng)和射頻信號傳輸系統(tǒng)。目前應用較多的系統(tǒng)是模擬射頻傳輸系統(tǒng)，主要原因為VSBAM系統(tǒng)與數(shù)字系統(tǒng)相比造價相對較低，且可采用6MHz帶寬傳輸，它與電纜分配網絡及前端接口之間匹配良好。當選用光纜作干線時，還要考慮光纜延伸的范圍，決定分配電纜網的大小。光纖傳輸有線電視信號需對電視信號進行處理(調制)，然后對光源進行調制。對光源進行調制分為外調制和內調制兩種。外調制光發(fā)射機采用穩(wěn)定光源(常用YAG固體激光器)由電信號加在外光調制器上對通過激光束

3、進行光強調制，這種外調制光發(fā)射機調制失真小，輸出信號噪聲低，傳輸距離遠，動態(tài)范圍大，負載能力強，但需對失真進行補償，且價格也較昂貴。電信號直接對分布反饋(DFB)半導體激光器進行光強調制，稱之為內調制。此類光發(fā)射機價格便宜，使用方便，現(xiàn)在被大量采用。根據對電信號的處理，可分為下面三種調制方式。1.1幅度調制光纜傳輸(VSBAM)這是一種模擬傳輸方式，常簡稱為AM光纖技術。這種方式是電視信號對相應頻道的載波(VHF或UHF)進行殘留邊帶調

4、幅調制，然后把各路已調制的載波混合在一起對激光器進行強度調制。這是一種模擬的傳輸方式。AM光纜技術的最大優(yōu)點是可以與通常的電纜CATV網兼容；光接收機輸出信號可以直接作為電纜CATV網的輸入信號，不需解調和調制。目前，AM光纜傳輸是最便宜的方式，也是目前應用最廣泛的一種，但對激光器的線性要求非常嚴格?，F(xiàn)在，AM光纜傳輸設備的典型指標為：光損耗10dB，CN為50dBCSOCTB為(60～63)dB。一級AM光纖鏈路可達25km。同樣的

5、距離如果用電纜需要50個放大器級聯(lián)。1.2頻率調制光纜傳輸(FMIM)這也是一種模擬傳輸方式。首先，電視信號對每個頻道的載波進行頻率調制(FDM)，然后把各個經過FDM調制后的信號混合起來對激光進行強度調制。采用FM方式有以下顯著優(yōu)點：①傳輸帶寬27MHz，由于寬頻帶增益和加強增益，可以把SN對CN改善20dB以上。②由于不易受到失真干擾之影響，故可確保較高的光調制度；于是可大幅度放寬對LD性能之要求。對所要求之接收光功率可降低到約20

6、dBm。③由于不易受到反射光的影響，故可進一步降低對接收光功率之要求。采用FM方式尚需解決的技術問題是與同軸CATV的連接。若內裝BS調諧器在TV接收機中，則可廉價地實現(xiàn)包括HDTV在內的衛(wèi)星廣播業(yè)務之FTTH系統(tǒng)(FiberToTheHome)?？傊?，其最大的缺點是原電纜CATV系統(tǒng)不兼容，每個頻道都需要調制器和解調器，因此成本較高。另外，由于FM占用頻帶較寬，傳輸節(jié)目數(shù)量受到限制。其優(yōu)點是對激光器的線性不敏感，靈敏度高，光路允許損耗

7、大，傳輸距離相對AM光纖要長。目前，F(xiàn)M光纖的典型水平是用1310nm波長的單模光纖，允許光損耗為20dB，傳輸距離大于40km。一般可傳輸16個電視頻道。1.3數(shù)字調制光纜傳輸(PCMIM)數(shù)字光纜傳輸采用脈沖編碼調制(PCM)方式。這種方式是將基帶電視信號經取樣，編碼，復接后對光進行強度調制，一般使用6～8bAD(模數(shù))變換。一路電視信號編碼數(shù)率為140Mbs，經過壓縮編碼后可低于34Mbs。一根光纖能傳輸8～12路電視節(jié)目，數(shù)字光

8、纜傳輸距離長，單級傳輸距離達60km，其SN可達60dB，CTB和CSO為70dB。這種方式在傳輸中無噪聲積累，無非線性失真，可多次進行中繼，仍保持很高的圖像質量。同F(xiàn)M光纜一樣，數(shù)字光纜和CATV分配網相聯(lián)接時，需要增加調制解調器，其成本高于FM光纜。但由于其傳輸距離長，傳輸質量好，是網間長距離傳輸?shù)淖罴逊绞剑S著成本的下降，這種方式將會被更普遍地采用，特別是省內干線聯(lián)網。光CATV系統(tǒng)向數(shù)字化方向發(fā)展適應了社會向信息化方向發(fā)展之必然

9、趨勢。隨著信息化社會之迅速發(fā)展，人們對多媒體技術之關注與日俱增。以數(shù)字技術為基礎，把廣播、通信和信息處理融為一體，不僅進行簡單的圖像分配，而且出現(xiàn)了把圖像、聲音、數(shù)據、圖形等巧妙地組合起來的多媒體業(yè)務。CATV采用光纖傳輸加上數(shù)字化，則將與BISDN之聯(lián)系更緊密，可進一步四臺，分別插入在原來安裝前四只小橋放的機箱中，形成四個光節(jié)點。每個光節(jié)點通過四個橋放帶動512個用戶，但上行線路仍通過原來的同軸電纜匯集到原來的光節(jié)點(現(xiàn)在，這個光節(jié)點

10、箱中已沒有光接收機；假定向以下四個光接收機分配的光功率足夠的話，就只剩下光分路器和回傳光發(fā)送機)。這一階段達到了每臺光發(fā)送機管2048戶；每個光節(jié)點服務512戶；每2048戶共用一條上行光纖通道。如圖6所示。第三階段，隨著回傳用戶的增多，為了擴展上行通道，在回傳光發(fā)送機之前，把下面四個光節(jié)點5～42MHz的上行電信號分組上變頻，例如把原來的(5～42)MHz頻段內的信號，分組變換到(5～42)MHz、(50～87)MHz、(95～132

11、)MHz和(140～177)MHz頻段。這些信號混合后再通過回傳光發(fā)送機發(fā)送。這樣，雖然還是每臺光發(fā)送機管2048戶，每臺光接收機只管512戶，每2048戶共用一條上行通道；但頻率資源帶寬卻由37MHz拓寬為148MHz，增加三倍。在上述發(fā)展步驟中，基本的思路是光節(jié)點的位置(現(xiàn)在和未來的)一次設計好，光纜敷設一次到位，然后讓光接收機和回傳光發(fā)送機逐步向用戶推進，達到FTC的規(guī)模。第四階段，為更進一步擴展上行通道，可將第三階段所述的“上行

12、信號的分組上變頻”分別移至下面四個光接收機節(jié)點進行，這些信號混合后再通過原來的同軸電纜送到回傳光發(fā)送機處進行二次分組變頻，例如把原來的四路(5～177)MHz頻段內的信號，分組變換到(5～177)MHz、(185～357)MHz、(365～537)MHz和(545～717)MHz頻段。這些信號混合后再通過回傳光發(fā)送機發(fā)送。這樣做的結果，就達到了每128戶共用一條37MHz寬的上行電通道，令雙向通信的接通率大大提高。2.4光纖到最后一個放

13、大器(FibretotheLastActive，簡稱FTLA)現(xiàn)在國外正在提倡FTLA，或稱為無源同軸網絡。它的意思是在光接收機后不再使用放大器，完全靠無源同軸電纜及元件就能夠把RF信號分配到每家每戶。如果做到這一步，可想而知，網絡的可靠性必定很高，而信號回傳也會非常暢通。根據現(xiàn)有帶小橋放的光接收機的攜帶負載能力，只要一個光節(jié)點的用戶數(shù)減少到128，圖7中每一光節(jié)點后的小橋放就可以取消，而由光接收機的四個RF輸出口直接攜帶128個用戶，