長沙老舊小區(qū)通過CATV改造實現(xiàn)HFC雙向傳輸?shù)姆桨?/h1>
2018-09-03 05:43:44吳高潔
數(shù)字通信世界 2018年8期
吳高潔
（湖南省郵電規(guī)劃設(shè)計院有限公司，長沙 410000）
1 引言
有線電視寬帶綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)作為我國信息基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，除了能夠進一步提高有線電視的傳輸距離、覆蓋范圍、擴大頻道容量、提升電視質(zhì)量之外，有線電視數(shù)字設(shè)備完全可以適用于寬帶通信，數(shù)字CATV可以為有線電視用戶提供上百套的數(shù)字節(jié)目和最新的多媒體寬帶業(yè)務(wù)。改造后的具備雙向傳輸能力有線電視網(wǎng)絡(luò)，可以輕松地實現(xiàn)有線寬帶高速接入，交互電視、視頻點播（VOD）等新的功能。對現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)絡(luò)進行升級改造，是全面開展數(shù)字電視以及雙向數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，實現(xiàn)有線電視從模擬向數(shù)字的平滑過渡，全面實現(xiàn)有線電視網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化、信息化、智能化的必經(jīng)之路。
2 傳統(tǒng)HFC網(wǎng)的雙向改造的實現(xiàn)
2.1 需求及現(xiàn)狀
近年來，廣大消費者對信息的需要量急劇增長，對信息產(chǎn)品和服務(wù)的需求呈現(xiàn)專業(yè)化、多樣化和個性化的趨勢，為有線電視網(wǎng)絡(luò)發(fā)展提供了巨大商機。同時，計算機、通信網(wǎng)絡(luò)等相關(guān)技術(shù)的進步也為有線電視網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展提供了強大的技術(shù)支持。然而，由于有線電視網(wǎng)絡(luò)在過去存在的先天不足，使得目前的發(fā)展受到一定影響。
而未來網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展應(yīng)該說是高速寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)，其寬帶網(wǎng)業(yè)務(wù)能綜合傳輸廣播電視節(jié)目（特別包括數(shù)字廣播電視節(jié)目）、數(shù)據(jù)和語音，在保證廣電節(jié)目優(yōu)質(zhì)傳送的前提下，業(yè)務(wù)發(fā)展還將多樣化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、綜合化、寬帶化和個人化。同時引用多功能數(shù)字機頂盒，建設(shè)智能小區(qū)，建設(shè)家庭寬帶網(wǎng)，開展電子商務(wù)、IP電話、Internet接入等，也將是未來寬帶網(wǎng)業(yè)務(wù)的發(fā)展重點。
長沙某一老舊小區(qū)為多層住宅，采用樹枝型無源分配網(wǎng)（僅適用于單向傳輸系統(tǒng)），以一梯二戶的單元樓為例。有線電視信號引入建筑處設(shè)置人（手）孔，采用同軸電纜將信號引入住宅樓內(nèi)。在一層的適當(dāng)位置設(shè)置電視前端箱，對電視信號進行放大、分配等處理，并沿豎向暗管送至各層的電視分配箱，再分別引至客戶。每戶內(nèi)均設(shè)電視分配器箱，將電視信號分別引至每個房間。
由于原有的有線電視線路老化加上不能夠在原有的線路基礎(chǔ)上進行升級，設(shè)計將考慮對整個小區(qū)的有線電視系統(tǒng)進行重新規(guī)劃和設(shè)計。
2.2 線路改造升級
（1）光發(fā)射機到光工作站：按照光纖到路邊（FTTC）的規(guī)模劃分小區(qū)，每一小區(qū)2000個用戶，利用HFC網(wǎng)中原有的光發(fā)射機經(jīng)分路器后為4個光工作站提供下行信號的發(fā)送。每個光工作站覆蓋500戶，500戶共用一條上行光纖。光纖一次性鋪設(shè)到光工作站，每個光工作站有4根同軸電纜輸出信號，每根同軸電纜帶125個用戶。
（2）光工作站到用戶終端：光工作站的每根同軸電纜輸出經(jīng)四分配器后送至雙向樓放正向輸入口，如選用具備2個射頻輸出口的高品質(zhì)樓放，每輸出攜帶16個用戶，采用集中分配器或分支器分配。分配方式如圖1：
圖1 光工作站至用戶終端盒的改造
（3）上行數(shù)據(jù)回傳：前端增加回傳光接收機，將光節(jié)點通過光纖反向發(fā)送的信號轉(zhuǎn)換成射頻信號發(fā)給前端CMTS，可以一個光節(jié)點配一臺光接收機。在服務(wù)量增大，回傳帶寬不夠時如使用預(yù)留的光纖，回傳光纖數(shù)的增多將提高了添置光接收機的成本。
為進一步擴展上行信道的帶寬，可在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上對每個光工作站覆蓋的用戶進行分組變頻，把現(xiàn)在的5-45MHz頻段的信號通過變頻后搬移到（5-45MHz，55-95MHz，105-145MHz，155-195MHz）4個分開的頻段中，然后將4個分組信號混合后通過頻帶為5-200MH的回傳光發(fā)送機發(fā)送。目前，一些具備上變頻模塊的光工作站（SG2000）回傳的頻帶甚至可達5-300MHz，可充分滿足業(yè)務(wù)擴展的需要。
2.3 改造和施工中的注意事項
（1）盡量減少雙向分配網(wǎng)中電纜接頭個數(shù)，電纜接頭越多可靠性越差。有可能造成一戶甚至多戶Cable Modem不能工作。接頭的質(zhì)量和制作工藝非常關(guān)鍵，應(yīng)采用壓接高品質(zhì)F頭，以解決接頭屏蔽性差，干擾侵入的問題。
（2）用戶分配網(wǎng)的反向損耗應(yīng)適當(dāng)（≤30dB），若損耗略大于30dB，可通過樓放反向通道增益來補償這幾dB的損耗。但如果反向損耗過大，對Cable Modem的輸出電平要求過高，會造成反向通道功率飽和，使載噪比降低。用戶盒的下行電視輸出端口加裝的用于雙向CATV網(wǎng)絡(luò)反向信號濾波的高通濾波器，在65MHz以下衰減應(yīng)≥40dB。
（3）雙向交互業(yè)務(wù)，對可靠性的要求很高，因此改造后的質(zhì)量至少不能低于電話的可靠性，所以對電纜的質(zhì)量要求較高。
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2 傳統(tǒng)HFC網(wǎng)的雙向改造的實現(xiàn)
2.1 需求及現(xiàn)狀
近年來，廣大消費者對信息的需要量急劇增長，對信息產(chǎn)品和服務(wù)的需求呈現(xiàn)專業(yè)化、多樣化和個性化的趨勢，為有線電視網(wǎng)絡(luò)發(fā)展提供了巨大商機。同時，計算機、通信網(wǎng)絡(luò)等相關(guān)技術(shù)的進步也為有線電視網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展提供了強大的技術(shù)支持。然而，由于有線電視網(wǎng)絡(luò)在過去存在的先天不足，使得目前的發(fā)展受到一定影響。
而未來網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展應(yīng)該說是高速寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)，其寬帶網(wǎng)業(yè)務(wù)能綜合傳輸廣播電視節(jié)目（特別包括數(shù)字廣播電視節(jié)目）、數(shù)據(jù)和語音，在保證廣電節(jié)目優(yōu)質(zhì)傳送的前提下，業(yè)務(wù)發(fā)展還將多樣化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、綜合化、寬帶化和個人化。同時引用多功能數(shù)字機頂盒，建設(shè)智能小區(qū)，建設(shè)家庭寬帶網(wǎng)，開展電子商務(wù)、IP電話、Internet接入等，也將是未來寬帶網(wǎng)業(yè)務(wù)的發(fā)展重點。
長沙某一老舊小區(qū)為多層住宅，采用樹枝型無源分配網(wǎng)（僅適用于單向傳輸系統(tǒng)），以一梯二戶的單元樓為例。有線電視信號引入建筑處設(shè)置人（手）孔，采用同軸電纜將信號引入住宅樓內(nèi)。在一層的適當(dāng)位置設(shè)置電視前端箱，對電視信號進行放大、分配等處理，并沿豎向暗管送至各層的電視分配箱，再分別引至客戶。每戶內(nèi)均設(shè)電視分配器箱，將電視信號分別引至每個房間。
由于原有的有線電視線路老化加上不能夠在原有的線路基礎(chǔ)上進行升級，設(shè)計將考慮對整個小區(qū)的有線電視系統(tǒng)進行重新規(guī)劃和設(shè)計。
2.2 線路改造升級
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（2）光工作站到用戶終端：光工作站的每根同軸電纜輸出經(jīng)四分配器后送至雙向樓放正向輸入口，如選用具備2個射頻輸出口的高品質(zhì)樓放，每輸出攜帶16個用戶，采用集中分配器或分支器分配。分配方式如圖1：
圖1 光工作站至用戶終端盒的改造
（3）上行數(shù)據(jù)回傳：前端增加回傳光接收機，將光節(jié)點通過光纖反向發(fā)送的信號轉(zhuǎn)換成射頻信號發(fā)給前端CMTS，可以一個光節(jié)點配一臺光接收機。在服務(wù)量增大，回傳帶寬不夠時如使用預(yù)留的光纖，回傳光纖數(shù)的增多將提高了添置光接收機的成本。
為進一步擴展上行信道的帶寬，可在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上對每個光工作站覆蓋的用戶進行分組變頻，把現(xiàn)在的5-45MHz頻段的信號通過變頻后搬移到（5-45MHz，55-95MHz，105-145MHz，155-195MHz）4個分開的頻段中，然后將4個分組信號混合后通過頻帶為5-200MH的回傳光發(fā)送機發(fā)送。目前，一些具備上變頻模塊的光工作站（SG2000）回傳的頻帶甚至可達5-300MHz，可充分滿足業(yè)務(wù)擴展的需要。
2.3 改造和施工中的注意事項
（1）盡量減少雙向分配網(wǎng)中電纜接頭個數(shù)，電纜接頭越多可靠性越差。有可能造成一戶甚至多戶Cable Modem不能工作。接頭的質(zhì)量和制作工藝非常關(guān)鍵，應(yīng)采用壓接高品質(zhì)F頭，以解決接頭屏蔽性差，干擾侵入的問題。
（2）用戶分配網(wǎng)的反向損耗應(yīng)適當(dāng)（≤30dB），若損耗略大于30dB，可通過樓放反向通道增益來補償這幾dB的損耗。但如果反向損耗過大，對Cable Modem的輸出電平要求過高，會造成反向通道功率飽和，使載噪比降低。用戶盒的下行電視輸出端口加裝的用于雙向CATV網(wǎng)絡(luò)反向信號濾波的高通濾波器，在65MHz以下衰減應(yīng)≥40dB。
（3）雙向交互業(yè)務(wù)，對可靠性的要求很高，因此改造后的質(zhì)量至少不能低于電話的可靠性，所以對電纜的質(zhì)量要求較高。
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