HFC有线电视网络的C_N_CTB_CSO三大技术指标及其关系浅析

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1、HFC有线电视网络的C/N、CTB、CSO三大技术指标及其关系浅析朱思明云南省广播电视局事业管理处副处长高级工程师有线电视网络是一个宽频带的具有调制、变频、混合、放大、加解扰、数模和模数转换等各种环节的复杂系统,电视信号在传输过程中各种电参数都将产生变化,影响图像和伴音质量。因此,了解有线电视系统各种电参数变化的规律,采取相应措施使这些变化减少到最低程度,对有线电视工程技术人员来说是一个很重要的问题。随着光纤技术的发展,有线电视网络中已普遍采用了HFC结构模式,在HFC网络中,其C/N、CTB、CSO是三大主要技术指标,对电视信

2、号传输有着重要影响,它们与哪些因素有关?相互关系如何?怎样改善这些指标?这是有线电视技术工作者所共同关心的问题。信号在传输过程中总会产生失真,一种是线性失真,另一种是非线性失真。线性失真的产生有两种因素,一是网络对输入信号各频率分量幅度产生不同程度的衰减或放大,致使各频率分量相对幅度产生变化,造成幅度失真;二是输入信号对频率分量产生的相移不与频率成正比,从而导致各频率分量波形的相对位置产生变化造成相位失真。非线性失真是信号传输过程中产生输入波形非线性失真的网络形式有:具有饱和特性的非线性电路(如干线放大器输入电平过高);具有不灵

3、敏区域的非线性环节(如激光器输入电流2输出光功率曲线);具有理想继电器特性的非线性环节;具有滞环的环节等。是同轴电缆网络的噪声特性,可以用下式表示:C/N总=1HFC网络中的C/N-10lg(10-C/N1/10+-C/N2/10)噪声对输入的电视信号是很有害的。有线电视系统的噪声产生的原因有外部的,也有内部的,外部噪声来自各种电子干扰和天线热噪声,内部噪声来自电阻、馈线、晶体管、集成电路,特别是各种放大器、激光器更是内部噪声的主要来源。由于噪声总是与信号相对立而存在,因此在检测信号时不能只看信号的大小,而要根据系统输出信号与噪

4、声的功率比值来检测,这就是信噪比(S/N)。在技术上,常常要用射频信号和杂波信号的比值来衡量系统的质量,这就是载噪比(C/N)。C/N和S/N之间因调制方式或电路特性而有差异。在光纤和同轴电缆混合传输的有线电视网络中,系统的噪声特性由两部分构成,一部分是光纤链路的噪声特性;另一部分10式中:C/N1为光链路载噪比;C/N2为同轴电缆网络载噪比。在光纤链路中,噪声特性由三部分组成,一是激光器的相对强度噪声(C/NR),二是光接收机的量子噪声(C/NQ),三是光接收机的电放大器的噪声(C/NA),三者和接收光功率的关系可以用图1来表

5、示。由图1可知,在接收光功率+2~-2dBm时,光功率差1dBm,C/N也差1dBm。当光功率较小时,C/N就取决于光接收机的电放大器了。光链路的C/N与输入到光接收机的光功率大小有较大关系,但也不能太大,一般不超过+2dBm,否则不仅失真会变大,还容易烧坏光接收机,设计的最佳频率分量以外的新频率分量。产生142Radio&TVBroadcastEngineering/AUG.2001CableVoice有线电视语音查询/报障系统北京广知捷信技术中心电话:010-68042703、68018291传真:010-68010693优

6、质服务品质保证图1载噪比与接收光功率关系图HFC有线电视网络的C/N、CTB、CSO三大技术指标及其关系浅析值为-1~0dBm。另外,有研究表明,光发射机的C/N与传输频道数和每频道的调制指数有关系。对于质量较好的光发射机,当传输射频信号的频道数变化时,AGC电路将使光发射机的C/N相应变化,一般来说,与传输频道数的平方根成反比关系。当总调制指数基本恒定时,传输频道数减少,每频道调制指数则增加,C/N将获得改善,其改善量可按下式估算:△C/N=10lg(N1/N2)式中,N1和N2为加载频道数。对于无AGC功能的光发射机,其C/

7、N与信号电平成正比例关系。当某一频道信号电平偏低时,该频道的C/N值将明显偏低。因此,前端设备输出信号电平的平坦度和输出电平的稳定度也是至关重要的。在系统设计时还需要注意的一个问题是:在光链路中,光信号在光纤中传输时,由于瑞利散射的影响,C/N将劣化,光纤越长,C/N劣化越大。因此,在进行光链路级联时,级联后的C/N要按下式估算:C/N总=器是产生噪声的主要原因,在单级放大器电路中,放大器输出载噪比与放大器噪声系数成反比,与输入载噪比成正比,可用下式表示:C/Nu=C/Ni/NF式中:C/Nu为输出载噪比;C/Ni为输入载噪比;

8、NF为放大器噪声系数。当多级放大器级联时,总的输出C/N可用下式表示:C/N总=C/N单—10lgn式中C/N单为单级放大器的载噪比,n为放大器级联数。多级放大器级联时的总载噪比还可用下式表示:C/N总=U入-10lgn-NF-2.4式中,U入为输入电平,2.4

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