hfc反向通道的调整(上)_视频通信

　　摘要：本文把HFC网的反向通道划分为四块分别进行分析，从而给出了建立双向HFC网的相关需要和反向通道的具体调试思路及方法。

　　有线电视HFC网多功能业务有：Internet、视频点播、网络电话（PCS）等，其中利用Cable Modem（以下简称CM）进行Internet接入的业务发展最快。这些业务的开展都需要HFC网络具备双向传输功能，也即HFC网络需具备上下行两个传输通道。按照现在的设备情况下行通道的频率范围在50—750MHZ，带宽为700MHZ，上行通道频率范围在5—40MHZ，带宽为35MHZ。下行通道的建立和调试相信大家都很熟悉了，在这里我就以CM业务为例，周详地论述如何建立和调试上行通道。

一、 调试理念

　　在进行CATV网络的调整时，为了说明两点或多点之间的电平关系，有两种观点能够采用：一种是描述信号绝对电平值的“信号电平”；另一种是描述信号相对电平值的“增益”或“损耗”。实际上反向信号是突发的，一般的仪器很难测量，因此我们没有必要测量上行信号在每个设备的电平值，只要测量出某个设备端口到CMTS上行端口的链路损耗，就能够断定上行信道在这个端口的电平值。

　　在正向通道，我们主要考虑的是信号的电平，网络是以如何合理分配信号电平来进行设计的。在反向通道我们考虑的主要是链路的损耗，电平并不重要，这是因为CM的输出电平是不确定的，他受CMTS的长线AGC所控制（长线AGC的控制作用是通过通信协议确定每个CM的发射电平，使不同的反向信号到达CMTS的电平值保持一致），由于每个CM的链路路由长度不同，所以每个CM的链路损耗都不同，因而就造成了每个CM的发射电平都不同。在反向回路的调试中，我们只要知道其链路的损耗就可推算出网络某一点的反向电平值。

　HFC回传通道可分为四大块（如图1所示）：



1、 CM至楼放输出口，我们称为A块。反向损耗一般设定为-30±4db。

2、 电缆干线网部分（包括干放、延放和楼放）至光站（具备双向传输功能的光节点）的输出端口，我们称B块。反向损耗设定为0db。

3、 光站至光接收机部分，我们称C块，损耗和光设备的选择有关，一但光设备选定了，损耗也就确定了。例如安泰克LLRX200光站和LLRR光接收机组合损耗为 15db（在光接收机的输入功率为-7dbm时）。

4、 光接收机输出端至CMTS的输入端口部分，我们称D块，这块的主要作用是将多路光链路混合成一路输入到CMTS，此块的插入损耗是根据业务带宽按通道内的功率密度（每赫芝功率）来推算出该业务的电平值，然后再减去CMTS需要的输入电平值而得出来的。为了使整个通道达到长线AGC的需要就需要对这一块进行精确的设计，否则，即使光接收机之前的反向通道工作得很好，但由于反向光接收机至CMTS之间的通路没有设计好，仍然会使反向通道工作不正常。例如安泰克的LLRR光接收机在输入光功率为-7dbm时其输出总功率为100dbμV，那么功率密度是100-10Lg(35*106)=24.6dbμV/HZ，CM的业务带宽为6MHZ，那么CM业务在反向光接收机的输出电平中占有24.6 10Lg(6*106)=92dbμV的功率，为此这一块的损耗应是92-60=32±1db。

　　另外，这块是整个反向通道最大的一个汇集点，混入一个CMTS端口的光链路最好是4—6路，若过多会使通道的噪声增加。上行信号在进入CMTS之前，应接一个3db左右的固定衰减器，作用是：1、改善通道的驻波性能。2、提供其他业务的接入余量。

　　CM的最大输出电平为120dbμV，为了确保系统有较高的CNR值（需要CNR≥25db, BER≤10-9），将CM的发射电平定为103--117dbμV，其中的14db作为CMTS的长路AGC控制余量（CMTS的输入电平通过AGC控制被钳定在60±1dbμV）。余量分配如下：

1、 对于分配网由于各CM的路由差别所造成的汇集电平差较大，分配余量为8db，所以，在楼放的输出端口处分配网的汇集电平均差不超过±4db。

2、 对于电缆干线网部分，我们在调试中引入单位增益的调试概念，通过调试使网络中的每一级放大器间的增益均为0db，从而实现图1中B块总增益为0db的目的。这块只需分配4db的余量作为温度所造成电缆损耗的变化和放大器增益变化的补偿。

3、 对于光纤连路，由于采用了归一化的调试，只需考虑设备增益变化的影响，分配2db的补偿余量。

　　那么，CM的最大发射电平为60 32-15 30 10=117dbμV（由安泰克LLRX200光站和LLRR光接收机组合的反向光链路），这里60是CMTS的输入电平、32是图1中D块的损耗值，15是图1的C块损耗，30是分配网即图1中A块的损耗中间值、10是附加的最大损耗值（温度影响和设备增益变化及分配差异所引起的总损耗）。

　　CM的最小发射电平为60 32-15 26=103dbμV，这里的26是A块的最小损耗值。

　　从上可知，当使用的光设备型号一旦确定后，B、C、D三块的损耗就确定了。由于长线AGC的控制作用，此时CM的发射电平将取决于分配网的损耗值和附加损耗值了。当分配网的损耗过大时，将导致CM即使工作在最大的发射状态也满足不了CMTS的接收电平需要。当分配网损耗过小时，将使CM发射电平过低而达不到通道所需要的C/N值而导致通信不正常。所以，我们必须要严格分配网的设计和施工，使之达到需要的损耗值。

二、 上行信号电平汇集均衡问题

　　千家万户的用户信号上行回传时由于路由各不相同，各路由的上行传输增益各不相同必然出现众用户信号上行到各级汇集点的电平严重不一致。假如其电平差异过大，即使管理CM的CMTS发出电平调整指令试图使CM受控调整输出电平（上行），也难以达到各用户电平上行到中央一致的目的。这就是汇集均衡问题。



　　为了说明问题存在的原因，先通过一个简单的例子（见图2）来分析：图2的例子是最常见的情况，L1是干线路由，L2是从干线L1分取一个低电平下行信号到干放A3，因为L1远远大于L2，-18db分支器作为信号的分支路，按下行传输的电平配置完全是正确的。但假如按上行传输来审查，问题极其严重。假设我们将A2的上行输出电平调整到和A3一致，A2、A3的上行信号汇集到A1放大器的上行输入端时，其汇集电平差将大于10db，原因是L1支路对50MHZ以下的上行信号损耗在6db左右，再加上分支器的插入损耗总损耗在8db左右，而L2支路上行损耗大于18db。

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