有线电视系统噪声浅析

一、电磁波噪声干扰

有线电视HFC网的光纤电缆因有抗电磁波噪声干扰的特点，所以空中的各种电磁波噪声无法干扰光纤中传送的电视信号和各种数字信息。而HFC中的同轴电缆分配网由于抗干扰能力低，所以空中传播的电磁波噪声非常容易从各个渠道进入有线电视系统，给系统中传输的电视信号、数字信息造成了不同程度的干扰，空中存在的电磁波多而复杂，但大多电磁波因功率微弱离网络距离远，不会给CATV系统的HFC网造成危害。如微波和卫星的信号功率很小，对网络造成的干扰可能性不大；短波广播，虽然发射功率比较大，但由它它的发射有方向性且对地仰角，加上又是远地覆盖，如果有线电视网离它较远，完全可避免这种干扰；本地电视和调频广播的发射功率很大，达数十千瓦以上，它容易产生对电视信号的干扰，如果有线网设置的频道与它们避开，也可能把它们产生的干扰降到最低限度。利用高频段电波的直线传播特性和一般材料对高频段吸收较强的特点，可比较容易解决造成的干扰。

在有线电视使用的频带内，同轴电缆的屏蔽特性在低、中频段要好一些，而在高频段则有所下降。如果空中的电磁波场强较高，就有较大的噪声进入网络中，对高端电视频道进行干扰。为了克服空间的电磁波噪声干扰，应尽量地延长光缆长度，缩短同轴电缆的长度。在电缆的选择上应选屏蔽系数大于120的多层屏蔽电缆，它能有效地抑制和克服外来干扰噪波对电视信号的影响。线路安装时也要注意回避电磁波，如新建房走暗线加金属套管等方法来避免干扰噪声。

总之，空中的电磁波非常复杂，对网络信号的干扰也显得格外难以处理，尽管产生干扰的原因复杂，只要我们对它深入的研究，就能较好的克服这些来自空中的干扰噪波。

二、设备带来的噪声

HFC网络的前端设备有调制器、光发射机等。各生活区设有大量的光接收机，它们都是产生随机噪声的主要原因。而随机噪声通常可分为两大类，其一是电路噪声，其二是外部电磁波侵入噪声。对于系统内电路的噪声可以通过设备电路的优化设计、提高设备内部元件的装配水平，走线技术、元器件的筛选和选用好的滤波电路等措施以达到降低噪声指标。

而外部进入的噪声可采取设置屏蔽网罩方式来达到阻止噪声的进入，也可以设备壳体，装配等方面采取相应的措施以抑制外来噪声入侵，还可在信号进入设备之前装一只滤波器，以隔离外来噪声的进入。经本网实践，它能有效的滤掉外界进入的各种低频和高频噪声干扰。

光节点后的放大器级数应最大限度地控制，它是设备产生热噪声和载噪比累积的主要原因。目前本网的改造除将光节点向小区延伸外，光节点后尽量不设放大器，最多只设1-2级放大器。放大器应选择噪声指标最低，稳定可靠性高的宽带放大器，为光节点以后降低噪声把好第一关。

三、HFC网络上行通道噪声的分析

HFC中的同轴网大多使用物理发泡电缆，它有强度大、损耗小的特点，为了加强对空中和周边环境电磁干扰抑制的能力，应选用二、三、四屏蔽层的优质电缆，其屏蔽系数一般在80、100、120范围内，它能起到较强的屏蔽作用。在接头方面应选择无电磁波泄露的电缆接头，对过去使用的不良接头，氧化松动的F头应逐一换掉，避免噪声从接口进入网络中。电缆的逐渐老化，会使其传输特性变差，不但使缆内的射频信号外泄严重，降低了有用的信号电平，外界干扰也会窜入系统。

HFC网的同轴分配系统一般采用树枝型，由于网络分配系统复杂，而且点多、面广、线长，它能延伸到用户的各个部位，可以讲网络的布局是全方位式的，正因为这个特点，整个网络就象一面具大的接收天线一样，由于各种复杂的电磁波覆盖了整个空中环境，网络会受到各种窄带连续波和宽带冲击波以及无线电波的干扰。

从HFC网讲，带宽一般从5-750MHz，而短波无线电发射机的工作频段是5-30MHz，刚好处在HFC上行频率的范围之内，因此在回传信号中非常容易受到许多频率固定但幅度起伏的窄带辐射干扰，这就是窄带干扰的特点。

另外，在网络中还出现时有、时无、时强、时弱的干扰，这种干扰偶然性很强，幅度大，持续期短、频带宽，它属于宽带冲击干扰，这种干扰起源于用户家中的电器设备，如电吹风、电视机等家用电器的电磁辐射。其中部分电视设施与有线端口相连时，不但会产生本振辐射，而且对非调谐频道会产生强烈反射，一些分支分配器的隔离度指标较差时，反射后的干扰会更大。网络中还发现一些干扰来自家用电脑产生的脉冲干扰，其干扰频率一般会落在上行通道较低频带范围之内，这类故障寻找特别困难。 大气放电、雷电、闪电、等也会产生感应干扰，由于它们随机性太强，冲击强度大，防范起来也比较困难，它们造成的冲击干扰的频谱较宽，在2K-100MHz范围内，所以对HFC网络的干扰影响更大，特别对数据传输会造成突发性连串误码，使画面信号出现大量马赛克现象。

对于窄带和宽带干扰问题的处理，可在HFC网络中应用码分多址（CDMA）方式，窄带干扰对CDMA系统性能的影响非常小。大家都知道系统的干扰主要来自成千上万的终端用户，利用CDMA系统的扩谱特性，可通过加横向滤波器来滤除固定或慢变化的窄带干扰，把用户间的干扰减小到最低程度。

对于突发性冲击产生的宽带干扰，只有在CDMA的基础上再采用RS码作前向纠错编码才能予以克服。

1.双向放大器噪声

HFC网是以光纤和同轴电缆混合在一起的新型单、双向传输网。同轴网基本采用树枝型结构传输和分配方式，也就是讲它是一点对多点的分配结构。如果在HFC网络中增加回传功能，那么上行通道的噪声总和就是多点对一点，使上行通道的噪声远大于下行通道的噪声，这样使多支路的噪声汇集后全部送到了前端机房。由于上行通道的信息采用数据传送，如噪声指标超标，就会使传输的数据和信息出现较高的误码率，影响其传输质量。针对这一问题，在网络升级改造时应尽量减少双向传输放大器的级连数目，因为级连多的双向放大器产生的回传噪声和整个支路产生的噪声叠加起来就会形成上行通道的漏斗效应，它对上行通道C/N指标影响较大，系统越大，用户越多，线路越长，它们汇集到前端的噪声功率就越大。如使用的双向放大器噪声指标较低，则反向回传到前端的噪声功率就会明显增加。因此，放大器的选择很重要。

网络改造时将光节点尽量靠近用户，最大限度地把双向放大器的级数减少到1级或不设放大器，那么就可把同轴网因放大器而汇集的噪声降到最低限度，本网的改造基本达到这一点。

2.用户端口产生的干扰噪声

用户噪声来自于用户电视机、计算机、录像机、VCD、音响等设施。如终端用户将收录机、VCD、音响、电视机选择了不合理的连接方式，加上有些家用电器出现故障，在播放时辐射出来的信号会窜入网络，影响其它用户收看。有的甚至不播放，只要电源插头未拔掉，也会因产生的多次谐波干扰本用户电视信号的收看。

3.用户计算机带来的干扰

随着有线电视技术的迅速发展，计算机融入有线网的技术越来越成熟，给网络的多功能综合数据传输带来了机遇。但如计算机与有线网的接口处理不好，它也会给网络带来难以寻找的干扰噪波。自从计算机进入有线电视网络后（如利用某频道逆程信号接收股市实施行情），在本网中出现了较多计算机噪波干扰现象，它产生的交流声调制影响面很大，干扰还会在电缆中逆向传输，通过放大器后，影响数幢楼房几百户用户收看电视信号。要在近几百户中查出有故障的微机，确实难度很大。随着科学技术的快速发展和人们对信息知识的需求，计算机在很短的几年内会大量拥入有线电视网，因此，对计算机产生的干扰应尽快抑制，在其接口安装隔离器件（如在分支分配器出入口、分支口加装1000pF的电容），它能有效的阻止效调干扰进入网络。