黑龙江省虎林市城镇有线电视网络升级改造与业务开发

摘 要：主要介绍HFC网的回传通道设计。

关键词：HFC网络系统；要求；设计

黑龙江省虎林市有线电视台始建于一九九三年十月，承载着上千个有线电视用户的互联网业务。现就虎林市城镇有线电视网络系统升级改造（HFC——光纤/同轴电缆混合宽带用户网络）工程立项、实施、运行及所获取的效益做一全面的总结

1 HFC网络系统概述

HFC网络结构的提出不仅解决了传统的有线电视广播业务，而且通过采用先进的光纤传输技术、数字传输技术和新型的网络拓扑结构，增加了上、下行通道的传输能力，使HFC网具备了承载双向交互式宽带业务的能力。HFC接入网以其频带宽、容量大、成本低等优点，已成为有线电视系统的主要模式，同时也是多媒体宽带接入网的最佳方案之一。因此，如何实现HFC网络的回传通道，是HFC网络设计中非常关键的问题。

2 HFC网络系统的构成与基本原理

HFC网络由四个主要部分组成：信号源设备、前端、光传输链路用户同轴电缆分配网和用户设备。

2.1信号源设备

信号源设备包括卫星地面接收设站、地面广播电视节目接收设备、自办广播电视节目源设备、诸多多功能增值业务信息源设备。

2.2前端

网络的第二部分是前端，HFC网络从这里开始，其目的是有效地利用传输宽带、提高数据存储效率和向用户提供多功能增值业务。

2.3光传输链路和同轴电缆分配网

光传输链路中的光纤由前端输出接口处接至交换光节点处，在交换光节点处将光信号转换为点信号。电信号通过同轴电缆分配网传送到用户终端，每个逛街点可连接成具有100~200用户范围的局域网络。

2.4用户终端设备

用户终端设备安装在用户家中，我台采用的是星型方式，这种方式的特点是每个光节点可以使用回传光收发设备的全部带宽。

3 上行链路的关键点

在双向HFC网络中，按照网络结构的不同特点，可以将整个传输系统分成：反响矩阵分配系统；反向光传输系统；支线电缆分配系统；用户分配系统4个部分。

关键点电平范围如下：

Lv1 CMTS上行电平，一般设置为60dBμV，如果CMTS在端口检测各个CM返回电平不等于60dBμV，CMTS就要通过下行链路给该CM发出调整指令最终使之达到60dBμV。

Lv2 根据光链路损耗大小及反向光接收机最大输出电平而定，一般在100dBμV以上Lv2——Lv1的损耗一般在30dBμV左右，此点电平一般通过反向接收机内置衰减控制。

4 HFC网络系统频率规划

根据我国CATV系统的现状和将来发展的需求，系统入户电平64+4dB指标根据国家标准，达到C/N＞44dB，CTB＞55dB，COS＞55dB，系统的宽带为860MHz，频率配置，上行通道5~65MHz；过渡带65~87MHz；下行通道87~860MHz；由于入侵噪声多集中在5~30MHz。因此尽量将上行信号安排在高频段，我台上行使用52MHz下行使用610MHz，来开展互联网业务。

5 HFC网络反向信号混合

由于用户分散在各个光节点中，不可能每一个光节点对应一个CMTS的上行端口，所以将多路上行信号混合在一起是不可避免的。

反向光接机与CMTS之间的混合是双向网络的关键环节，在设置这部分时，应该考虑在网络扩容以及增加其他业务的时候，尽量不改动原来网络的电平值，并且方便做到设备的互相备份。如果CMTS有多个上行口，应该分组使用。

6 反向光接收机信道输出电平

在确定反向光接收机的输出电平时应该综合考虑。（1）考虑链路的光传输损耗。（2）所对应的光节点的反向激光器的功率。（3）反向接收机的最大输出电平。（4）整个规划的加载带宽。（5）反向信道的带宽。（6）一定余量的调节范围。

7 HFC网络中所需材料的选择

7.1光缆的选择

光缆网的建设一般采用ITU-TG652单模光纤，长距离传输时可考虑使用G655非零色散位移光纤，光缆可采用层绞式光缆，中心束管式和骨架带状光缆等，选择光缆结构时可按以下原则：（1）光纤芯数小于140时宜采用中心束管式光缆；（2）光纤芯数大于144小于576时，宜采用宜绞式中心束管带状光纤光缆；（3）光纤芯数大于576或网络位于山区城市时，宜选用骨架式带状光纤光缆。 7.2同轴电缆的选择

在选择电缆时应从阻抗特性、衰减特性、温度系数、屏蔽特性、电缆的使用年限等几方面来考虑，选择适合本地环境、气候和架设方式的电缆。

7.3反向光接收机的选择

反向光接收机的选择应该考虑以下几点：

（1）输出电平：反向光接收机的总功率应该在40dBmv以上。带宽：反向光接收机的带宽应该在200MHz。光接收机范围：反向接收机的光输入范围应该是在-15~0dBm。（2）增益范围：反向光接受机的增益范围应在20dB左右，以满足光链路的差异。

8 HFC网络中网络要求

8.1光缆网的要求

上行通道噪声的大小与每个光带点所覆盖的户数成正比，增加双向网中的光节点个数减少每个光节点覆盖的用户数，可以减少上行通道的噪声，能有效克服漏斗效应，因此，在设计光缆网时，应考虑到放大器是网络中产生热噪声的主要器件在放大器处也可以汇聚噪声，多开通光节点，使每个光节点覆盖的用户在200~500户之间建设无源电缆网，来减少噪声的侵入，同时减少了网络中的电缆长度，因为电缆网是噪声侵入的根源，取消电缆干线传输，以光缆为干线传输，光节点引出的同轴电缆只作为电缆分配网络，我市共开通140个光节点，每个光节点4芯，上行和下行各用一芯，剩余两芯作为备用。

8.2电缆网的要求

（1）电缆支干线的要求。a.在网络的电缆支干线设计时，尽量采用分配器作为分路器件，禁止使用分支损耗大于10dB的分支器，以保证各支路的上行路径损耗近似相等。b.网络路由尽量设计为多级星型传输结构，因为多级星型由中心到用户的分配过程正是由各用户上行逐级汇集的过程。只要保证了对称性，上行下行电平必然一致。c.光工作站四个端口所带用户的距离不同也会造成下行电平不一致，使上行通道电平不均衡，所以合理的设计光工作站的位置显为重要，同时也应考虑到每个端口所带用户数量的均衡，如在实际施工中某一端口电缆需要延长时，可用电缆来调配。（2）用户分配网的要求。用户分配网在这里指集线器至用户端的分配网络，大量的实验数据表明，50％干扰信号来自用户分配网，分配网的抗干扰能力很大程度上决定了整个系统抗干扰性能。a.采用集中分配方式。从理论上讲，楼道内采用集中分配的方式既保证了各用户的下行路径损耗一致，又保证了各用户的上行路径损耗一致；同时减少了大量的电缆接头，降低了网络故障率，减少了干扰信号的侵入点，这是一种比较理想的做法。b.用户分配网的电缆线全部采用四屏蔽电缆不仅减少了上行噪声的侵入，而且可以防止空中干扰信号对系统的影响。

9 HFC网络系统技术更新改造后的效益和结论

虎林市城镇有线电视网络系统升级改造工程，均取得了较高社会效益和经济效益，且具有较大的应用和推广价值，该系统自2004年初运营以来，以其特有的宽带入户，节目数量多、图像质量好、频谱资源丰富双向传输广播电视节目外、还具有支持多种通信业务和连接千家万户的优势。

[1]中国有线电视.

[2]有线电视技术.