数字电视体系及有线数字电视传输技术(三).ppt

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1、4）主前端包括当地节目制作、卫星频道和来自上级）主前端包括当地节目制作、卫星频道和来自上级SDH网络的网络的节目的接收，以及其它服务的处理及结口。当提供节目的接收，以及其它服务的处理及结口。当提供Internet高速数据高速数据通信服务时，由交互信道的主中心提供通信服务时，由交互信道的主中心提供ISP配置。配置。C）分前端配置的原则）分前端配置的原则 1）至少两个路由的光缆出入，）至少两个路由的光缆出入，2）用户相对集中的地方，）用户相对集中的地方，3）与数据分中心同一机房、机房留有扩展的空间及机架，）与数据分中心同一机房、机房留有扩展的空间及机架，4）分前端复盖的光节点距离尽量控制在）分前端

2、复盖的光节点距离尽量控制在3km，5）复盖用户）复盖用户12万户。万户。6）每个光节点最少需要）每个光节点最少需要4根光纤，覆盖根光纤，覆盖300500户（当然，最户（当然，最好是好是68根光纤，这样可以使将来的升级容易实现，也使修改设计变根光纤，这样可以使将来的升级容易实现，也使修改设计变得灵活）。得灵活）。光节点的设备宜选用具备档次变换的灵活性，以满足运营服务的光节点的设备宜选用具备档次变换的灵活性，以满足运营服务的要求，为升级提供便利，同时具有备份路由切换功能和工作参数监测要求，为升级提供便利，同时具有备份路由切换功能和工作参数监测功能，如光工作站。功能，如光工作站。7）若交互数据通信采

3、用）若交互数据通信采用CableModem方案，总前端和分前端方案，总前端和分前端配置的配置的CMTS数应根据该前端覆盖的用户数及数应根据该前端覆盖的用户数及CableModem入户入户率而定。率而定。通常，一台通常，一台CMTS接入的用户数以不超过接入的用户数以不超过1,500户为宜。考户为宜。考虑到虑到CMTS系统要求的系统要求的C/N为为25dB，6个光节点就需个光节点就需1台台CMTS。8）同轴分配网设计遵循原则）同轴分配网设计遵循原则三种网络结构三种网络结构:三级放大器的同轴分配网；三级放大器的同轴分配网；光工作站光工作站+一级分配放大器的同轴分配网；一级分配放大器的同轴分配网；光工

4、作站光工作站+无源同轴分配网。无源同轴分配网。采用分配采用分配-分配方式（最好是集中分配方式），不采用或尽量少分配方式（最好是集中分配方式），不采用或尽量少采用分支分配方式。采用分支分配方式。9）网络设备选择）网络设备选择前端设备：前端设备：射频调制器射频调制器C/N70dB；QAM调制器调制器C/N60dB,MER50dB；光设备：光设备：光发射机、光接收机、光放大器、光工作站带宽要光发射机、光接收机、光放大器、光工作站带宽要求为求为750MHz862MHz，具备回传功能；，具备回传功能；同轴分配网设备：同轴分配网设备：放大器带宽放大器带宽750MHz862MHz，具备回传功能，具备回传功能

5、，无源器件带宽无源器件带宽51000MHz，屏蔽性大于，屏蔽性大于100dB，连接，连接器宜采用内螺纹针型器宜采用内螺纹针型,同轴电缆屏蔽性大于（同轴电缆屏蔽性大于（100dB120dB）6、多级光放大器级联的长距离传输系统、多级光放大器级联的长距离传输系统（1）有线数字电视长距离传输中遇到的问题）有线数字电视长距离传输中遇到的问题有线数字电视长距离传输必需考虑以下三个问题：有线数字电视长距离传输必需考虑以下三个问题：1）入纤光功率与光纤中受激布里渊散射）入纤光功率与光纤中受激布里渊散射（SBS）、传输距离的关系；）、传输距离的关系；2）光纤的自相位调制（）光纤的自相位调制（SPM）与入纤光功

6、率、）与入纤光功率、光调制度、光纤色散、光调制度、光纤色散、RF工作带宽、总传输距离的工作带宽、总传输距离的关系；关系；3）系统中掺铒光纤放大器（）系统中掺铒光纤放大器（EDFA）级联时，）级联时，掺铒光纤放大器的输入光功率与载噪比劣化的关系。掺铒光纤放大器的输入光功率与载噪比劣化的关系。这三个问题又是相互关联相互制约的，因此，有线数这三个问题又是相互关联相互制约的，因此，有线数字电视长距离传输时，应对上述三个问题进行优化处字电视长距离传输时，应对上述三个问题进行优化处理，使系统的指标最优化。理，使系统的指标最优化。（2）入纤光功率与光纤中受激布里渊散射（入纤光功率与光纤中受激布里渊散射（SB

7、S）、传输距离的关系）、传输距离的关系在超长距离、多级光放大器级联的情况下，考虑在超长距离、多级光放大器级联的情况下，考虑SBS因素，即因素，即外调制光发射机的外调制光发射机的SBS阈值光功率应该选择多大？根据实际经验，阈值光功率应该选择多大？根据实际经验，可以按如下条件选择：可以按如下条件选择：光纤总的传输距离（光纤总的传输距离（Km）光发射机的光发射机的SBS阈值光阈值光（dBm）801912016（1）20013外调制光发射机的外调制光发射机的SBS阈值光功率确定后，入纤光功率就确定了。阈值光功率确定后，入纤光功率就确定了。根据实践经验有：根据实践经验有：光发射机的光发射机的SBS阈值光

8、（阈值光（dBm）入纤光功率（入纤光功率（dBm）1919.51616.5（2）1313.5（3）光纤的自相位调制（）光纤的自相位调制（SPM）与入纤光功率、光调制度、光纤色散、）与入纤光功率、光调制度、光纤色散、RF工作工作带宽、总传输距离的关系带宽、总传输距离的关系当传输距离超过当传输距离超过80Km时，光纤中的自相位调制的影响随传输距离时，光纤中的自相位调制的影响随传输距离的增加而急剧增大，其现象是的增加而急剧增大，其现象是CSO急剧劣化。急剧劣化。CSO劣化的经验公式为劣化的经验公式为CSO155+20Lgm+20LgD+10LgP0+35LgB+20Lg(l1)400.85+10Lg

9、P0+35LgB+20Lg(0.22l1)（3）式中式中光调制度光调制度m=0.03,光纤色散系数光纤色散系数D=17ps/nm.Km,光纤损耗系数光纤损耗系数=0.22/Km。其它的参数可取的值如下：其它的参数可取的值如下：入纤光功率入纤光功率P0=20mW(13dBm),40mW(16dBm),80mW(19dBm)，RF工作带宽工作带宽B=(500;700;800)MHz,总传输距离总传输距离l=90;100;120;150;200;250Km，从经验公式中可以看出，光调制度增加从经验公式中可以看出，光调制度增加1dB，CSO劣化劣化2dB，入纤，入纤光功率增加光功率增加1dB，CSO劣

10、化劣化1dB。将实际系统的入纤光功率、。将实际系统的入纤光功率、RF工作工作带宽、总传输距离的数值代入经验公式（带宽、总传输距离的数值代入经验公式（3）即可计算出系统的）即可计算出系统的CSO值。值。根据这个根据这个CSO数值确定系统的色散补偿长度。数值确定系统的色散补偿长度。按上述公式计算结果如下（按上述公式计算结果如下（P0=40mW）:l(Km)90100120150200250(Km)CSO(B=500)-55.8-54-52.3-50.3-47.7-45.8(dBc)CSO(B=700)-51.4-50.5-48.8-46.8-44.2-42.2(dBc)CSO(B=800)-48-

11、47-45.3-43.3-40.7-38.8(dBc)由于光纤干线要求由于光纤干线要求CSO47dB,当当B=500MHz时时,无中继传输距离可以达到无中继传输距离可以达到200Km；当；当B=700MHz时时,无中继传输距离可以达到无中继传输距离可以达到120Km；当当B=800MHz时时,无中继传输距离可以达到无中继传输距离可以达到100Km。（4）系统中掺铒光纤放大器（）系统中掺铒光纤放大器（EDFA）级联时，光放大器的输入光）级联时，光放大器的输入光功率与载噪比劣化的关系功率与载噪比劣化的关系考虑到光纤干线有多级考虑到光纤干线有多级EDFA级联，两级级联，两级EDFA之间的传输距离之间

12、的传输距离将受输入将受输入EDFA的光功率限制。当输入的光功率限制。当输入EDFA的光功率的光功率Pin减少时，减少时，C/N将劣化。将劣化。试验证明：试验证明：Pin=6dBm,C/N劣化劣化13.0dBPin=3dBm,C/N劣化劣化5.0dBPin=0dBm,C/N劣化劣化3.0dB（4）Pin=3dBm,C/N劣化劣化2.0dBPin=5dBm,C/N劣化劣化1.5dBPin=7dBm,C/N劣化劣化1.0dB 当当光光发发射射机机(含含EDFA)输输入入光光纤纤的的光光功功率率为为17dBm、C/N=51dB，B=500MHz，如如果果总总的的传传输输距距离离为为200Km时时，要要

13、求求光光纤纤干干线线的的C/N=35dB。光光纤纤干干线线容容许许C/N劣劣化化的的容容量量为为16dB。如如果果中中继继距距离离为为两两个个100Km，则则输输入入中中继继光光放放大大器的光功率器的光功率 Pin=17-0.22100-0.5=-5.5dBm 按按上上述述列列出出的的数数据据，中中继继EDFA使使C/N降降低低13dB。因因此此，中中继继距距离离为为100Km是是可行的。此时接收端的可行的。此时接收端的C/N=38dB，高于设计要求。，高于设计要求。如果采用每个中继段为如果采用每个中继段为70Km，这时输入中继光放大器的光功率，这时输入中继光放大器的光功率 Pin=17-0.

14、2270-0.5=1.1dBm 每每级级中中继继光光放放大大器器使使C/N降降低低2.5dB，两两级级中中继继光光放放大大器器使使C/N降降低低5dB，接接收收端的端的C/N=46dB，高于设计要求。，高于设计要求。注注意意:此此处处的的例例子子只只是是说说明明EDFA输输入入光光功功率率的的大大小小对对C/N的的劣劣化化作作用用，而而没没有有考虑其它的因素对系统指标的影响。考虑其它的因素对系统指标的影响。（5）有线数字电视长距离传输系统设计步骤有线数字电视长距离传输系统设计步骤综合考虑综合考虑SBS、SPM和和Pin对光纤传输距离的限制。在超长距离、对光纤传输距离的限制。在超长距离、多级光放

15、大器级联的情况，有线数字电视长距离传输系统设计步骤如下：多级光放大器级联的情况，有线数字电视长距离传输系统设计步骤如下：1）考虑）考虑SBS因素，即外调制光发射机的因素，即外调制光发射机的SBS阈值光功率应该选择阈值光功率应该选择多大？根据实际经验，可以按（多大？根据实际经验，可以按（1）进行选择。）进行选择。2）考虑）考虑SPM因素，按公式（因素，按公式（3）计算在光纤总的传输距离上）计算在光纤总的传输距离上CSO的大小，并由此设计采用光纤色散补偿模块的色散补偿位置和色散补偿的大小，并由此设计采用光纤色散补偿模块的色散补偿位置和色散补偿大小。通常光纤总传输距离大小。通常光纤总传输距离120k

16、m就要进行色散补偿。如果系统总就要进行色散补偿。如果系统总的传输距离太长（例如大于的传输距离太长（例如大于200km），可以在总传输距离约一半的位），可以在总传输距离约一半的位置处，用光接收机将光信号变成置处，用光接收机将光信号变成RF信号，再用光发射机信号，再用光发射机+EDFA将光信将光信号发射到光纤中去。这样，可以把总传输距离光纤的色散分为相互独立号发射到光纤中去。这样，可以把总传输距离光纤的色散分为相互独立的两部分，从而使每一部分光纤的色散容易得到补偿。的两部分，从而使每一部分光纤的色散容易得到补偿。3）根据光纤传输系统）根据光纤传输系统C/N要求，合理设计每级要求，合理设计每级EDF

17、A的输入光功率。的输入光功率。4）如果总传输距离）如果总传输距离200km，系统中两级，系统中两级EDFA之间的传输距离又之间的传输距离又太长（例如大于太长（例如大于80km），则两级），则两级EDFA中后一级中后一级EDFA的输入光功率的输入光功率偏低。这时在后一级偏低。这时在后一级EDFA前面应采用拉曼光放大器（前面应采用拉曼光放大器（RFA）进行小信）进行小信号光放大。适当选择号光放大。适当选择RFA的增益，使的增益，使RFA的输出光功率达到后一级的输出光功率达到后一级EDFA对输入光功率的需求。对输入光功率的需求。色散补偿模块（色散补偿模块（DCM）在系统中应用的考虑因素：）在系统中应

18、用的考虑因素：1、DCM工作波长必须与光发射机发射波长匹配工作波长必须与光发射机发射波长匹配每一个色散补偿基本单元每一个色散补偿基本单元(Etalon)只能针对单一中心波长的光来进行补只能针对单一中心波长的光来进行补偿。为了使得色散补偿模块（偿。为了使得色散补偿模块（DCMDispersionCompensatingModule）能应用于）能应用于WDM、DWDM等系统中，通常在一个等系统中，通常在一个DCM模块中集模块中集成了许多个成了许多个Etalon，它们各自的中心波长由所传输的光波长来定。，它们各自的中心波长由所传输的光波长来定。目前市场上供应的目前市场上供应的DCM均是为数字传输系统

19、而开发的，因此其工作波长均是为数字传输系统而开发的，因此其工作波长范围、每个范围、每个Etalon的中心波长均是按照的中心波长均是按照ITU-T的标准来制作的。而在有线电的标准来制作的。而在有线电视的视的1550nm光纤传输系统中，通常采用的光纤传输系统中，通常采用的1550nm外调制光发射机的波外调制光发射机的波长没有遵循长没有遵循ITU-T的标准，因此不能将目前市场上可以提供的的标准，因此不能将目前市场上可以提供的DCM直接应用直接应用到有线电视的模拟传输系统。到有线电视的模拟传输系统。50Km50Km50Km50Km 200km超长距离链路图DCMDCMDCMDCM解决的办法：解决的办法

20、：一是采用波长符合一是采用波长符合ITU-T标准的标准的1550nm外调制模拟光发射机，这类外调制模拟光发射机，这类光发射机市场上已经有供货；光发射机市场上已经有供货；另一种解决方案是针对有线网络的实际情况，开发适用于有线电视另一种解决方案是针对有线网络的实际情况，开发适用于有线电视1550nm模拟光传输系统的模拟光传输系统的DCM，这需要，这需要DCM生产厂商的配合。生产厂商的配合。2、DCM模块放置位置的考虑模块放置位置的考虑理论上，理论上，DCM模块安装在系统中任何位置都一样，但实际试验的结论是，模块安装在系统中任何位置都一样，但实际试验的结论是，DCM模块的后向补偿作用要比前向补偿作用

21、好很多。模块的后向补偿作用要比前向补偿作用好很多。色散补偿模块色散补偿模块DCM安放的位置如下：安放的位置如下：1）从光发射机后的）从光发射机后的EDFA算起，在算起，在50km后或在后或在70km前放置第前放置第一个一个DCM；2）第一个）第一个DCM补偿的光纤色散长度（补偿的光纤色散长度（km）必须小于第一个）必须小于第一个DCM与第二个与第二个DCM之间的光纤长度（之间的光纤长度（km）；）；3）最后一个）最后一个DCM补偿的光纤色散长度（补偿的光纤色散长度（km）必须小于它到光接）必须小于它到光接收机之间的光纤长度（收机之间的光纤长度（km）。）。3、色散补偿模块的选择：、色散补偿模块

22、的选择：1）谐振腔型色散补偿模块）谐振腔型色散补偿模块DCMF-P腔或腔或G-T腔宽带色散补偿器（腔宽带色散补偿器（DispersionCompensatingModule），），每一个色散补偿基本单元每一个色散补偿基本单元(Etalon)只能针对单一中心波长的光来进行补偿。为了使得只能针对单一中心波长的光来进行补偿。为了使得色散补偿模块能应用于色散补偿模块能应用于WDM、DWDM等系统中，通常在一个等系统中，通常在一个DCM模块中集成了许模块中集成了许多个多个Etalon，它们各自的中心波长由所传输的光波长来定。市场上的产品，它们各自的中心波长由所传输的光波长来定。市场上的产品DCM分为分为

23、C/L波段（波段（C：1529.941561.42nm/L:1573.711602.74nm），补偿光），补偿光纤的色散长度通常有纤的色散长度通常有40/60/80km，插入损耗，插入损耗56dB。其优点是可以承载大的光。其优点是可以承载大的光功率。功率。2）光纤光栅（）光纤光栅（FiberBraggGrating）光纤光栅从结构上可分为周期性结构和非周期性结构两类。非周期结构一般由周期光纤光栅从结构上可分为周期性结构和非周期性结构两类。非周期结构一般由周期结构经某种方式演变而来。光纤光栅从功能上可分为滤波型光栅和色散补偿型光栅两结构经某种方式演变而来。光纤光栅从功能上可分为滤波型光栅和色散补

24、偿型光栅两类，色散补偿型光栅又称为啁啾光纤光栅。基于啁啾光纤光栅的色散补偿器。如图所示类，色散补偿型光栅又称为啁啾光纤光栅。基于啁啾光纤光栅的色散补偿器。如图所示 啁啾光栅间距不等，短波长光啁啾光栅间距不等，短波长光(1)在近端反射，长波长光在近端反射，长波长光(2)在在远端反射，不同点反射不同波长从而使反射回去的光波产生不同的时间远端反射，不同点反射不同波长从而使反射回去的光波产生不同的时间延迟。粗略地估算表明，用约延迟。粗略地估算表明，用约3.6cm长度的啁啾光纤光栅在长度的啁啾光纤光栅在0.2nm带宽就可补偿带宽就可补偿100km长的标准光纤在波长长的标准光纤在波长1550nm的色散。的

25、色散。色散补偿原理：色散补偿原理：光纤光栅色散补偿的原理是根据衍射光栅的角色散特性，当光进入光纤光栅色散补偿的原理是根据衍射光栅的角色散特性，当光进入到光栅后，波长为光栅周期两倍的光将被反射。不同波长的光在啁啾光到光栅后，波长为光栅周期两倍的光将被反射。不同波长的光在啁啾光栅中反射点的位置也不同，因此入射光波长中的不同波长成分在光栅中栅中反射点的位置也不同，因此入射光波长中的不同波长成分在光栅中走过不同距离，产生不同的时延，从而达到色散补偿的目的。如图所示，走过不同距离，产生不同的时延，从而达到色散补偿的目的。如图所示，输入光信号传输一定距离后发生展宽，经过色散补偿器后，时延被补偿，输入光信号

26、传输一定距离后发生展宽，经过色散补偿器后，时延被补偿，环形器将补偿后的信号导出，从而达到补偿效果。环形器将补偿后的信号导出，从而达到补偿效果。参数参数单位单位Specification中心波长中心波长ITU通道间隔通道间隔GHz100反射端口反射端口带宽带宽-0.5dBnm0.4(Min)插损插损dB0.8(Max.)色散量色散量Ps/nm40Km:680+5%60Km:1020+5%80Km:1360+5%反射率反射率%95(Min.)时延抖动时延抖动ps+15(Max.)偏振相关损耗偏振相关损耗dB0.3(Typ.)波长温漂波长温漂nm+0.08(570)操作温度操作温度65储存温度储存温

27、度45尺寸尺寸mm174x22x12光纤类型光纤类型SM-28光纤长度光纤长度1M或定制或定制连接器连接器 FC/APC或定制或定制 3 3）QAMQAM调制的数字电视信号长距离光纤传输调制的数字电视信号长距离光纤传输 数数字字电电视视时时代代，地地市市到到县县要要传传输输大大量量数数字字节节目目，利利用用1550nm模模拟拟光光纤纤传传输输设设备备传传输输数数字字电电视视是是一一种种较较好好的的方方式式。地地市市到到县县只只需需要要传传输输纯纯数字信号，因此不同于模拟系统，也不同于模拟数字信号，因此不同于模拟系统，也不同于模拟/数字混合传输系统数字混合传输系统。数字系统与模拟系统有许多不同：

28、数字系统与模拟系统有许多不同：QAM调调制制信信号号和和白白噪噪声声的的频频谱谱类类似似，不不存存在在载载波波，因因此此也也不不存存在在CTB和和CSO，非非线线性性产产物物的的频频谱谱也也类类似似白白噪噪声声，传传输输系系统统性性能能的的劣劣化化最最终终都归结为噪声：热噪声、非线性噪声、相位噪声、脉冲噪声等；都归结为噪声：热噪声、非线性噪声、相位噪声、脉冲噪声等；数数字字信信号号对对热热噪噪声声不不敏敏感感（相相对对于于模模拟拟信信号号），而而对对相相位位敏敏感感。因因此此纯纯数数字字传传输输系系统统应应该该和和模模拟拟系系统统以以及及模模数数混混传传系系统统有有不不同同的的思思路路、不不同

29、的设计，甚至采用不同的设备。相位噪声取决于光发射机和机顶盒。同的设计，甚至采用不同的设备。相位噪声取决于光发射机和机顶盒。*地市到县的传输一般都是长距离的，因此必须采用大功率地市到县的传输一般都是长距离的，因此必须采用大功率1550nm系统。系统。影响长距离影响长距离1550nm光纤传输系统指标的因素主要有光纤色散（普通光纤传输系统指标的因素主要有光纤色散（普通G.652光纤在光纤在1550nm波长时色散较大）、多重激光反射、波长时色散较大）、多重激光反射、SBS（受（受激布里渊散射）和激布里渊散射）和SPM（自相位调制）。（自相位调制）。SBS、SPM和光纤色散主和光纤色散主要影响二阶失真和

30、噪声。要影响二阶失真和噪声。*数字信号对强度噪声不敏感，因此问题的关键在于解决二阶失真。数字信号对强度噪声不敏感，因此问题的关键在于解决二阶失真。解决二阶失真已有许多方案：例如解决二阶失真已有许多方案：例如 采用外调制光发射机降低附加的光频率调制（采用外调制光发射机降低附加的光频率调制（chirp）效应；）效应；利用利用1550外调制光发射机外调制器的奇函数特征，使二阶失真较外调制光发射机外调制器的奇函数特征，使二阶失真较小；小；采用多种补偿措施：采用多种补偿措施：SBS抑制、光纤色散补偿；抑制、光纤色散补偿；采用采用G.655光纤组建光纤传输系统。光纤组建光纤传输系统。这些方案现在都已能可靠

31、地实现，采有与否取决于运营商的需求。这些方案现在都已能可靠地实现，采有与否取决于运营商的需求。另一种比较经济的解决方案是另一种比较经济的解决方案是一个倍频程带宽一个倍频程带宽的方案。的方案。*一个倍频程带宽一个倍频程带宽的方案：数字电视优于模拟电视的一个重要特点是频的方案：数字电视优于模拟电视的一个重要特点是频谱利用率高，可以用较窄的频带传送较多的节目，因此可以谱利用率高，可以用较窄的频带传送较多的节目，因此可以把传输带把传输带宽控制在一个倍频程以内宽控制在一个倍频程以内。在（。在（110860）MHz带宽的一个倍频程带宽的一个倍频程375MHz带宽内，可传输带宽带宽内，可传输带宽8MHz的频

32、道的频道45个，按一个频道传输个，按一个频道传输6套套数字电视节目计，共可传输数字电视节目计，共可传输270套数字电视节目。扣除受干扰的频道套数字电视节目。扣除受干扰的频道外，至少可传输外，至少可传输200套数字电视节目。在普及数字电视的初级阶段是套数字电视节目。在普及数字电视的初级阶段是足够了。足够了。在在一个倍频程带宽一个倍频程带宽情况下，除了交调和情况下，除了交调和ABC类非线性产物外，类非线性产物外，其它二阶、三阶产物全部落在带外，无需上述补偿措施，可以采用直其它二阶、三阶产物全部落在带外，无需上述补偿措施，可以采用直接光强度调制方式，既简单又经济。系统设计和调整也简化了，只需接光强度

33、调制方式，既简单又经济。系统设计和调整也简化了，只需要考虑发射机的光调制度、入纤光功率和接收机的接收光功率。典型要考虑发射机的光调制度、入纤光功率和接收机的接收光功率。典型系统如图所示，图中系统如图所示，图中QAM发射机是指直接光强度调制光发射机（可以发射机是指直接光强度调制光发射机（可以包括包括EDFA）。）。一个倍频程带宽一个倍频程带宽可选的带宽有：可选的带宽有：250MHz500MHz，350MHz700MHz，400MHz800MHz，500MHz1000MHz。如果需要继续增加频道，还可以采用波分复用，如果需要继续增加频道，还可以采用波分复用，如图所示：如图所示：复用器QAM调制器复

34、用器QAM调制器复用器QAM调制器混 合 器器QAM光 发 射 机QAM光 接 收 机混 合 器县级前端本地节目本 地 分配(模拟数 字 混合 或 纯数字)利用模拟光纤传输设备传输QAM调制信号地市级前端上级节目光纤传输RFRFRF500MHz1000MHzQAM 发射机500MHz900MHzQAM 发射机波 分 复 用波 分 复 用QAM 接收机QAM 接收机下 变 频 100MHz500MHz混 合100MHz1000MHz同轴分配系统光纤波分复用系统2光纤500MHz1000MHzQAM 发射机250MHz500MHzQAM 发射机波 分 复 用波 分 复 用QAM 接收机QAM 接收

35、机混 合250MHz1000MHz同轴分配系统 波分复用系统1*在在传传输输频频带带不不超超过过一一个个倍倍频频程程的的条条件件下下，1550纯纯数数字字光光传传输输系系统统的的非非线线性性制制约约条条件件基基本本与与距距离离无无关关，取取决决于于光光发发射射机机。因因此此在在发发射射机机不不过过载载、非非线线性性产产物物不不足足以以影影响响接接收收端端误误码码超超标标的的前前提提下下，调调制制度度越越高高越越好好。从从试试验验结结果果看看，在在88dB以以下下光光发发射射机机调调制制信信号号电电平平越越高高可可能能传传输输的的距距离离越越远远（不不同同光光发发射射机机会会不不同同）。根根据据

36、理理论论分分析析，传传输输带带内内ABC类类产产物物的的分分布布见见图图，是是以以中中心心频频率率为为轴轴的的抛抛物物线线。因因此此光光调调制制度度的的设设计和调整应当以传输频带中心的频道为准。计和调整应当以传输频带中心的频道为准。*从从测测量量结结果果看看，非非线线性性噪噪声声比比热热噪噪声声对对数数字字信信号号的的误误码码影影响响大大。这这可可能能是由于是由于ABC类产物具有相位相关性。类产物具有相位相关性。*市市级级数数字字信信号号与与县县级级模模拟拟信信号号混混合合应应采采用用分分割割滤滤波波器器，这这一一方方面面可可以以降降低低损损耗耗，更更重重要要的的，可可以以滤滤除除市市级级数数

37、字字信信号号在在传传输输过过程程中中产产生生的的带带外外噪声（其中部分会落入县级模拟信号传输带内）。噪声（其中部分会落入县级模拟信号传输带内）。根据现有的試验结果，根据现有的試验结果，在纯数字在纯数字QAM调制信号传输条件下，接收光功调制信号传输条件下，接收光功率可以低至（率可以低至（-10-15）dBm（甚至更低）。（甚至更低）。低光功率接收时应当采用低光功率接收机：低光功率接收时应当采用低光功率接收机：低低光光功功率率接接收收机机就就是是在在普普通通光光接接收收机机光光电电转转换换之之后后增增加加了了一一级级超超线线性性、超超低低噪噪声声的的GaAs驱驱动动电电路路。根根据据理理论论计计算

38、算，在在低低光光功功率率接接收收时时，C/N指指标标有有明明显显提提高高，同同时时又又能能保保证证此此时时仍仍能能有有较较高高的的射射频频输输出出。根根据据北北京京依依斯斯康康光光电电技技术术有有限限责责任任公公司司生生产产的的低低光光功功率率接接收收机机实实测测数数据据，在在10dBm接接收收时时，低低光光功功率率接接收收机机比比普普通通光光接接收收机机CNR指指标标可可以以改改善善3dB左右。左右。7.模拟向数字过渡期间的几个具体问题1）分配系统安装方式）分配系统安装方式 分分配配系系统统过过去去多多数数采采用用串串接接式式安安装装方方式式，这这种种安安装装方方式式的的优优点点是是省省电电

39、缆缆，安安装装比比较较简简单单。但但管管理理不不便便，接接头头多多，存存在在多多次次反反射射问问题题。当当不不考考虑虑分分支支器器的的时时延延差差异异时时，由由于于楼楼层层高高度度基基本本一一致致，楼楼道道中中的的反反射射波波有有一一定定的的规规律律性性，在在f=nc/h（f是是频频率率，n是是任任意意正正整整数数，是是同同轴轴电电缆缆绝绝缘缘介介质质介介电电常常数数，c是是电电磁磁波波在在真真空空中中的的传传播播速速度度，h是是楼楼层层高高度度）时时基基本本上上是是同同相相叠叠加加的的。短短距距离离反反射射对对模模拟拟电电视视影影响响不不大大，但但对对数数字字电电视视却却可可能能造造成成影影

40、响响，因因为为数数字字信信号号对对相相位位敏敏感感。在在故故障障处处理理过过程程中中多多次次发发现现模模拟拟电电视视收收看看正正常常但但数数字字电电视视收收不不到到的的情情况况，查查找找结结果果都都是是反射造成的。因此，反射造成的。因此，集中分配方式更适合数字电视集中分配方式更适合数字电视。2 2）整体平移的几种技术方案）整体平移的几种技术方案 a a）前端到整体平移点模数混传：前端到整体平移点模数混传：在平移点用滤波器滤掉模拟信号，在平移点用滤波器滤掉模拟信号，这是目前多数地方采用的方案。具体方案见图这是目前多数地方采用的方案。具体方案见图。方案优点：成本低，实现灵活。因为分割滤波器的指标要

41、方案优点：成本低，实现灵活。因为分割滤波器的指标要求不高，只要保证数字电视正常收看，模拟电视不能正常收看即可，求不高，只要保证数字电视正常收看，模拟电视不能正常收看即可，因此价格低廉，即使一户一户实施也没问题。因此价格低廉，即使一户一户实施也没问题。方案缺点：容量有限，存在频道资源不足问题。方案缺点：容量有限，存在频道资源不足问题。b）建建两两套套光光纤纤传传输输系系统统：目目前前也也有有些些地地方方采采用用这这种种方方案案。这这种种方方案案的的优优点点是是容容量量大大，不不存存在在频频道道不不足足的的问问题题。但但此此方方案案造造价价较较高高，特特别别是是实实施施不不灵灵活活，只只适适用用于

42、于整整体体平平移移，无无法法发发展展零零星星用用户户。具具体体方方案案见见图图9，光光纤纤富富裕裕的的地地方方也也可可以以不不采采用用波波分分复复用用，数数字字信信号号可可以以用用QAM发射机传送。发射机传送。c）混混合合应应用用以以上上两两种种方方案案：在在频频道道够够用用时时采采用用第第一一种种方方案案；在在频频道道不不够够用用时时，整整体体平平移移点点采采用用第第二二种种方方案案，用用户户享享受受全全部部数数字字电电视视服服务务；非整体平移点的零星用户享受部分数字电视服务。非整体平移点的零星用户享受部分数字电视服务。前端分割滤波器模数混传QAM信号过渡方案1光纤电缆整体平移点数字信号模拟

43、信号波分复用数字信号模拟信号整体平移点 过渡方案2光纤波分复用 3）模拟加扰）模拟加扰 目目前前有有些些地地方方已已经经或或正正在在做做模模拟拟加加扰扰，我我们们觉觉得得应应当当反反对对。因因为为这这是是与与数数字字化化背背道道而而驰驰的的，而而且且今今后后数数字字化化时时对对原原有有的的模模拟拟加加扰扰用用户户不不好好处处置置。我我们们在在已已经经模模拟拟加加扰扰的的地地方方开开通通数数字字电电视视还还碰碰到到一一个个问问题题：集集体体解解扰扰的的单单位位无无法法接接收收数数字字电电视视。如如图图虚虚线线所所示示，经经过过群群解解扰扰后后数数字字信信号号被被破破坏坏了了。解解决决的的办法就是

44、在群解扰前后分别加入分割滤波器，使数字信号不经过解扰。办法就是在群解扰前后分别加入分割滤波器，使数字信号不经过解扰。群解扰模 数 混合信号滤波器滤波器数字信号群解扰单位解决方案模拟信号模拟信号模 数 混合信号4）模、数混传带来的问题）模、数混传带来的问题a）QAM信号产生的非线性产物会落入模拟频道，信号产生的非线性产物会落入模拟频道，影响模拟频道性能影响模拟频道性能QAM信信号号非非线线性性失失真真产产物物对对模模拟拟信信号号影影响响表表现现为载波互调噪声为载波互调噪声b）模拟频道的非线性失真产物会落入模拟频道的非线性失真产物会落入QAM频道，影响频道，影响QAM信号传输性能信号传输性能模拟信

45、号非线性失模拟信号非线性失真对真对QAM信号影响信号影响表现为误码性能的表现为误码性能的下降下降 5）有线数字电视系统的频谱计划）有线数字电视系统的频谱计划与单纯的双向模拟传输网不一样，数字化传输的与单纯的双向模拟传输网不一样，数字化传输的CATV信号内容包括有数信号内容包括有数字电视信号、字电视信号、Cable Modem上下行信号、网管信号，电平、频谱设置更复杂，上下行信号、网管信号，电平、频谱设置更复杂，也有很多不同特点。也有很多不同特点。国家广播电影电视总局科技司的国家广播电影电视总局科技司的有线数字电视频道配置指导性意见有线数字电视频道配置指导性意见中中规定了在有线电视分配网实现整体

46、数字化过程中的频道配置，在特殊情况下规定了在有线电视分配网实现整体数字化过程中的频道配置，在特殊情况下模拟与数字电视广播共存期间的过渡策略，以及上、下行频道的配置意见，模拟与数字电视广播共存期间的过渡策略，以及上、下行频道的配置意见，为平稳实现有线电视分配网络模拟向数字技术全面转换提供频道配置的指导为平稳实现有线电视分配网络模拟向数字技术全面转换提供频道配置的指导性意见。性意见。有线数字电视频道配置指导性意见有线数字电视频道配置指导性意见中有线数字电视下行频道的配置建议如中有线数字电视下行频道的配置建议如下图所示。下图所示。数字电视频谱示意图100200300400500600700频率(MH

47、z)射频电平 800AB1B2C1C2DE111223463470560862上行在在不不具具备备专专门门线线路路传传输输数数字字电电视视信信号号的的地地区区，可可根根据据要要求求同同时时传传送送模模拟拟和和数数字字电播信号供分配网络使用，分配网络的频道配置可按以下原则配置电播信号供分配网络使用，分配网络的频道配置可按以下原则配置:按按照照相相对对完完整整的的频频段段划划分分模模拟拟、数数字字业业务务将将有有利利于于减减少少模模拟拟和和数数字字频频段段之之间间的的邻频干扰，并且便于在系统中相对独立地处理模拟和数字电视频道。邻频干扰，并且便于在系统中相对独立地处理模拟和数字电视频道。A频段早期可

48、用于传输模拟电视业务频段早期可用于传输模拟电视业务,全数字化后再传输数字电视信号。全数字化后再传输数字电视信号。D频段用于传输数字电视业务。频段用于传输数字电视业务。各频段的数字化优先顺序为各频段的数字化优先顺序为:最先数字化：最先数字化：B2、D,C2 其次数字化：其次数字化：B1、C1 最晚数字化：最晚数字化：A 上上行行频频道道的的配配置置仍仍按按照照GY/T 180-2001HFC网网络络上上行行传传输输物物理理通通道道技技术术规规范范文件的规定。文件的规定。有线数字电视前端系统由四个部分组成：有线数字电视前端系统由四个部分组成：1)信号输入部分信号输入部分 2)信号处理部分信号处理部

49、分 3)信号输出部分信号输出部分 4)系统管理部分系统管理部分 8、有线数字电视前端系统的组成、有线数字电视前端系统的组成(DVB-C前端前端)信号输入部分信号处理部分信号输出部分TS切换器解扰器数字卫星接收机备份单元备份单元MPEG-2编码器MPEG-2编码器MPEG-2编码器编码器备份单元DS-3适配器适配器备份单元播控服务器交换机节目库服务器视频服务器VOD/NVOD服务器SI/EPG发生器节目采编工作站数 据广播系统节目磁盘阵列SDHAVAVAVAV传输流处理器QAM调制器传输流处理器QAM调制器备份TS处理器QAM调制器QAM调制器再复用器再复用器QAM调制器备份再复用器备 份QAM

50、调制器传输流处理器加扰器备份加扰器加扰器加扰器模 拟电视频道CA系统SMS路由器交换机系统管理部分SMS远端工作站DVB-C数字电视前端系统配置图光发射机混和器 小结：小结：DVB-C前端系统构建的关键技术前端系统构建的关键技术 硬件平台硬件平台 卫星数字电视接收机阵列卫星数字电视接收机阵列 MPEG-2编码器阵列编码器阵列 码流复用器码流复用器/码流分配器阵列码流分配器阵列 加扰器阵列加扰器阵列 视频服务器阵列视频服务器阵列 SI服务器服务器 64QAM调制器阵列调制器阵列 数字矩阵切换器数字矩阵切换器 网关，交换机，路由器网关，交换机，路由器 DS-3适配器适配器 中心软件平台中心软件平台