一个HFC网双向上行通道调整的实例讲课稿

1、一个 HFC 网双向上行通道调整的实例1 、目前我国的HFC网向着光站后无源化、双向化、数字化发展。光站后没有放大器或很少放大器可大大提高电缆网的质量指标，可靠性。 而双向化可以满足用户各种业务需求，也为网络增值打下基础。对于这类HFC 网的设计、安装、调试都提出了新的要求。本文是以实践为依据提出了调试其上行通道的一些方法和问题。HFC网上行通道的调整，目的是调试后的上行通道各项指标符合“GY/T180-2001HFC 网络上行传输物理通道技术规范” 中的“ HFC 上行传输通道主要技术指标” 要求。表 1： HFC 上行传输通道主要技术指标序项目技术指标说明号1标称系统特性阻抗（）752上行

2、通道频率范围（MHz ）565基本信道3标称上行通道输入电平（dB v）100此电平为设计标称值， 并非设备实际工作电平4上行传输路由增益差（dB ）10服务区内任意用户端口上行5上行通道频率响应（dB ）107.461.8 MHz1.57.461.8 MHz，任意 3.2 MHz范围内6上行最大过载电平（dB v ）1123 路载波输入，在二次或三次非线性产物为 40dB 时测量7载波汇聚噪声比（ dB ） 20 （ Ra电磁环境最恶劣的时间段测量，一般为波段）18 ： 0022 ： 00 ，注入上行载波电平为26 （ Rb 、100 dB vRc 波段）8上行通道传输延时（ s）8009回

3、波值（ % ）101上行通道群延时（ ns ）300任意 3.2 MHz范围内01信号交流声调制比（% ）711用户电视端口噪声抑制能力（dB ）4021通道串扰抑制比543而主要的技术中17项是实际与调试相关的。2 、这个 HFC双向网基本上是一个光站到小区，光站后为无源分配网，光设备使用Motorola 的 GX-2平台（设备）和SG 光站。下行同时广播模拟、数字电视信号，上行要上互联网，前端安装有CMTS ，终端装有 CM （或带 CM 的 STB ）调试后要确保该系统在长路 AGC 范围之内。电缆分配网设计时要求确保光站各输出端口至用户终端的输入口的反向衰减在30 4dB ，而正向的终

4、端电平在68 6dB 。反向上行通道有光设备网管和上行通道性能网管（Path Trak），光站进入网管，光站内安装有应答器和反向光发射机，前端安装有平台反向光接收机，反向分配、 混合网接入光设备网管前端和性能网管（Path Trak）前端。双向 HFC 网要加进数据业务和VOD业务，在各前端增加有CMTS和 VOD 服务器相关设备，用户终端则装有CM 或带 CM 功能的 STB 。这样用户既可以收看下行广播的数字电视，也可以上网和视频点播。这样的 HFC 双向网可分三段：光站到用户终端的电缆分配网；光站至反向光收和反向光收至各种反向终端的分配混合网。3 、上行通道的分析与调试3.1 、如上述，

5、三段中的电缆分配网设计时上行是按照30dB准则和 8dB准则的，即从用户终端入口至光站反向入口的反向衰减为30 4dB ， 30dB是标称反向衰减值，4dB 即允许反向通道电缆分配部分可有8dB差异。此网已安装使用，应该是无法调整了，如果下面的调试发现有超出准则范围，就要寻找错误原因，进而不得不做出纠正。另一段是光路段， 光站反向输入至前端反向光收RF 输出。这一段是可调的重要部分，也是上行调整的关键部分。最后就是反向光收 RF 输出至反向终端设备。 例如 CMTS 的上行入口的反向分配混合网段，该段设计是与设备配置有关的。例如CMTS上下行端口数决定了数据网部分的分配混合器件的选择， 而调试

6、也与此器件的功能选择有关。但是一旦设计器件选择完成，该网段实际也是不需调整的， 特别是反向光收RF 输出已经拟定， CMTS 上行入口电平一定时， 反向分配混合网的衰减值也是一定的。除非反向光收RF 输出不稳定、 不一致才会要求该网段做一些微调，来确定反向终端（CMTS ）的输入。3.2 、对这种 HFC 的上行网络调试分二个步骤。 第一步使用扫频法来确定各网段的增益（增益法）。第二步使用功率密度法来确定上行各种业务在各个界面的功率（电平）。3.2.1 、扫频法（增益法）是目前最通用，最有效的确定网络增益状态的调试方法。网络各网段的增益包括斜率等网络最重要的特性，不管以后上行通道上有多少业务运

7、行，不管这些业务的带宽是多少，通道各段增益对它们来说都是一样的。扫频法必须使用网络扫频仪器，以下是利用 Acterna 的 SDA-5000系列扫频分析仪作 “二段综合扫频分析” 获得网络网段的增益。第一段是扫频光站至反向光收光路段，接入如图1 ，前端 SDA-5500的扫频输出（100dB v）接至前端已安装的 216的分支器的分支口。 SDA5500 的输入为反向扫频和前端的系统下行信号混合（通过208），前者取自对应光站的反向光收的RF 输出监测口，后者取自在前端调机时安装的208的输入分支口。模拟数字HEP860208216408光发分光站光光站输204 208812出监测口反向光收R

8、F输出监测口208204dinoutdBv/ 扫频201005500dBv/ 扫频90outin5500图 1 光站扫频接入虚线上部是光路部分和前端部分，虚线下部是仪器接入部分在光站的 RF 输出监测口，通过外接 204 ，再接上 20dB 固定衰减口接入下行扫频信号至 SDA5000 的输入口， 而仪器的输出口把 90dB v 的上行扫频信号通过 204 和光站的 RF 输出口（同时也是上行的输入口）输入至上行光路，在仪器的扫频工作状态（符合仪器扫频接入的一系列要求）就能获得正反向扫频曲线，特别是在反向（光站到反向光收）的频率响应中还能调出这一网段的反向噪音分布，用反向调整功能就够直接得到该

9、网段的增益。注意：扣除接入的测试补偿（衰减）值才是真正的增益第二段是扫频终端至反向光收HFC 段，接入图 2 中只给出了SDA5000接入终端盒的电路，前端SDA5500的接入与第一段接入一样，其中终端盒TV 端口下行模拟TV 电平高于 75dB时要串接一定衰减后才能接入到SDA5000输入口。同样可以得这段的正反向频率响应，反向噪音分布和反向增益（衰减） ，而且响应中会出现斜率，很明显这是电缆分配网造成的。终端盒DPTVdBvIN110OUT扫频SDA5000图 2 终端扫频接入第二段的增益 （实为衰减） 减去第一段的增益就是电缆分配网的增益（为负数即衰减） 。这就是“二段综合扫频分析” ，

10、它可得到光路和电缆分配网的增益及斜率状态，避免了直接扫频电缆分配网（要断开光站输出、接入器件），影响已经在运行的广播。二段综合分析没有涉及反向分配混合网段。因为该段的衰减由分配、混合的器件选值决定，而它们又由反向终端（CMTS ）的配置决定的，反向光收的RF 输出，即 RX200B 2的 RF 输出一旦选定，即使它们对应的反向光路衰减存在差异（该HFC光路差异一般都在2dB以内），通过调整其输出衰减值（ 20dB可调） 总能保证它们都有相同的 （也是选定的）RF输出功率（电平） ，所以该段相对最为固定的。如果分配混合网选用带调整输入、输出口衰减值的器件就更方便各条分配混合支路的均衡（微调），确

11、保这一段的增益（衰减）关系，使 CMTS 更有效的工作在长路AGC 下。以上扫频增益法得到了各段的增益（衰减），它们给后面的功率密度调试提供极为方便的路径。3.2.2 、功率密度的概念和应用上行通道可能会有多种业务，各种业务占用不同的带宽，多种不同带宽的信号通过相同的界面时，如果不是相同的功率（电平）就会造成不同业务出现不同的效果，有些工作很好，有些很差， 甚至不能工作。 简单的说不同带宽的信号在上行通道上传输进入同一设备时，如果不是同一电平，它们是会有不同的C/N的。这就意味着它们会工作在不同的条件，严重时有些业务就不能工作。这是上行通道多业务运行时不允许的。一个上行业务信号总有一定电平和带

12、宽，单位带宽（Hz ）内具有的功率（电平）称为功率密度。在 HFC 上行通道上不同的界面会有不同的功率密度，而相同的界面要求不同业务有相同的功率密度。图3 列出了一个典型的功率密度分布图。这里假设各网段的增益已知（扫频法给出的） 。 CM 的接到终端盒的 DP 口上，输出为 110dBv。反向光收的RF （ CM 的）输出为 100dB v。 CMTS上行输入端口（ CM 的）电平为 60dB v。CMTS反向光收光站TVDP-40dB+24dB-31dB-4dBCM信道电平功率密度60dBv100dBv75dBv110dBv3.2MHz3.2MHz3.2MHz3.2MHz-5dBv/Hz35

13、dBv/Hz10dBv/Hz45dBv/Hz图 3CM 在各处界面的功率密度HFC 上行通道为565MHz，总带宽为60MHz ，各个界面的总功率用公式计算：总功率 =功率密度 +10lg总带宽带宽的单位是Hz ，功率用dB v，功率密度用dB v/Hz 。上图中光站反向入口总功率为：10+10lg60 10 6 =88dB vCMTS反向入口总功率为：-5+10lg60 10 6=73dB v如果该上行通道有一个8MHz （例如电视会议使用64QAM上行调制）的业务，光站反向入口处不能用CM （3.2MHz）的 75dB v 的电平，其带宽较宽，想得到CM 相同的C/N ，它必须用更高的电平

14、（功率），用：信道电平 = 功率密度 +10lg信道带宽=10+10lg8 10 6 =79 dB v如果该调制器也从终端盒的DP 接入，它的输出电平比CM （ 3.2MHz ）要增加4dB（扫频增益得出的）即114 dBv。在 HFC上使用的设备，很多与功率有关的指标都用功率密度来表示的。利用功率密度计算法，再利用扫频得到的增益我们就很容易决定各设备的各种业务的电平（功率）。因为这个HFC 网使用的是Motorola的光站 SG2000和 SG1000，它们的反向输入口的 CM 信道电平要求为75 dB v，总功率为 88 dB v。据已得的同轴电缆分配衰减35dB ，很明显要求接到DP 口

15、的 CM 输出应为 110 dBv。如果该段衰减超过35dB ，CM 电平到达光站入口就低于75 dBv。若低于35 dB，就超过75 dB v，反向光收又要有固定RF输出， 这时实用光路增益就要变化，光站内的增益调整就成为整个反向调整的关键，用它的调整再用反向光收RF 输出增益的调整配合来完成上行网络的增益调整。光站反向增益的调整的关键又是保证反向光发射机（激光器）工作在最佳的NPR 范围内，反向激光器的NPR 特性是由设备生产厂给出，不能改变，只能根据曲线选取最佳激励电平，该网选用的SG1000 、 SG2000均用 EIFPT激光器，其NPR 曲线如图4，图中显示最佳的总功率电平为75d

16、B v，很明显，选择较低的电平会给光站反向输入变化留有更大的余地，使光站反向输入过高（超过75dB v）时更有利。但该网很多小区设计时为了充分利用光站固有输出带更多的用户， 反向衰减超过 35 dB 的情况也是有的， 这时把 NPR 工作电平设置得高些，最后实用的工作点才不至于太低。图4NPR曲线综上所述，这个HFC上行网的调试，先是“二段综合扫频分析”得出网段增益，再根据功率密度要求调整光站和反向光收的增益，即在确保光站反向激光器工作在最佳NPR范围内调整光站的内部增益，预留电缆分配网过大或过小反向衰减造成的调整冗余。在电缆网反向衰减过小时，即CM 在最小限制输出（一般在103dB v 以上

17、），光站反向输入仍大于75 dB v 时，要把光站反向通道上反向监测口后面的0 dBJXP1 （见图5 ）插片改为23 dB的衰减片，之后检测反向激光器前的反向激励输入（监测口测得）电平，如果电平仍偏高（高于62 dBv ），可加大在该监测口前面的衰减片JXP2 （见图 6 ）衰减量（ 23dB ），如果电平已偏低（接近58dB v）则可降低衰减量（标配为5dB 可改 为dB ）。23图 5设为 JXP1设为JXP2图 6电缆网反向衰减过大时，即标配下反向激光器激励电平已低于58dB v ，这时JXP1标配 0 dB 不能变， 而要把 JXP2 降低直至激励电平高于58dB v 为好。 如果 JXP2用到 0dB 都不行，只好把入侵开关位的2