HFC网络基础培训

1、2022-3-61HFC双向有线电视系统双向有线电视系统 基础培训 2022-3-62基基 础础 知知 识识分贝分贝 噪声噪声 概念以及概念以及系系 统统 指指 标标2022-3-63一一 信号的分贝表示法信号的分贝表示法 1 贝尔（贝尔（Bel）：）： 两个相同性质，不同大小物理量的比值的对数两个相同性质，不同大小物理量的比值的对数 Bel=x1/x2 分贝（分贝（dB） ：取贝尔的：取贝尔的1/10为一个单位，为一个单位， 称为分贝称为分贝 XdB=10 x1/x22022-3-64 2 电平电平 用分贝为单位表示的电量的比值，用分贝为单位表示的电量的比值，称为电平值，简称电平。称为电平值

2、，简称电平。 相对电平：相对电平： 把系统中任意两点之间的电平差称为相对把系统中任意两点之间的电平差称为相对 电平，用电平，用“dB”为单位。为单位。 相对电平是两个电量比值的对数，具有相相对电平是两个电量比值的对数，具有相 对的概念，没有具体大小的意义。对的概念，没有具体大小的意义。 比如，用来衡量放大器的放大量，系统的衰比如，用来衡量放大器的放大量，系统的衰 减量等。减量等。2022-3-65 绝对电平：绝对电平： 把系统中考察点与规定参考点之间的电把系统中考察点与规定参考点之间的电 平差称为绝对电平，实质是这两个电量平差称为绝对电平，实质是这两个电量 之间的倍数关系，用之间的倍数关系，用

3、“dBXX”为单位。为单位。 绝对电平有表征考察点电量确定大小绝对电平有表征考察点电量确定大小 的意义。的意义。2022-3-66 电平的实际应用电平的实际应用 在我国有线电视系统中，规定在在我国有线电视系统中，规定在75负载负载 上，以上，以1V为基准参考电压，定义电压电平为基准参考电压，定义电压电平,单单 位位“dBV”,读作分贝微伏：读作分贝微伏： L（dBV）=20 xV/1V= 20 x 当采用当采用1mV为基准为基准参考参考电压时，电压时，绝对电平绝对电平 的的 单位取单位取“dBmV”。 0dBmV = 60dBV2022-3-67 相同的电平变化量代表相同的电压变化率相同的电平

4、变化量代表相同的电压变化率 和不同的绝对值。例如，以和不同的绝对值。例如，以80 dBV为中心，考为中心，考 察减少和增加察减少和增加20dB的情况的情况： 60 dBV。 1mV 80 dBV 。 10mV 100 dBV 。 100mV 可见，可见，电平每变化电平每变化20dB，代表代表10倍的电压变化率倍的电压变化率。但是，前者但是，前者电压降低了电压降低了9mV，后者升高了，后者升高了90mV。 光发射光发射/接收机的功率通常采用功率电平单位，接收机的功率通常采用功率电平单位， 在在75负载上负载上以以1mW为参考功率，为参考功率，以为以为dBm单位，单位， L（dBm）=10 xmW

5、/1mW= 10 x 在有线电视网络中，特征阻抗在有线电视网络中，特征阻抗Z都是都是75， 由由 P=U2/Z 可知：可知： 特征阻抗特征阻抗Z是常数，功率是常数，功率P的大小仅仅与的大小仅仅与U的高的高 低有关，因此，在网络的反向通道调试中，常常低有关，因此，在网络的反向通道调试中，常常 用用“dBmV”来代表驱动功率的大小。来代表驱动功率的大小。二二 噪声噪声 1 定义定义 来至系统外部和由系统内部产生的紊来至系统外部和由系统内部产生的紊 乱、乱、 断续和随机的电磁扰动叫断续和随机的电磁扰动叫噪声噪声。泛指所有。泛指所有 干扰和破坏传输信号的无用信号。干扰和破坏传输信号的无用信号。 2 噪

6、声对噪声对系统的影响系统的影响 在模拟系统中，表现为图象背景上的噪波干在模拟系统中，表现为图象背景上的噪波干 扰，俗称扰，俗称“雪花雪花”干扰。干扰。 在数字系统中，会造成数据丢失、误码率上在数字系统中，会造成数据丢失、误码率上 升。升。2022-3-610 3 基础热噪声基础热噪声 在系统中，无源器件内部电子的无规律运动在系统中，无源器件内部电子的无规律运动 引起的噪声叫做基础热噪声，其功率为：引起的噪声叫做基础热噪声，其功率为： PN0=kTBN k 玻尔兹曼常数玻尔兹曼常数1.3810-23J/ oK T 器件环境温度器件环境温度 oK BN 电视图像噪声带宽电视图像噪声带宽 5.75M

7、HZ 在在 PN0=kTBN 式中，式中， k 、BN 都是常数，都是常数， PN0仅仅与器件温度仅仅与器件温度T有关，有关， 与传输信号和其他因素无关。与传输信号和其他因素无关。T常常用来表示卫常常用来表示卫 星接收下变频器噪声功率的大小。星接收下变频器噪声功率的大小。 在常温下（在常温下（293oK）PN0=2.3210-14(W), 以以 电压为单位电压为单位,基础热噪声电平基础热噪声电平: PN0(dB) =2.4 dBV 4 载噪比与信噪比载噪比与信噪比 在有线电视传输系统中，传输的是在有线电视传输系统中，传输的是RF载波信载波信 号，定义载波信号功率号，定义载波信号功率C与噪声功率

8、与噪声功率N之比取其之比取其 对数为载噪比：对数为载噪比： C/NdB =10C/ N 在接收机检波以后，用信噪比在接收机检波以后，用信噪比S/NdB表示噪声表示噪声 影响的程度，载噪比与信噪比的关系为：影响的程度，载噪比与信噪比的关系为： C/NdB = S/NdB+6.4三三 系统指标系统指标 下行传输系统主要技术参数下行传输系统主要技术参数 GY/T106_1999 1 系统出口电平系统出口电平 (dBV) 电视电视6080, 调频调频4770 2 系统出口系统出口任意频道间载波电平差任意频道间载波电平差 10 dB 系统出口系统出口相邻频道间载波电平差相邻频道间载波电平差 3 dB 系

9、统出口伴音对图像系统出口伴音对图像 -173dB 4 载噪比载噪比 (BN=5.75MHZ) 43 dB 6 载波复合三次差拍比载波复合三次差拍比 (CTB) 54dB 8 载波复合二次差拍比载波复合二次差拍比 (CSO) 54dB 15 系统出口相互隔离度系统出口相互隔离度 30dB(VHF) 22dB(其它其它)2022-3-614 上行传输通道主要技术要求上行传输通道主要技术要求 GY/T180-2001 1 标称系统特性阻抗标称系统特性阻抗 () 75 2 上行通道频率范围上行通道频率范围 (MHZ) 565 4 上行传输路由增益差上行传输路由增益差(任意用户端口任意用户端口) 10

10、dB 6 上行最大过载电平上行最大过载电平 112 dBV 7 载波载波 / 汇集噪声比汇集噪声比 (Rb, Rc波段波段) 26dB12 用户电视端口噪声抑制能力用户电视端口噪声抑制能力 40dB 2022-3-615概概 述述HFC有线电视系统的有线电视系统的传输模式及基本拓扑结构传输模式及基本拓扑结构2022-3-616一一 有线电视系统的有线电视系统的双向传输双向传输模式模式 1 1 总体总体频率配置频率配置频率分割方式频率分割方式有线电视双向传输系统对上、下行信号采用中有线电视双向传输系统对上、下行信号采用中分割方式进行频率配置。分割方式进行频率配置。根据传输内容的不同，采用不同的上

11、行频带和根据传输内容的不同，采用不同的上行频带和下行频带，在中间设置过渡频带（既不传上行，下行频带，在中间设置过渡频带（既不传上行，又不传下行信号的空闲频带），以减小由于滤又不传下行信号的空闲频带），以减小由于滤波器特性不陡峭而造成的频带交叉影响。波器特性不陡峭而造成的频带交叉影响。2022-3-6175 65 87 108 550 861MHz 中分割方式频谱图上行数据FM111模 拟 电 视数据、数字电视过渡带电平频率2022-3-6182 2 光缆传输干线光缆传输干线空间分割方式空间分割方式 空间分割双向传输方式是采用不同的线空间分割双向传输方式是采用不同的线路分别传输上、下行信号。路分

12、别传输上、下行信号。 特点：是两个单向传输系统的组合，成特点：是两个单向传输系统的组合，成本高，技术简单，上下行信号间不存在本高，技术简单，上下行信号间不存在干扰问题。干扰问题。2022-3-619 3 3 重庆广播电视网络传输公司网络传输模式重庆广播电视网络传输公司网络传输模式 以光纤以光纤- -同轴电缆混合网（同轴电缆混合网（HFCHFC）为基本物理）为基本物理 链路，以频分方式为总体框架、以空分方式的链路，以频分方式为总体框架、以空分方式的 光缆干线的混合传输模式。光缆干线的混合传输模式。2022-3-620二二 有线电视系统的有线电视系统的基本拓扑结构基本拓扑结构 双向有线电视系统常由

13、：双向有线电视系统常由： 环形、星形和树枝形三种拓扑结构组成。环形、星形和树枝形三种拓扑结构组成。 1 1 环形结构环形结构 常见于城域大型光缆干线网络，在总前端与各分常见于城域大型光缆干线网络，在总前端与各分 前端之间形成双向闭合环路，具有自愈功能和有较高前端之间形成双向闭合环路，具有自愈功能和有较高 的可靠性。的可靠性。 2022-3-621总前端分前端分前端分前端光节点环形结构示意图分前端2022-3-622 2 2 星形结构星形结构 由由总前端总前端星形引出一级光干线独立到达星形引出一级光干线独立到达分前端分前端，各，各分前端分前端再星形引出二级光干线再星形引出二级光干线过电缆分配网到

14、用户。过电缆分配网到用户。 星形结构中间环节少，故障少且空间分星形结构中间环节少，故障少且空间分布集中，结构噪声低且便于进行布集中，结构噪声低且便于进行“汇聚均汇聚均衡衡”。 大型网通常采用与环形结构组成星大型网通常采用与环形结构组成星- -环环形结构，通过自愈功能提高可靠性。形结构，通过自愈功能提高可靠性。2022-3-623光节点星形结构示意图星形结构示意图分前端分前端分前端分前端总前端分前端2022-3-624 树形结构是传统的网络树形结构是传统的网络 形形式，具有用料省、成本低的式，具有用料省、成本低的优点。优点。 但中间环节多，接头多、但中间环节多，接头多、可靠性差，除结构噪声重外，

15、可靠性差，除结构噪声重外，还会因还会因“漏斗效应漏斗效应”造成噪造成噪声汇聚。声汇聚。3 3 树形结构树形结构：2022-3-625树形结构示意图2022-3-626 4 4 重庆广电网络传输公司网络的拓扑结构重庆广电网络传输公司网络的拓扑结构 以总前端以总前端分前端、分前端分前端、分前端光节点的光节点的 两级星形光缆干线、以光节点为中心两级星形光缆干线、以光节点为中心 用户端的星用户端的星- -树形分配网的复合拓扑结构。树形分配网的复合拓扑结构。2022-3-627第一节第一节 电电 缆缆 传传 输输 系系 统统（有、无源器件）（有、无源器件）P53 2022-3-628一一 射频同轴电缆射

16、频同轴电缆 1 结构结构 由内导体、绝缘体、外导体、护套由内导体、绝缘体、外导体、护套 组成组成内导体内导体 绝缘体绝缘体 外导体外导体 护套护套2022-3-6292 型号a 型号见教材 P54 图 5-2 同轴电缆 型号编制方法 表 5-1电缆名称代号含义2022-3-630 3 性能参数性能参数（1） 特性阻抗特性阻抗 ： Za 定义定义 在电缆终端匹配的条件下，电缆上任意点在电缆终端匹配的条件下，电缆上任意点 电压与电流的向量之比，称为特性阻抗电压与电流的向量之比，称为特性阻抗 Z 与电缆的内外导体、绝缘体的直径、物理形状有与电缆的内外导体、绝缘体的直径、物理形状有。 关与绝缘体的介电

17、常数有关。关与绝缘体的介电常数有关。75CLZ2022-3-631b 等效原理图等效原理图R0 L0G0G0C0C0外导体外导体内导体内导体绝缘体绝缘体 导体中存在着电阻导体中存在着电阻R0，电感电感L0。 平行导体间加上电场，存在着电容平行导体间加上电场，存在着电容C0和电导和电导G0 电缆是一种分布电缆是一种分布 参数器件。参数器件。 L0与导体的形状有关。与导体的形状有关。 C0与内外导体的形状、距离与内外导体的形状、距离 以及绝缘体的介电常数以及绝缘体的介电常数 有关。有关。2022-3-632（2） 衰减常数：衰减常数： a 定义定义 在在20摄氏度温度下，摄氏度温度下， 每每100

18、m长度电缆对信长度电缆对信 号衰减的分贝数，称为电缆的衰减常数。号衰减的分贝数，称为电缆的衰减常数。oxoxff b 衰减常数衰减常数 ax ： 其中：其中： ax 为近似值，以为近似值，以 fx 靠近靠近 fo 为好。为好。 ao 为电缆在为电缆在 fo 处的衰处的衰 减值减值 衰减常数与频率比的平方根成正比。衰减常数与频率比的平方根成正比。2022-3-633 （3）温度系数）温度系数 定义定义 温度每变化温度每变化1摄氏度，电缆衰减常数变化的百分摄氏度，电缆衰减常数变化的百分 数叫做温度系数。数叫做温度系数。 若若 温度系数温度系数=0.2 表示温度每升高（降低）表示温度每升高（降低）1

19、摄氏度，摄氏度， 电缆的衰减值在原值上增加（减少）电缆的衰减值在原值上增加（减少）0.2%。 例如例如 某种电缆的衰减值为某种电缆的衰减值为6dB，温度系数，温度系数=0.2 ，在，在 30摄氏度时，电缆的衰减值为：摄氏度时，电缆的衰减值为： 6+6x0.002x10=6.12dB。2022-3-634（4） 屏蔽特性屏蔽特性 天线的接收与发射的互易性天线的接收与发射的互易性 性能差的电缆等效为性能差的电缆等效为 一根一根 天线天线 ，损失信号，引入干扰。，损失信号，引入干扰。 a 屏蔽效果屏蔽效果 铝管、铝管、 双重铝塑带加编织网双重铝塑带加编织网 效果好。效果好。 铝皮、铝皮、 铝塑带加编

20、织网铝塑带加编织网 效果差。效果差。 导体的趋肤效应，使电缆对导体的趋肤效应，使电缆对65MHz以下的干扰以下的干扰 屏蔽效果变差。屏蔽效果变差。 b 屏蔽系数屏蔽系数 （50MHz以下）以下） 双重复合铝塑带加编织网型双重复合铝塑带加编织网型 85dB85dB 铝管型铝管型 100dB100dB2022-3-635 （6） 最小弯曲半径最小弯曲半径 定义定义 10倍于电缆倍于电缆外径外径 d 的的 弯曲半径弯曲半径R为最小为最小弯曲半径。弯曲半径。 (a) 竖直安装线卡间距竖直安装线卡间距： 0.5m (b) 水平安装线卡间距水平安装线卡间距： 0.3m0.4m (c) 架空安装挂钩（扎线）

21、间距架空安装挂钩（扎线）间距： 0.5m0.6mdR （5） 直流回路电阻直流回路电阻 以直流代交流以直流代交流 内外导体构成回路内外导体构成回路2022-3-636自从美国贝尔实验室自从美国贝尔实验室1929年发明同轴电缆以来，已经过年发明同轴电缆以来，已经过了数十年历史。在这期间，同轴电缆通过了多次改进。了数十年历史。在这期间，同轴电缆通过了多次改进。第一代电缆采用实芯材料作为填充介质，由于它对高频第一代电缆采用实芯材料作为填充介质，由于它对高频衰减大，现在通常主要把它用于传输视频信号。后来人衰减大，现在通常主要把它用于传输视频信号。后来人们把聚乙烯采用化学方法发泡作为填充介质。其发泡度们

22、把聚乙烯采用化学方法发泡作为填充介质。其发泡度可达可达30%，高频传输特性有所提高。我们把这称为第二，高频传输特性有所提高。我们把这称为第二代电缆。代电缆。80年代，第三代纵孔藕芯电缆出现，它的高频年代，第三代纵孔藕芯电缆出现，它的高频衰减达到目前新型电缆的水平。但化学发泡电缆和纵孔衰减达到目前新型电缆的水平。但化学发泡电缆和纵孔藕芯电缆的防潮特性都不好。藕芯电缆的防潮特性都不好。90年代初，市场推出了物年代初，市场推出了物理发泡电缆和竹节电缆。我们称为第四代电缆。竹节电理发泡电缆和竹节电缆。我们称为第四代电缆。竹节电缆虽然能防潮和高频损耗低，但介质具有不均匀性，在缆虽然能防潮和高频损耗低，但

23、介质具有不均匀性，在高频有反射点。后来无人使用。物理发泡电缆的发泡度高频有反射点。后来无人使用。物理发泡电缆的发泡度可达可达80%。介质主要成分是氮气，气泡之间是相互隔离。介质主要成分是氮气，气泡之间是相互隔离的。因此，它具有防潮和低损耗的特点，是目前综合特的。因此，它具有防潮和低损耗的特点，是目前综合特性最好的同轴电缆性最好的同轴电缆2022-3-637 集肤效应 当交流电流流通过内导体时，在导体周围产生交变的磁场。该磁场会使内导体（铜芯）内部生成新的感应电流（涡流），该涡流的电流方向与内导体(铜芯）中心的信号电流方向相反。铜芯内部的信号电流被反向涡流抵消，即在铜芯内部没有信号电流通过，但感

24、应电流与导体（铜芯）表面的信号电流方向相同。即信号只流经铜芯的外表面。这种电流只通过导体表面的现象就叫集肤效应。集肤效应使导体的有效电阻明显增加，流经铜芯的电流减小，但随信号频率的增高有效电阻不断增加这是因为导体内部的涡流能量来自于信号导体内部的涡流能量来自于信号源本身，涡流在导体中流动，最终变成热被耗散掉。频率源本身，涡流在导体中流动，最终变成热被耗散掉。频率越高涡流越大，趋肤越严重，导体的有效电阻越大，而传越高涡流越大，趋肤越严重，导体的有效电阻越大，而传输信号损耗也就越大，这就是同轴电缆传输信号的频率越输信号损耗也就越大，这就是同轴电缆传输信号的频率越高损耗越大的主要原因高损耗越大的主要

25、原因，这种集肤效应就越加明显。即电缆的低频损耗小而高频损耗大。2022-3-638影响电缆损耗六因素：影响电缆损耗六因素： 介质、频率、直径、介质、频率、直径、长度、温度、老化长度、温度、老化2022-3-639二二 常常 用用 无无 源源 器器 件件 2022-3-6401 分配器 是用来平均分配系统信号的器件（1） 分配损耗分配损耗 L Ls s 定义定义 在冗余端口阻抗匹配在冗余端口阻抗匹配 的条件下，输入端与输出端之的条件下，输入端与输出端之 间的传输信号之差叫分配损耗间的传输信号之差叫分配损耗 。方向可逆。方向可逆。 利用分配损耗利用分配损耗 L Ls s方向可逆性，可反过来将方向可

26、逆性，可反过来将 它作为多路信号混合器用。它作为多路信号混合器用。分配损耗分配损耗INOUT OUT 2022-3-641 （2） 相互隔离相互隔离 定义定义 在冗余端口阻抗匹配在冗余端口阻抗匹配的条件下，由输出端注入的信的条件下，由输出端注入的信号与其他任意输出端测得之信号与其他任意输出端测得之信号差叫相互隔离号差叫相互隔离 。INOUT OUT 相互隔离相互隔离 相互隔离表征分配器各输出端之间的相互相互隔离表征分配器各输出端之间的相互影响，其值越大，相互影响越小。邻频传输影响，其值越大，相互影响越小。邻频传输要求达到要求达到3030分贝以上。分贝以上。2022-3-642（3）反射反射损耗

27、损耗 定义定义为为入射波与反射波电压之比的分贝值。表征分入射波与反射波电压之比的分贝值。表征分配器端口与其联接器件的阻抗匹配程度。要求配器端口与其联接器件的阻抗匹配程度。要求14dB14dB（4 4）阻抗）阻抗 分配器的输入（出）阻抗定义为输入（出）端电压分配器的输入（出）阻抗定义为输入（出）端电压与电流之比，是与电流之比，是75。 分配器的冗余分配器的冗余端口要加端口要加75负载给予负载给予匹配。匹配。（5）屏蔽衰减）屏蔽衰减 行业标准规定：在双向网络中行业标准规定：在双向网络中100dB100dB2022-3-643 B1B2INOUT1OUT2L1L2L3R （6） 内部结构内部结构:

28、: 由两个绕在双孔磁芯上带抽头由两个绕在双孔磁芯上带抽头的线圈的线圈B1B1、B2B2组成。组成。CL42022-3-6442 分支器分支器 分支器是从网络中获取部分信号的无源器件分支器是从网络中获取部分信号的无源器件INOUTBRB1B2R分分 支支 器器 原原 理理 图图GND2022-3-645INOUT插入损耗插入损耗分支器损耗示意图分支器损耗示意图分支损耗分支损耗BRBR（1）插入损耗和）插入损耗和分支损耗分支损耗 插入损耗插入损耗被定义为主入端被定义为主入端与主出端的电平之差。与主出端的电平之差。 与分支端口数成正比，与与分支端口数成正比，与分支损耗成反比。分支损耗成反比。方向可逆

29、。方向可逆。 分支损耗分支损耗被被定义为主入端定义为主入端与分支端的电平之差。与分支端的电平之差。方向方向可逆。可逆。2022-3-646 （2） 相互隔离相互隔离 被定义为由分支口注入的信号被定义为由分支口注入的信号 与其它分支口的测得信号之差。与其它分支口的测得信号之差。 用来衡量分支口之间的相互影响用来衡量分支口之间的相互影响 的程度。的程度。方向可逆。方向可逆。 （3） 反向隔离反向隔离 被定义为由分支口注入的信号与输出口的测信号之被定义为由分支口注入的信号与输出口的测信号之 差。差。方向可逆。方向可逆。用来衡量分支口与下级链路之间的相用来衡量分支口与下级链路之间的相 互影响的程度。因

30、此分支器是一种定向藕合器。互影响的程度。因此分支器是一种定向藕合器。INOUTBRBR相互隔离相互隔离反向隔离反向隔离分支器隔离示意图分支器隔离示意图2022-3-647（4）屏蔽衰减屏蔽衰减 行业标准规定：在双向网络中行业标准规定：在双向网络中100dB100dB （5） 分支器与分配器的区分分支器与分配器的区分 分支器分支器只有一个输出口（只有一个输出口（OUT），至少有一个分支口），至少有一个分支口(BR)。 分配器分配器至少有二个输出口（至少有二个输出口（OUT），没有分支口），没有分支口(BR)。 分支器分支器的输出口（的输出口（OUT）与输入口（）与输入口（IN）不能颠倒。）不能颠

31、倒。 分配器分配器的输出口（的输出口（OUT）与输入口（）与输入口（IN）可以颠倒作混合器用）可以颠倒作混合器用2022-3-6483 衰减器衰减器 有固定式与可调式，内置式与外置式之分。公司有固定式与可调式，内置式与外置式之分。公司 主要使用内置式，并以内置固定插片式为主，内置主要使用内置式，并以内置固定插片式为主，内置 可调式为辅。可调式为辅。 4 均衡器均衡器 均衡器是用来补偿电缆衰减倾斜特性的器件。均衡器是用来补偿电缆衰减倾斜特性的器件。有固定式与可调式，内置式与外置式之分。公司以有固定式与可调式，内置式与外置式之分。公司以使用内置式为主。使用内置式为主。衰减衰减频率频率电缆衰减倾斜特

32、性电缆衰减倾斜特性均衡器衰减倾斜特性均衡器衰减倾斜特性矫正后的幅频特性矫正后的幅频特性FLFH插损插损均均 衡衡 量量5 系统输出口系统输出口 系统输出口也叫用户盒，有系统输出口也叫用户盒，有单孔、多孔之分，明装与暗装单孔、多孔之分，明装与暗装之分。之分。 插入损耗插入损耗2.5 dB 2.5 dB (TV(TV口口) ) 反射损耗反射损耗14dB14dB 相互隔离相互隔离26dB26dB (TV(TV口对口对FMFM口口) ) 屏蔽衰减屏蔽衰减90dB90dB三三 放大器放大器 放大器是系统中使用量最大的有源器件放大器是系统中使用量最大的有源器件 ，也是系统中故障率最高的有源器件。，也是系统

33、中故障率最高的有源器件。 随着电缆传输级数减少随着电缆传输级数减少,主城区可以逐渐主城区可以逐渐 淡化干放、支干放和栋放的概念。主城区不淡化干放、支干放和栋放的概念。主城区不 使用带使用带AGC 、ALC、 ASC的放大器的放大器。 2022-3-6521 1放大器的典型方框图放大器的典型方框图HLHL下行入测试口下行入测试口-20dB前置衰减前置衰减 前置均衡前置均衡G1级间衰减级间衰减 级间均衡级间均衡G2下行出测试口下行出测试口-20dB上行出测试口上行出测试口-20dB输出均衡输出均衡 输出衰减输出衰减 G3上行输入衰减上行输入衰减上行入测试口上行入测试口上行注入口上行注入口开开 关关

34、电电 源源+24 /DC ( (以爱美克以爱美克LEK-2I8/32-65/85LEK-2I8/32-65/85为例）为例）2 2 工作原理工作原理 a 前置级，采用插片式衰减和均衡，处理输入信号。前置级，采用插片式衰减和均衡，处理输入信号。 采用推挽型模块工作在平坦输出状态。采用推挽型模块工作在平坦输出状态。 b 输出级，采用内置衰减和均衡，处理输出级，采用内置衰减和均衡，处理G2输入信号，输入信号， 用一个功率倍增型模块用一个功率倍增型模块G2作功率放大，输出电平高，作功率放大，输出电平高， 工作在倾斜输出状态。工作在倾斜输出状态。-20dB前置衰减前置衰减 前置均衡前置均衡G1G2-20

35、dB下行入测试口下行入测试口下行出测试口下行出测试口级间衰减级间衰减 级间均衡级间均衡下行通道：下行通道：上行通道：上行通道： 在在G3模块上行输入端设测试信号注入口供调试时注模块上行输入端设测试信号注入口供调试时注 入入 测试信号；为提高上行载噪比，测试信号；为提高上行载噪比，输入输入衰减器的值可衰减器的值可 以设定为零；上行输入端测试口用来测试输入信号；以设定为零；上行输入端测试口用来测试输入信号； G3模块放大上行信号。模块放大上行信号。 输出端的插片式衰减和均衡，能够方便地进行输出端的插片式衰减和均衡，能够方便地进行汇聚均汇聚均 衡的调试。衡的调试。上行输出端测试口供调试输出信号监测用

36、。上行输出端测试口供调试输出信号监测用。上行出测试口上行出测试口上行入测试口上行入测试口测试注入口测试注入口G3输出均衡输出均衡 输出衰减输出衰减 上行输入衰减上行输入衰减2022-3-6573 其他特点其他特点 最小增益最小增益： 上行上行32dB 下行下行20dB 采用内供电方式采用内供电方式： 35V90V供电，提高了可靠性；供电，提高了可靠性； 有利于防雷。有利于防雷。 主板插损主板插损： 下行插损下行插损=G1+G2最小增益最小增益 =22+18 32 =8 上行插损上行插损=G3 最小增益最小增益 =24 20 =42022-3-658第二节第二节电缆传输网络的电缆传输网络的设设

37、计计 与与 调调 试试一一 电缆传输网络的原理电缆传输网络的原理1 方框图方框图经栋放入户经栋放入户过光节点直接入户过光节点直接入户过光节点经延放、栋放入户过光节点经延放、栋放入户光节点光节点2 传输系统的载噪比传输系统的载噪比 C/N(dB) （1）定义）定义 系统中信号系统中信号S的载波功率与的载波功率与噪声噪声N的功率的功率 之比为载噪比。之比为载噪比。 C 代表信号代表信号S的载波功率的载波功率 N 代表系统中的噪声功率，是包代表系统中的噪声功率，是包括基础热噪声、括基础热噪声、 放大器噪声系数放大器噪声系数F、级联数级联数n的的10倍对数等项之和。倍对数等项之和。 根据载噪比的定义：

38、根据载噪比的定义： C/N(dB) =Si _（2.4 + F） = Si _ 2.4 _ F 即为单级放大器系统的载噪比即为单级放大器系统的载噪比 。 单个放大器的载噪比单个放大器的载噪比基础热噪声基础热噪声噪声系数噪声系数F 信号信号S级联数级联数n电平电平L载噪比载噪比12022-3-661（2）多级相同放大器级联的载）多级相同放大器级联的载噪比：噪比： C/N(dB) = Si F 2.4 10 lgn 多级相同放大器级联多级相同放大器级联系统噪系统噪 声声按按10lgn的规律随级联数的规律随级联数n的的 增大逐级增大逐级上升上升。 系统的载噪比系统的载噪比随级联数随级联数n增增 大大

39、按按10lgn的规律逐级的规律逐级下降下降。2.4FSi级联数级联数n电平电平L载噪比载噪比1 2 3 410lgn2022-3-662 例例1：按照每按照每2000户一个光节点的规划，分配系统保留户一个光节点的规划，分配系统保留 三台下行放大器级联，采用爱美克一类的放大器，三台下行放大器级联，采用爱美克一类的放大器， 净输入电平净输入电平Si=70dB，噪声系数，噪声系数F=10。 求：求：分配系统的下行载噪比分配系统的下行载噪比C/N(dB) 解：解：根据载噪比的定义及题意根据载噪比的定义及题意 C/N(dB) = Si-F-2.4-10 lgn = 70-10-2.4-10 * 0.47

40、7 = 52.8(dB)3 电缆传输系统的载波组合三次差拍比电缆传输系统的载波组合三次差拍比 C/CTB 定义定义在系统的指定点，图象载波电压在系统的指定点，图象载波电压C与围绕在与围绕在 图象载波中心附近群集的组合三次差拍产物的峰值图象载波中心附近群集的组合三次差拍产物的峰值 电压之比为载波组合三次差拍比。电压之比为载波组合三次差拍比。 (1)(1) 一般计算公式一般计算公式: : C/CTB=CTB+2(SC/CTB=CTB+2(Somax omax S So o) ) 15 lg(N 15 lg(N 1) 1) 20lgn 20lgn 式中：式中：CTBCTB放大器在输出为放大器在输出为

41、S S(omax)(omax)时的测试值时的测试值 N N系统传输的频道数系统传输的频道数 n n放大器级联数放大器级联数2022-3-664 (2) (2) 组合三次差拍产物组合三次差拍产物(CTB)(CTB)的特点的特点 以群集的方式以群集的方式, ,围绕在图象载波中心附近。围绕在图象载波中心附近。 (3) (3) 组合三次差拍比组合三次差拍比(C/CTB)(C/CTB)的变化规律的变化规律 系统的系统的C/CTBC/CTB指标与系统传输的频道数指标与系统传输的频道数N,N,放大器放大器 级联数级联数n n成反比。有源器件的输出电平每升高成反比。有源器件的输出电平每升高1dB , 1dB

42、, C/CTB C/CTB指标降低指标降低2dB2dB。 4 系统中放大器的工作电平范围系统中放大器的工作电平范围 为了确保系统的指标，比较公式：为了确保系统的指标，比较公式： C/N (dB)=Si F 2.4 10 lgn 和和 C/CTB=CTB + 2(SC/CTB=CTB + 2(Sot ot S So o) ) 20lgn 20lgn 可知：可知： C/N 要求放大器有较高的输入电平。要求放大器有较高的输入电平。 C/CTB 要求放大器有较低的输出电平。要求放大器有较低的输出电平。 所以，最低输入电平所以，最低输入电平S(imin)受的受的C/N制约、最高输出电制约、最高输出电 平

43、平 S(omax)受受C/CTB的制约。的制约。 放大器的最低输入电平放大器的最低输入电平 Simin 由由 ： C/N(dB) = Si F 2.4 10 lgn导出：导出： Si = C/N (dB) + F + 2.4 + 10 lgn 将式中的将式中的C/N(dB)换为分配给换为分配给电缆网络的电缆网络的C/Nb时，得到最低时，得到最低输入电平输入电平 : Simin= C/Nb + F + 2.4 + 10 lgn2.4F级级联数联数n电平电平L载噪比载噪比10lgnSimin 放大器的最低输出电平放大器的最低输出电平Somin 由由: Somin=Simin+ G 得得:Somin

44、= C/Nb + F + 2.4 + 10 lgn+G 此式确定在满足指标此式确定在满足指标C/Nb要要求时求时 放大器的最低输出电平放大器的最低输出电平 所以，当系统指标和放大器所以，当系统指标和放大器确定以后，确定以后，C/Nb 、F、G都是常都是常数。数。Simin Somin 随级数随级数n的增大的增大按照按照10n的的 规律逐级上升。规律逐级上升。1 2 3 42.4F级级联数联数n电平电平L载噪比载噪比10lgnGSominSimin 放大器的最高输出电平放大器的最高输出电平 Somax级联数级联数n1 2 3 4电平电平LSomaxSomax = S= S0t 0t1/2 (1/

45、2 (C/CTBb CTB CTBt t )10lgn)10lgn 由由 ： C/CTB=CTB+2(SC/CTB=CTB+2(Sot-S -So o)-20lgn)-20lgn 导出：导出： S So=S=Sot1/2 (C/CTB1/2 (C/CTBCTBCTB )-10lgn)-10lgn 将式中的将式中的C/CTB取为分配给电缆取为分配给电缆网络的网络的C/CTBb时，则：时，则： S S( (omax) =S=Sot1/2 (1/2 (C/CTBbCTB)-10CTB)-10n n 所以，当系统指标和放大器确定以后，所以，当系统指标和放大器确定以后， S Sot 、CTBCTB 、C

46、/CTBb都是常数。都是常数。 S S( (omax)随级数随级数 n的增大按照的增大按照10 lgn的的 规规律逐级下降。律逐级下降。 “v” 型曲线型曲线 将直线：将直线： Somin= C/Nb +F+2.4 +G + 10lgn 和和 S Somax =S=Sot1/2 ( 1/2 ( C/CTBb CTB CTB )-10lgn)-10lgn 画在同一个坐标图形中，就得到经典的画在同一个坐标图形中，就得到经典的“V”型曲线。型曲线。 Somin= C/Nb + F + 2.4 + 10 lgn+GS Somax = S= Sot 1/2 ( 1/2 ( C/CTBb CTB CTB

47、) ) 10lgn 10lgnSimin= C/Nb + F + 2.4 + 10 lgn0G2.4 FC/NbS SoL Ln n Somin= C/Nb + F + 2.4 + 10 lgn+GS Somax = S= Sot 1/2 ( 1/2 ( C/CTBb CTB CTB ) ) 10lgn 10lgnSimin= C/Nb + F + 2.4 + 10 lgn0G2.4 FC/NbS SoL Ln n 两直线的交点两直线的交点S Somax Somin= 0 所对应的电平即为系统所有放所对应的电平即为系统所有放大器的工作电平。大器的工作电平。 两直线的交点所对应的级数两直线的交点

48、所对应的级数n n即放大器没有工作电平余量的最即放大器没有工作电平余量的最大级数大级数n nm m。n nm mS Somax Somin=0L L 由图可知：取级数由图可知：取级数ninm时时, S Somax Somin = 0 就是系统的动态范围就是系统的动态范围 放大器工作在范围放大器工作在范围 So 1/2 之间之间S So = 100 2SominS Somax100=S SomaxSomin n nn nm mn ni i2022-3-672二二 单位增益与单位增益与“零零”分贝增益分贝增益 1 关于关于增益增益与与损耗损耗 增益增益把事件（传输）过程的末状态对初状态把事件（传输

49、）过程的末状态对初状态 进行比较得到的结果。进行比较得到的结果。 损耗损耗把事件（传输）过程的初状态对末状态把事件（传输）过程的初状态对末状态 进行比较得到的结果。进行比较得到的结果。 二者绝对值相等，参考方向正好相反。二者绝对值相等，参考方向正好相反。2022-3-6732 单位增益单位增益把把末状态电压末状态电压与与初状态电压初状态电压之比等于之比等于1 的增益称为的增益称为单位增益单位增益。 即：即：G=Vo / Vi =1 相应的参考点称为单位增益点。相应的参考点称为单位增益点。3 “零零”分贝增益分贝增益用用对数表示对数表示的的单位增益，即为单位增益，即为“零零” 分贝增益。分贝增益

50、。 G（dB ）= 20 *lgG = 20 * lg1 =0三三 电缆传输网络的单位增益电缆传输网络的单位增益点点 1 根据根据“V”曲线曲线,下行各级放大器的输出电平全为下行各级放大器的输出电平全为 So。 也就确定了下行通道的单位增益原则和定义了也就确定了下行通道的单位增益原则和定义了 放大器的输出口即放大器的输出口即 为单位增益点。为单位增益点。SoSoSoAtAtAt单位增益点单位增益点单位增益点单位增益点单位增益点单位增益点2022-3-675SoSoSoAtAtAt单位增益点单位增益点单位增益点 操作时，通过调整本级输入衰减器操作时，通过调整本级输入衰减器At，来控制来控制 本级

51、本级输出电平，使链路中各个放大器输出电平都等于输出电平，使链路中各个放大器输出电平都等于 So，达到，达到“零零”分贝增益的目的。分贝增益的目的。2022-3-676 2 为了做到上行链路信号的汇聚均衡，即保证为了做到上行链路信号的汇聚均衡，即保证 各支路上行至汇聚点的路由各支路上行至汇聚点的路由增益差基本一致，定义增益差基本一致，定义 上行上行通道的输入端为通道的输入端为单位增益点单位增益点。AtAtAtSiSiSi单位增益点单位增益点单位增益点单位增益点单位增益点单位增益点2022-3-677AtAtAtSiSiSi单位增益点单位增益点单位增益点单位增益点单位增益点单位增益点 操作时，通过

52、调整上一级输出衰减器操作时，通过调整上一级输出衰减器At ，来控制下来控制下一级输入电平一级输入电平 Si，达到，达到 “零零”分贝增益分贝增益 的目的。的目的。 综上所述，综上所述，上下行上下行通道的单位增益点重合在双向通道的单位增益点重合在双向放大器的下行输出口处。放大器的下行输出口处。单位增益点单位增益点单位增益点单位增益点下行下行上行上行AtAtAtSiSiSoSo At 放大器放大器上行输入端、下行上行输入端、下行输出端内置衰减器输出端内置衰减器 So放大器放大器下行下行输出输出电平电平 Si放大器放大器上行输入电平上行输入电平四四 电缆有源链路的设计与调试电缆有源链路的设计与调试

53、1 1 上行通道的设计与调试上行通道的设计与调试At=20-4-4.8110-12/300m -4.8At=20-6-4.8-12/300m -4.8At=20-4.8-2At=20-0.48-10-12/300m -4.8-12/30m -0.48单位增益点单位增益点单位增益点单位增益点单位增益点单位增益点单位增益点单位增益点零分贝增益零分贝增益零分贝增益零分贝增益上行上行输出衰减：输出衰减：At=G-X1-X2-X3其中其中 上行模块增益上行模块增益G =20At=20-4-4.8110-12/300m -4.8At=20-6-4.8-12/300m -4.8At=20-4.8-2At=2

54、0-0.48-10-12/300m -4.8-12/30m -0.48单位增益点单位增益点单位增益点单位增益点单位增益点单位增益点单位增益点单位增益点零分贝增益零分贝增益零分贝增益零分贝增益 这样上行通道通过这样上行通道通过输出衰减：输出衰减： At=G-X1-X2-X3 的设计、调整，控制各个单位增益点处的电平，来达到各路路的设计、调整，控制各个单位增益点处的电平，来达到各路路由增益差相一致的目的。由增益差相一致的目的。 从上行的第一级放大器输入的电平的高低就确定了各个单从上行的第一级放大器输入的电平的高低就确定了各个单位增益点电平值位增益点电平值 。其值为：。其值为：80dB。单位增益点单

55、位增益点2022-3-681 2 2 下行通道的设计与调试下行通道的设计与调试 （1 1）放大器的工作方式）放大器的工作方式 放大器的前置级放大器的前置级 处在平坦工作状态，输出级处在处在平坦工作状态，输出级处在 倾斜工作状态倾斜工作状态 。 （2 2）放大器的工作电平）放大器的工作电平 放大器的输入电平和输出电平放大器的输入电平和输出电平, ,按照系统中放大器按照系统中放大器 的工作电平范围进行设计和调试。的工作电平范围进行设计和调试。五五 电缆分配网的设计电缆分配网的设计 1 分配网设计的一般规定分配网设计的一般规定 图纸一律采用图纸一律采用A3幅面、统一的图框和幅面、统一的图框和CAD 格式。格式。 采用公司行业标准所规定的图形符号。采用公司行业标准所规定的图形符号。 原理图中的信号流程按照从左到右的方向原理图中的信号流程按照从左到右的方向 排布。排布。 采用集中分配入户的设计方式。采用集中分配入户的设计方式。 光工作站（含光机）、放大器均按几个特定的频点光工作站（含光机）、放大器均按几个特定的频点 标示输入输出电平。标示输入输出电平。 在用户端，应选指标最劣化点，按几个特定的频点在用户端，应选指标最劣化点，按几个特定的频点 标示系统出口电平和标示系统出口电平和CM的发送电平。的发送电平。110MHZ168MHZ550MHZ860MHZE Q110MHZ168MHZ550