有線電視系統噪聲分析的論文

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一、電磁波噪聲干擾

有線電視系統噪聲分析的論文

有線電視HFC網的光纖電纜因有抗電磁波噪聲干擾的特點,所以空中的各種電磁波噪聲無法干擾光纖中傳送的電視信號和各種數字信息。而HFC中的同軸電纜分配網由於抗干擾能力低,所以空中傳播的電磁波噪聲非常容易從各個渠道進入有線電視系統,給系統中傳輸的電視信號、數字信息造成了不同程度的干擾,空中存在的電磁波多而複雜,但大多電磁波因功率微弱離網絡距離遠,不會給CATV系統的HFC網造成危害。如微波和衛星的信號功率很小,對網絡造成的干擾可能性不大;短波廣播,雖然發射功率比較大,但由它它的發射有方向性且對地仰角,加上又是遠地覆蓋,如果有線電視網離它較遠,完全可避免這種干擾;本地電視和調頻廣播的發射功率很大,達數十千瓦以上,它容易產生對電視信號的干擾,如果有線網設置的頻道與它們避開,也可能把它們產生的干擾降到最低限度。利用高頻段電波的直線傳播特性和一般材料對高頻段吸收較強的特點,可比較容易解決造成的干擾。

在有線電視使用的頻帶內,同軸電纜的屏蔽特性在低、中頻段要好一些,而在高頻段則有所下降。如果空中的電磁波場強較高,就有較大的噪聲進入網絡中,對高端電視頻道進行干擾。爲了克服空間的電磁波噪聲干擾,應儘量地延長光纜長度,縮短同軸電纜的長度。在電纜的選擇上應選屏蔽係數大於120的多層屏蔽電纜,它能有效地抑制和克服外來干擾噪波對電視信號的影響。線路安裝時也要注意迴避電磁波,如新建房走暗線加金屬套管等方法來避免干擾噪聲。

總之,空中的電磁波非常複雜,對網絡信號的干擾也顯得格外難以處理,儘管產生干擾的原因複雜,只要我們對它深入的研究,就能較好的克服這些來自空中的干擾噪波。

二、設備帶來的噪聲

HFC網絡的前端設備有調製器、光發射機等。各生活區設有大量的光接收機,它們都是產生隨機噪聲的主要原因。而隨機噪聲通常可分爲兩大類,其一是電路噪聲,其二是外部電磁波侵入噪聲。對於系統內電路的噪聲可以通過設備電路的優化設計、提高設備內部元件的裝配水平,走線技術、元器件的篩選和選用好的濾波電路等措施以達到降低噪聲指標。

而外部進入的.噪聲可採取設置屏蔽網罩方式來達到阻止噪聲的進入,也可以設備殼體,裝配等方面採取相應的措施以抑制外來噪聲入侵,還可在信號進入設備之前裝一隻濾波器,以隔離外來噪聲的進入。經本網實踐,它能有效的濾掉外界進入的各種低頻和高頻噪聲干擾。

光節點後的放大器級數應最大限度地控制,它是設備產生熱噪聲和載噪比累積的主要原因。目前本網的改造除將光節點向小區延伸外,光節點後儘量不設放大器,最多隻設1-2級放大器。放大器應選擇噪聲指標最低,穩定可靠性高的寬帶放大器,爲光節點以後降低噪聲把好第一關。

三、HFC網絡上行通道噪聲的分析

HFC中的同軸網大多使用物理髮泡電纜,它有強度大、損耗小的特點,爲了加強對空中和周邊環境電磁干擾抑制的能力,應選用二、三、四屏蔽層的優質電纜,其屏蔽係數一般在80、100、120範圍內,它能起到較強的屏蔽作用。在接頭方面應選擇無電磁波泄露的電纜接頭,對過去使用的不良接頭,氧化鬆動的F頭應逐一換掉,避免噪聲從接口進入網絡中。電纜的逐漸老化,會使其傳輸特性變差,不但使纜內的射頻信號外泄嚴重,降低了有用的信號電平,外界干擾也會竄入系統。

HFC網的同軸分配系統一般採用樹枝型,由於網絡分配系統複雜,而且點多、面廣、線長,它能延伸到用戶的各個部位,可以講網絡的佈局是全方位式的,正因爲這個特點,整個網絡就象一面具大的接收天線一樣,由於各種複雜的電磁波覆蓋了整個空中環境,網絡會受到各種窄帶連續波和寬帶衝擊波以及無線電波的干擾。

從HFC網講,帶寬一般從5-750MHz,而短波無線電發射機的工作頻段是5-30MHz,剛好處在HFC上行頻率的範圍之內,因此在回傳信號中非常容易受到許多頻率固定但幅度起伏的窄帶輻射干擾,這就是窄帶干擾的特點。

另外,在網絡中還出現時有、時無、時強、時弱的干擾,這種干擾偶然性很強,幅度大,持續期短、頻帶寬,它屬於寬帶衝擊干擾,這種干擾起源於用戶家中的電器設備,如電吹風、電視機等家用電器的電磁輻射。其中部分電視設施與有線端口相連時,不但會產生本振輻射,而且對非調諧頻道會產生強烈反射,一些分支分配器的隔離度指標較差時,反射後的干擾會更大。網絡中還發現一些干擾來自家用電腦產生的脈衝干擾,其干擾頻率一般會落在上行通道較低頻帶範圍之內,這類故障尋找特別困難。   大氣放電、雷電、閃電、等也會產生感應干擾,由於它們隨機性太強,衝擊強度大,防範起來也比較困難,它們造成的衝擊干擾的頻譜較寬,在2K-100MHz範圍內,所以對HFC網絡的干擾影響更大,特別對數據傳輸會造成突發性連串誤碼,使畫面信號出現大量馬賽克現象。

對於窄帶和寬帶干擾問題的處理,可在HFC網絡中應用碼分多址(CDMA)方式,窄帶干擾對CDMA系統性能的影響非常小。大家都知道系統的干擾主要來自成千上萬的終端用戶,利用CDMA系統的擴譜特性,可通過加橫向濾波器來濾除固定或慢變化的窄帶干擾,把用戶間的干擾減小到最低程度。

對於突發性衝擊產生的寬帶干擾,只有在CDMA的基礎上再採用RS碼作前向糾錯編碼才能予以克服。

1.雙向放大器噪聲

HFC網是以光纖和同軸電纜混合在一起的新型單、雙向傳輸網。同軸網基本採用樹枝型結構傳輸和分配方式,也就是講它是一點對多點的分配結構。如果在HFC網絡中增加回傳功能,那麼上行通道的噪聲總和就是多點對一點,使上行通道的噪聲遠大於下行通道的噪聲,這樣使多支路的噪聲彙集後全部送到了前端機房。由於上行通道的信息採用數據傳送,如噪聲指標超標,就會使傳輸的數據和信息出現較高的誤碼率,影響其傳輸質量。針對這一問題,在網絡升級改造時應儘量減少雙向傳輸放大器的級連數目,因爲級連多的雙向放大器產生的回傳噪聲和整個支路產生的噪聲疊加起來就會形成上行通道的漏斗效應,它對上行通道C/N指標影響較大,系統越大,用戶越多,線路越長,它們彙集到前端的噪聲功率就越大。如使用的雙向放大器噪聲指標較低,則反向回傳到前端的噪聲功率就會明顯增加。因此,放大器的選擇很重要。

網絡改造時將光節點儘量靠近用戶,最大限度地把雙向放大器的級數減少到1級或不設放大器,那麼就可把同軸網因放大器而彙集的噪聲降到最低限度,本網的改造基本達到這一點。

2.用戶端口產生的干擾噪聲

用戶噪聲來自於用戶電視機、計算機、錄像機、VCD、音響等設施。如終端用戶將收錄機、VCD、音響、電視機選擇了不合理的連接方式,加上有些家用電器出現故障,在播放時輻射出來的信號會竄入網絡,影響其它用戶收看。有的甚至不播放,只要電源插頭未拔掉,也會因產生的多次諧波干擾本用戶電視信號的收看。

3.用戶計算機帶來的干擾

隨着有線電視技術的迅速發展,計算機融入有線網的技術越來越成熟,給網絡的多功能綜合數據傳輸帶來了機遇。但如計算機與有線網的接口處理不好,它也會給網絡帶來難以尋找的干擾噪波。自從計算機進入有線電視網絡後(如利用某頻道逆程信號接收股市實施行情),在本網中出現了較多計算機噪波干擾現象,它產生的交流聲調製影響面很大,干擾還會在電纜中逆向傳輸,通過放大器後,影響數幢樓房幾百戶用戶收看電視信號。要在近幾百戶中查出有故障的微機,確實難度很大。隨着科學技術的快速發展和人們對信息知識的需求,計算機在很短的幾年內會大量擁入有線電視網,因此,對計算機產生的干擾應儘快抑制,在其接口安裝隔離器件(如在分支分配器出入口、分支口加裝1000pF的電容),它能有效的阻止效調幹擾進入網絡。