HFC反向通道的調(diào)整

1、hfc反向通道的調(diào)整有 線(xiàn)電視hfc網(wǎng)多功能業(yè)務(wù)有：internet、視頻點(diǎn)播、網(wǎng)絡(luò)電話(huà)（pcs）等，其中利用cable modem（以下簡(jiǎn)稱(chēng)cm）進(jìn)行internet接入的業(yè)務(wù)發(fā)展最快。這些業(yè)務(wù)的開(kāi)展都要求hfc網(wǎng)絡(luò)具備雙向傳輸功能，也即hfc網(wǎng)絡(luò)需具備上下行兩個(gè) 傳輸通道。按照現(xiàn)在的設(shè)備情況下行通道的頻率范圍在50750mhz，帶寬為700mhz，上行通道頻率范圍在540mhz，帶寬為35mhz。下行 通道的建立與調(diào)試相信大家都非常熟悉了，在這里我就以cm業(yè)務(wù)為例，詳細(xì)地論述如何建立和調(diào)試上行通道。 一、 調(diào)試?yán)砟钤谶M(jìn)行catv網(wǎng)絡(luò)的調(diào)整時(shí)，為了說(shuō)明 兩點(diǎn)或多點(diǎn)之間的電平關(guān)系，有兩種觀點(diǎn)可

2、以采用：一種是描述信號(hào)絕對(duì)電平值的“信號(hào)電平”；另一種是描述信號(hào)相對(duì)電平值的“增益”或“損耗”。實(shí)際上反向 信號(hào)是突發(fā)的，一般的儀器很難測(cè)量，因此我們沒(méi)有必要測(cè)量上行信號(hào)在每個(gè)設(shè)備的電平值，只要測(cè)量出某個(gè)設(shè)備端口到cmts上行端口的鏈路損耗，就可以斷定 上行信道在這個(gè)端口的電平值。 在正向通道，我們主要考慮的是信號(hào)的電平，網(wǎng)絡(luò)是以如何合理分配信號(hào)電平來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。在反向通道我們 考慮的主要是鏈路的損耗，電平并不重要，這是因?yàn)閏m的輸出電平是不確定的，它受cmts的長(zhǎng)線(xiàn)agc所控制（長(zhǎng)線(xiàn)agc的控制作用是通過(guò)通信協(xié)議確定每 個(gè)cm的發(fā)射電平，使不同的反向信號(hào)到達(dá)cmts的電平值保持一致），由于每

3、個(gè)cm的鏈路路由長(zhǎng)度不同，所以每個(gè)cm的鏈路損耗都不同，因而就造成了每個(gè) cm的發(fā)射電平都不同。在反向回路的調(diào)試中，我們只要知道其鏈路的損耗就可推算出網(wǎng)絡(luò)某一點(diǎn)的反向電平值。 hfc回傳通道可分為四大塊（如圖1所示）：1、 cm至樓放輸出口，我們稱(chēng)為a塊。反向損耗一般設(shè)定為-304db。2、 電纜干線(xiàn)網(wǎng)部分（包括干放、延放與樓放）至光站（具有雙向傳輸功能的光節(jié)點(diǎn)）的輸出端口，我們稱(chēng)b塊。反向損耗設(shè)定為0db。3、 光站至光接收機(jī)部分，我們稱(chēng)c塊，損耗與光設(shè)備的選擇有關(guān)，一但光設(shè)備選定了，損耗也就確定了。例如安泰克llrx200光站與llrr光接收機(jī)組合損耗為+15db（在光接收機(jī)的輸入功率為-

4、7dbm時(shí)）。 4、 光接收機(jī)輸出端至cmts的輸入端口部分，我們稱(chēng)d塊，這塊的主要作用是將多路光鏈路混合成一路輸入到cmts，此塊的插入損耗是根據(jù)業(yè)務(wù)帶寬按通道內(nèi)的 功率密度（每赫芝功率）來(lái)推算出該業(yè)務(wù)的電平值，然后再減去cmts要求的輸入電平值而得出來(lái)的。為了使整個(gè)通道達(dá)到長(zhǎng)線(xiàn)agc的要求就需要對(duì)這一塊進(jìn)行 精確的設(shè)計(jì)，否則，即使光接收機(jī)之前的反向通道工作得很好，但由于反向光接收機(jī)至cmts之間的通路沒(méi)有設(shè)計(jì)好，仍然會(huì)使反向通道工作不正常。例如安泰克 的llrr光接收機(jī)在輸入光功率為-7dbm時(shí)其輸出總功率為100dbv，那么功率密度是100-10lg(35*106)= 24.6dbv/h

5、z，cm的業(yè)務(wù)帶寬為6mhz，那么cm業(yè)務(wù)在反向光接收機(jī)的輸出電平中占有24.6+10lg(6*106)=92dbv的功 率，為此這一塊的損耗應(yīng)是92-60=321db。 另外，這塊是整個(gè)反向通道最大的一個(gè)匯集點(diǎn)，混入一個(gè)cmts端口的光鏈路最好是46路，若過(guò)多會(huì)使通道的噪聲增加。上行信號(hào)在進(jìn)入cmts之前，應(yīng)接一個(gè)3db左右的固定衰減器，作用是：1、改善通道的駐波性能。2、提供其它業(yè)務(wù)的接入余量。 cm的最大輸出電平為120dbv，為了保證系統(tǒng)有較高的cnr值（要求cnr25db, ber10-9），將cm的發(fā)射電平定為103-117dbv，其中的14db作為cmts的長(zhǎng)路agc控制余量（c

6、mts的輸入電平通過(guò)agc控制被鉗定在601dbv）。余量分配如下： 1、 對(duì)于分配網(wǎng)由于各cm的路由差別所造成的匯集電平差較大，分配余量為8db，所以，在樓放的輸出端口處分配網(wǎng)的匯集電平均差不超過(guò)4db。 2、 對(duì)于電纜干線(xiàn)網(wǎng)部分，我們?cè)谡{(diào)試中引入單位增益的調(diào)試概念，通過(guò)調(diào)試使網(wǎng)絡(luò)中的每一級(jí)放大器間的增益均為0db，從而實(shí)現(xiàn)圖1中b塊總增益為0db的目的。這塊只需分配4db的余量作為溫度所造成電纜損耗的變化和放大器增益變化的補(bǔ)償。 3、 對(duì)于光纖連路，由于采用了歸一化的調(diào)試，只需考慮設(shè)備增益變化的影響，分配2db的補(bǔ)償余量。 那么，cm的最大發(fā)射電平為60+32-15+30+10=117db

7、v（由安泰克llrx200光站與llrr光接收機(jī)組合的反向光鏈路），這里 60是cmts的輸入電平、32是圖1中d塊的損耗值，15是圖1的c塊損耗，30是分配網(wǎng)即圖1中a塊的損耗中間值、10是附加的最大損耗值（溫度影響 和設(shè)備增益變化及分配差異所引起的總損耗）。 cm的最小發(fā)射電平為60+32-15+26=103dbv，這里的26是a塊的最小損耗值。 從上可知，當(dāng)使用的光設(shè)備型號(hào)一旦確定后，b、c、d三塊的損耗就確定了。由于長(zhǎng)線(xiàn)agc的控制作用，此時(shí)cm的發(fā)射電平將取決于分配網(wǎng)的損耗值和附加 損耗值了。當(dāng)分配網(wǎng)的損耗過(guò)大時(shí)，將導(dǎo)致cm即使工作在最大的發(fā)射狀態(tài)也滿(mǎn)足不了cmts的接收電平需要。當(dāng)

8、分配網(wǎng)損耗過(guò)小時(shí)，將使cm發(fā)射電平過(guò)低而達(dá) 不到通道所要求的c/n值而導(dǎo)致通信不正常。所以，我們必須要嚴(yán)格分配網(wǎng)的設(shè)計(jì)與施工，使之達(dá)到要求的損耗值。 二、 上行信號(hào)電平匯集均衡問(wèn)題 千家萬(wàn)戶(hù)的用戶(hù)信號(hào) 上行回傳時(shí)由于路由各不相同，各路由的上行傳輸增益各不相同必然出現(xiàn)眾用戶(hù)信號(hào)上行到各級(jí)匯集點(diǎn)的電平嚴(yán)重不一致。如果其電平差異過(guò)大，即使管理cm的 cmts發(fā)出電平調(diào)整指令試圖使cm受控調(diào)整輸出電平（上行），也難以達(dá)到各用戶(hù)電平上行到中心一致的目的。這就是匯集均衡問(wèn)題。 為了說(shuō)明問(wèn)題存在的原因，先通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的例子（見(jiàn)圖2）來(lái)分析：圖2的例子是最常見(jiàn)的情況，l1是干線(xiàn)路由，l2是從干線(xiàn)l1分取一個(gè)低

9、電平下行信號(hào) 到干放a3，因?yàn)閘1遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于l2，-18db分支器作為信號(hào)的分支路，按下行傳輸?shù)碾娖皆O(shè)置完全是正確的。但如果按上行傳輸來(lái)審查，問(wèn)題極其嚴(yán)重。假設(shè) 我們將a2的上行輸出電平調(diào)整到與a3一致，a2、a3的上行信號(hào)匯集到a1放大器的上行輸入端時(shí)，其匯集電平差將大于10db，原因是l1支路對(duì) 50mhz以下的上行信號(hào)損耗在6db左右，再加上分支器的插入損耗總損耗在8db左右，而l2支路上行損耗大于18db。傳統(tǒng)的下 行傳輸設(shè)計(jì)和調(diào)試都是按下行最高頻點(diǎn)的損耗及工作電平來(lái)確定的，所以圖2的例子在下行傳輸角度看是正確的，而對(duì)于上行信號(hào)（最高頻率僅為40mhz）， l1支路與l2支路的上行傳輸損

10、耗卻嚴(yán)重不一致，在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)中，情況可能比圖2的情況更復(fù)雜，問(wèn)題會(huì)更嚴(yán)重。 組成上行鏈路的a、b、c三塊都存在上行電平匯集均衡問(wèn)題。在a塊中網(wǎng)絡(luò)的分配器、終端器的損耗是固定的，可變的因素只剩下不同長(zhǎng)度的電纜損耗和各終端的分配差異了，如果實(shí)際損耗均差超出了要求（4db），則需要重新微調(diào)樓放的位置和分配方案，尋找新的損耗平衡點(diǎn)。從而使損耗均差電平控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。 b塊存在的電平匯集均衡問(wèn)題最突出，象圖2所示就是一個(gè)典型的例子。為此在這一塊，我們引入了單位增益的調(diào)試概念，并通過(guò)合理的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)來(lái)解決上行電平 匯集均衡問(wèn)題。單位增益的概念是指網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的增益精確補(bǔ)償了節(jié)點(diǎn)間和節(jié)點(diǎn)內(nèi)部的損耗，損耗與

11、增益相等，所以一個(gè)節(jié)點(diǎn)到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)的增益為0db， “單位”的意義指1，1的對(duì)數(shù)是0，因此這里的“單位”就是指0db。 通過(guò)使用單位增益的調(diào)試方法使網(wǎng)絡(luò)上每一級(jí)放大器到其上一級(jí)放大器間及任何放大器到光站的輸出端口間的 增益為0db。要實(shí)現(xiàn)這一目的，首先要對(duì)電纜干線(xiàn)網(wǎng)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。通常各種雙向放大器的反向增益都在22db，為此我們規(guī)定了一個(gè)電纜干線(xiàn)網(wǎng)的設(shè)計(jì)原 則：每個(gè)放大器與其上一級(jí)放大器間的鏈路損耗在50mhz的頻點(diǎn)上都應(yīng)小于22db，這樣我們可根據(jù)鏈路的損耗情況，通過(guò)在雙向放大器中插接不同的輸出衰 減器來(lái)實(shí)現(xiàn)單位增益的調(diào)整。如圖2中的例子，我們可在a2中插入14db衰減量的反向輸出衰減器，

12、在a3中插入4db衰減量的反向輸出衰減器，這樣 、的鏈路損耗相等，從而解決了它們的上行電平匯集均衡問(wèn)題。 在調(diào)試中，我們將各放大器的輸出端口（雙向?yàn)V波器處）定為單位增益的參考點(diǎn)，理論上我們?cè)趯?duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行調(diào) 試時(shí)信號(hào)的注入點(diǎn)應(yīng)在單位增益參考點(diǎn)上，但實(shí)際上由于存在供電問(wèn)題，我們不能將此點(diǎn)隨意斷開(kāi)，通常在雙向放大器中，廠家都提供了反向調(diào)試時(shí)的信號(hào)注入端 口，此端口往往都設(shè)在反向放大模塊的輸入端處，由一個(gè)-20db的定向耦合器組成，由于雙向放大器的單位增益參考點(diǎn)至反向放大模塊間存在一定的插入損耗， 所以在注入端口注入信號(hào)時(shí)我們要計(jì)算出注入多大的電平才能等效于單位增益參考點(diǎn)處注入的調(diào)試參考電平值。例如，單

13、位增益參考點(diǎn)的注入信號(hào)電平為 80dbv，放大器中的反向模塊輸入處到單位增益參考點(diǎn)處的插入損耗為-5db，放大器反向信號(hào)注入端口的損耗為-20db，那么可算出在反向注入端口 中注入信號(hào)的電平值應(yīng)為：80-5+20=95dbv。 在塊，cmts的上行輸入口匯集了多條上行光鏈路，由于各光鏈路的損耗存在差異，所以也存在上行電平 匯集均衡問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，光鏈路損耗多1db則光接收機(jī)的輸出電平將下降2dbv，為此在反向光鏈路的調(diào)試上我們采用了歸一化的調(diào)試方法。此方法是在參 與匯集的多條光鏈路中找出一條具代表性的光鏈路，將此光鏈路下的輸出電平作為歸一化調(diào)試的參考值，將其余的光鏈路的輸出電平都調(diào)整在此參考電

14、平值上，從而 解決了該塊的上行電平匯集均衡問(wèn)題。 三、 反向通道的調(diào)試 反向通道的調(diào)試要在光鏈路開(kāi) 始，即從c塊入手。上面說(shuō)過(guò)光鏈路的調(diào)整采用歸一化的調(diào)整方法，首先在參與匯集的多條光鏈路中找出一條具有代表性的光鏈路作為歸一化調(diào)試的參考值，例如參 與匯集的三條光鏈路輸出的光功率分別為：-8dbm、-7dbm、-6dbm ，那么我們可選-7dbm的光鏈路作為歸一化參考值，查廠家給出的光接收機(jī)在輸入光功率為-7dbm時(shí)的輸出電平值（增益控制電位器在中間位置時(shí)的輸出電 平值），一般來(lái)說(shuō)光接收機(jī)的輸出范圍是此電平值8db，我們可將此范圍的最低輸出電平值（將增益電位器調(diào)到最小位置，這樣做有利于通道c/n指

15、標(biāo)的改 善）作為歸一化調(diào)試的輸出電平參考值。 對(duì)于光站，主要是通過(guò)調(diào)試使激光器有一個(gè)最佳的激勵(lì)電平，激勵(lì)電平過(guò)低將使通道的c/n值下降，激勵(lì)電平過(guò)高會(huì)使激光器出現(xiàn)削波失真。通常光設(shè)備生產(chǎn)廠家都會(huì)給出一個(gè)光站最佳的反向信號(hào)輸入總功率值，此值也可作為電纜干線(xiàn)網(wǎng)調(diào)試時(shí)的單位增益參考電平值。 我們現(xiàn)使用的光站型號(hào)是安泰克llrx200，其里面的反向光發(fā)射模塊為dfb激光器，發(fā)射光功率為2mw。在其輸出端口處的最佳反向信號(hào)注入功率是 85dbv（此時(shí)光站內(nèi)反向通道的衰減片均為0db）。反向光發(fā)射接收機(jī)是安泰克的llrr型，由于我們目前從各個(gè)光站到總前端最長(zhǎng)的光鏈路輸出的光功 率為-8dbm，最短的為-5

16、dbm，所以我們選-7dbm的光鏈路為歸一化調(diào)整的參考鏈路，該型號(hào)的光接收機(jī)廠家推薦在-7dbm的光功率輸入下，其輸 出電平為100dbv。那么我們就將100dbv作為光鏈路歸一化調(diào)試的參考值在 光鏈路的調(diào)試中有兩種調(diào)試方式，一種是功率表達(dá)方式，另一種是增益表達(dá)方式。功率表達(dá)方式適用于采用多載波信號(hào)發(fā)生器與頻譜儀結(jié)合的調(diào)試方法，而增益表達(dá) 方式則適用于掃頻方法。在增益表達(dá)方式調(diào)試中引入一個(gè)參考鏈路增益的概念，所謂參考鏈路增益是將反向光接收機(jī)輸出的功率減去最佳反向信號(hào)輸入功率即100 -85=15db，那么我們只要將同一cmts下的所有光鏈路的增益調(diào)試為15db就可以了。下面分別詳細(xì)地介紹兩種調(diào)

17、試方式的具體操作。 1、 增益表達(dá)方式的調(diào)試方法 使用儀器是hp3010，接線(xiàn)如圖3所示。調(diào)試步驟如下： 、 將hp3010r輸出的5-40mhz掃頻信號(hào)電平設(shè)定為84dbv，此時(shí)輸入到光站輸出端口的掃頻電平實(shí)為80dbv，此電平的設(shè)定可高些也可 低些，因?yàn)槲覀兇藭r(shí)關(guān)心的只是光鏈路的增益（當(dāng)然此電平的設(shè)置要以使激光發(fā)射模塊工作在線(xiàn)性區(qū)為原則），將hp3010r的連接線(xiàn)與光站的主輸出口或任意 橋口連接。調(diào)整反向光接收機(jī)使hp3010r所顯示的曲線(xiàn)平直且電平為80+15-20=75db（20是光接收機(jī)輸出檢測(cè)端口的損耗值）,將此曲線(xiàn)作為 hp3010歸一化測(cè)量的參考曲線(xiàn)，并且將80dbv定為調(diào)試電

18、纜網(wǎng)時(shí)的單位增益參考電平。 、將hp3010r移到下到第一級(jí)放大器，我們?cè)诟删€(xiàn)上用的放大器有兩種，分別是gi公司的mb- 75sh和ble-75sh，如果放大器型號(hào)為mb-75sh則接線(xiàn)如圖4所示，注入540mhz掃頻電平值為100dbv；如果放大器型號(hào)為ble -75sh則接線(xiàn)如圖5所示，注入540mhz掃頻信號(hào)電平值為98dbv。、插入反向放大模塊和適當(dāng)?shù)妮敵鏊p器，使hp3010r所顯示的該點(diǎn)歸一化測(cè)量曲線(xiàn)的增益誤差為零值。如果曲線(xiàn)顯示的斜率大于-2db則需加輸出均衡器。按此步驟直至調(diào)到最末級(jí)的樓放，調(diào)樓放時(shí)的接線(xiàn)如圖6所示，注入電平值是80dbv。 、選二個(gè)有代表的用戶(hù)終端（損耗最大的

19、和損耗最小的），將hp3010r移到此終端，接線(xiàn)如圖7所示，注入104dbv 5-40mhz的掃頻電平，儀器上顯示曲線(xiàn)的增益差值再減去20就是這分配網(wǎng)的反向損耗最大值與最小值了，并將此值做好記錄。2、 功率表達(dá)方式的調(diào)試方法使用儀器是型號(hào)為porlink-3c+的有線(xiàn)電視信號(hào)分析儀和型號(hào)為rp-100q多載波信號(hào)發(fā)生器。 、將porlink-3c+接到反向光接收機(jī)的rf輸出檢測(cè)口上。、在光站的主輸出口或任意橋口中用rp-100q注入10mhz和35mhz的載波信號(hào)，信號(hào)電平設(shè)置為85-10lg2=82dbv。、調(diào)整光接收機(jī)的增益控制電位器，使porlink-3c+顯示的電平為100-10lg2

20、-20=77 dbv（檢測(cè)口的衰減值為-20db），并把此電平作為調(diào)試標(biāo)準(zhǔn)值，且將82dbv定為調(diào)試電纜網(wǎng)時(shí)的單位增益參考電平。 、 將rp-100q移第一級(jí)放大器，如果放大器型號(hào)為mb-75sh，注入10mhz和35mhz的點(diǎn)頻信號(hào)（注入點(diǎn)參考圖4）電平值為102dbv；如 果放大器型號(hào)為ble-75sh，注入10mhz和35mhz的點(diǎn)頻信號(hào)（注入點(diǎn)參考圖5）電平值為100dbv。 、插入反向放大模塊和適當(dāng)?shù)妮敵鏊p器，使porlink-3c+所顯示的電平值與標(biāo)準(zhǔn)值相等。斜率等于35mhz的電平減10mhz的電平，如果斜率大于-2db則需加輸出均衡器。按此步驟直至調(diào)到最末級(jí)的樓放，調(diào)樓放時(shí)的

21、接線(xiàn)參考圖6所示, 注入電平值是82dbv。 、 選二個(gè)有代表的用戶(hù)終端（損耗最大的和損耗最小的），將rp-100q移到此終端，注入10mhz和35mhz的點(diǎn)頻信號(hào)電平值為106dbv，將此時(shí) porlink-3c+顯示的電平值與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，它們的差值再減去20就是這分配網(wǎng)的反向損耗值了，并將此值做好記錄。 此法的調(diào)試的優(yōu)點(diǎn)是使用的儀器較簡(jiǎn)單也符合常規(guī)的調(diào)試習(xí)慣，但必需至少要兩個(gè)人配合完成，且需要無(wú)線(xiàn)對(duì)講機(jī)進(jìn)行聯(lián)系。整個(gè)調(diào)試工程完成后，必須要作出完整的資料文件，內(nèi)容如下：1、 圖紙（包括原理圖和路由圖） 2、 調(diào)試記錄表（樣式如表1所示）3、 檢測(cè)報(bào)告表（表2） 四、 調(diào)試完成后用戶(hù)終端的檢測(cè)調(diào)試完成后，為檢驗(yàn)調(diào)試的效果，應(yīng)對(duì)用戶(hù)終端抽檢，抽檢率是10%，抽檢的設(shè)備為cm一臺(tái)、手提電腦一臺(tái)，檢測(cè)的主要項(xiàng)目是：1、 丟包率2、 cnr值3、 cm的發(fā)射電平與接收電平在有線(xiàn)電視寬帶網(wǎng)雙向調(diào)試中，可以在前端設(shè)置允許從用戶(hù)端通過(guò)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程登錄到頭端設(shè)備察看cm的發(fā)射電平、cm的接收電平、反向通道的cnr值等重要數(shù)據(jù)。如terayon的cm系統(tǒng)就可以在調(diào)試時(shí)在