有線電視系統(tǒng)中的路權(quán)管理

有線電視系統(tǒng)中的路權(quán)管理——可尋址集線器的應(yīng)用主題內(nèi)容：本文重點討論了集中分配與可尋址用戶管理系統(tǒng)的工作原理，它在HFC寬帶網(wǎng)中的作用及應(yīng)用特點，文中還分析了它在上行傳輸時克服匯集噪聲的獨特作用以及在今后發(fā)展寬帶網(wǎng)中的重要意義。1、 前語：有線電視系統(tǒng)的不斷發(fā)展和擴大、是依靠網(wǎng)絡(luò)服務(wù)費耒提供資金來源，由于收費難的問題一直困擾著電視臺的改造和發(fā)展工作，使發(fā)展的步伐減慢；對寬帶網(wǎng)的建設(shè)進程達不到預(yù)期效果，網(wǎng)絡(luò)達不到現(xiàn)代化管理目標(biāo)，從十幾年網(wǎng)絡(luò)管理維護的情況可知，分散式分配網(wǎng)存在很多問題，如分支分配器多，接口多，檢修時環(huán)節(jié)多，用戶電平不均衡的多，入侵干擾和上行匯聚噪聲多，干擾進入系統(tǒng)后處理故障難度大，故障率高，頻繁，而且難以實現(xiàn)雙向傳輸。為今后更快實現(xiàn)寬帶多媒體綜合業(yè)務(wù)的目標(biāo)，把網(wǎng)絡(luò)改造和建成集中分配可尋址用戶管理系統(tǒng)很有必要。2、 集線式可尋址系統(tǒng)工作原理2.1、集線式分配方案的技術(shù)原理集線式分配器一般設(shè)置在樓棟單元的中層位置，在HFC網(wǎng)絡(luò)中，它的主要作用是在網(wǎng)絡(luò)中起到與前端控制器和終端設(shè)備相連接的作用，當(dāng)用戶終端設(shè)備CableModem以載頻形式發(fā)出信號，通過用戶家中的交互式終端盒、分配系統(tǒng)的用戶集線器的輸出口到輸入口、經(jīng)電纜傳輸網(wǎng)絡(luò)的雙向干線放大器、光傳輸網(wǎng)絡(luò)中雙向光端機、上行光接收機回傳到前端的CMTS控制器。前端控制器CMTS發(fā)出的以QAM調(diào)制的載頻信號、經(jīng)上變頻器，上變頻為140MHz左右的載頻信號與下行模擬信號群混合后，向下傳送到各終端用戶設(shè)備CableModem。這樣就完成了上、下行交互式雙向傳輸功能的工作。集線為有源用戶路權(quán)管理終端控制器集中分配方式（也有無源集線器，但無源集線式不設(shè)網(wǎng)管系統(tǒng)和尋址系統(tǒng)），它內(nèi)設(shè)正向和反向放大器，集線器一般安裝在樓棟中層位置，主要使上下各樓層用戶盡量取得一致電平，集線式用戶接收電平一般為72dBpv,集線器輸出電平一般設(shè)計為74dB^v,而輸入電平也為74dB^m。有源集線器具備較強的網(wǎng)絡(luò)管理功能，以確保系統(tǒng)能正常運行，它還能方便的監(jiān)控設(shè)備的運行狀況，便于維護管理人員及時排除故障。2.2、集線式分配能有效解決的問題2.2.1、 簡化了大量的設(shè)計計算工作，電平只需計算到集線器為止。2.2.2、 HFC要實現(xiàn)雙向傳輸，最關(guān)鍵的技術(shù)難點就是匯集的漏斗噪聲干擾，這個難點克服不了，網(wǎng)絡(luò)無法開展雙向交互式業(yè)務(wù)?？堤毓旧a(chǎn)的集線式分配設(shè)備就達到了抑制匯集噪聲的目的，嚴(yán)格的控制了回傳噪聲，實現(xiàn)了回傳噪聲最低指標(biāo)，經(jīng)測試回傳噪聲指標(biāo)，為國內(nèi)外頒布的資料還要低15—20dB，充分證明了康特公司的技術(shù)優(yōu)勢，特別體現(xiàn)了康特公司在世界級技術(shù)難點上立下了豐功偉績，為我國有線電視寬帶雙向傳輸網(wǎng)的發(fā)展立下了汗馬功勞。網(wǎng)絡(luò)中的噪聲干擾源，據(jù)分析，分支分配器端口接頭點是入侵的關(guān)鍵部位，采用集線分配方式后，由于減少了大量分支分配器，它的接頭就比傳統(tǒng)串接分支分配器方式減少了近80%，顯然噪聲的侵入就會大量的減少。2.2.3、 集線設(shè)備的外殼為金屬箱，有良好的屏蔽性能，在新建住宅的設(shè)計中，都預(yù)埋一個金屬箱，把集線器安裝在預(yù)埋箱中，起到了再一次屏蔽來自空中各種噪波干擾的作用。2.2.4、 由于分配網(wǎng)線路的老化，空中的各種干擾非常容易從破損的金屬外護套侵入網(wǎng)絡(luò)中，同有用信號和信息一起傳輸、放大。特別一些高山地帶，由于生活區(qū)的位置在不同的海拔高度，因此各生活區(qū)或個別樓棟受干擾的程度、受干擾的頻道都會不一樣，遇到這些故障，查找起來非常困難，在本系統(tǒng)中多次遇到過一棟樓或單元中幾個用戶出現(xiàn)定時和不定時的各種干擾現(xiàn)象；很難找到故障源頭，如果系統(tǒng)選擇集線分配方式，這類故障就不會出現(xiàn)。2.2.5.終端采用交換式用戶盒，由于采用頻帶分割技術(shù)，能有效的防止外界電磁干擾。交互式用戶盒設(shè)四個端口，其中兩個雙向輸入端口，DATA數(shù)據(jù)信號和兩個TV、FM單向打口。TV座與電視機相連，在168—750MHz范圍內(nèi)，輸出電視節(jié)目，F(xiàn)M口與調(diào)頻收音機相連，在87—108MHz范圍內(nèi)輸出調(diào)頻廣播節(jié)目，DATA□與用戶CableModem設(shè)備相連，在5—165MHz或5—65/600—860M段進行數(shù)據(jù)交換。終端用戶盒由于采用了頻段分路器等隔離措施，“堵“住了用戶終端中電視通道的噪聲干擾進入系統(tǒng)的回傳通道，并且確保了用戶的雙向應(yīng)用權(quán)。從噪聲的入侵點分析，50%以上的系統(tǒng)噪聲來自于龐大的用戶群，不僅如此，相鄰用戶的噪聲干擾也會出現(xiàn)相互之間的干擾現(xiàn)象。在網(wǎng)絡(luò)實際維護中遇到和處理過不少類擬故障（如微機、電視機漏電產(chǎn)生的干擾），由于故障源尋找難度大，因此要花費大量的時間，維修人員感到這是一件頭痛的事，如果采用集線式分配方式，這類故障是不會發(fā)生的。用戶的干擾源被堵在終端盒以外。2.2.6采用集線方式，設(shè)備由廠家調(diào)試好，分配到用戶家中的電平基本一樣，避免了分支分配方式用戶之間、單元之間、樓棟之間的電平差異過大而產(chǎn)生匯集均衡，集中分配式維護方便，故障點尋找快。集線器輸出電平有0dB、-1dB、-2dB、-3dB，最低輸出口（如-3db口）連接與集線器最近的用戶，最高輸出口（如0dB口）連接離集成器最遠(yuǎn)的用戶，這樣即可確保本單元各樓層用戶電平基本保持一致。2.2.7、由于本網(wǎng)仍是傳統(tǒng)的分散式分配系統(tǒng)，對網(wǎng)絡(luò)開展外交互式數(shù)據(jù)廣播，也遇到了一些問題，如某用戶收不到普通8MHz帶寬內(nèi)的1—2個數(shù)據(jù)廣播頻道節(jié)目，必須要逐段查找故障，由于埸強儀無法測到數(shù)據(jù)頻道中2MHz帶寬的電平，因此只能用微機從終端用戶逐級向前檢查丟失的數(shù)據(jù)頻道，檢查完畢沒有發(fā)現(xiàn)問題，而用戶丟失的數(shù)據(jù)頻道又正常了，估計是接口松動，網(wǎng)絡(luò)陳舊，電纜老化，接口氧化和接觸不良造成了數(shù)據(jù)廣播某一頻道信息的丟失，由于場強儀測不出2MHz帶寬的電平，影響了用戶收看數(shù)據(jù)廣播節(jié)目。如果采用集線分配方式，前端的用戶管理系統(tǒng)即可直接測出集線器有故障用戶的數(shù)據(jù)，避免了用微機逐段檢查和查找故障原因等繁鎖工序。集線器有雙向和單向兩種，可根據(jù)本網(wǎng)的實際情況向廠家訂貨，即使網(wǎng)絡(luò)已全部改造成雙向的，集線器中的用戶即便只有30%的用戶為雙向的，其投入也極為合理。2.2.8由于采用了集中分配入戶方式，每個端口為一戶，呈星型向本單元各樓層用戶輻射，每個端口都有過流、過壓及防雷電保護器件，防止了意外事情的發(fā)生，進入終端后，由于設(shè)置了上頻段分路器，把含有上/下交互頻段的端口與電視端口分路、隔開。避免了多臺用戶電視機的干擾竄入，形成匯集干擾，把用戶電視端干擾源堵在了源頭。集中分配后大大減少了上行回傳中的匯集噪聲干擾。2.3、可尋址管理系統(tǒng)的工作原理采用集中分配方案能方便的實現(xiàn)可尋址用戶管理，它的可尋址用戶管理功能有路權(quán)控制（或幅度衰減）方式、無源分支分配方式、射頻末端加擾（或幅度擾亂）方式三種常見的方式。可尋址用戶路權(quán)管理集線器，是構(gòu)建雙向HFC網(wǎng)絡(luò)的末端關(guān)鍵設(shè)備，它由樓放與信號分配為一體，具備可尋址權(quán)控制、上行信號匯集均衡等功能，由于采用了工廠化生產(chǎn)，確保了每戶的輸出電平、相互隔離、均衡特性、非線性失真指標(biāo)（CTB、CSO）達到一致性。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)均采用分散式分配方案，經(jīng)多年的網(wǎng)絡(luò)維護工作發(fā)現(xiàn)，分散式分配方案存在很多弊病，不便利、不利管理，而且上行匯集噪聲易隨上行信號一起涌向前端，造成各項指標(biāo)差，無法開展回傳業(yè)務(wù)?？蓪ぶ废到y(tǒng)主要由前端機房的控制計算機尋址數(shù)據(jù)調(diào)制器和終端的尋址控制設(shè)備組成，前端的控制計算機配有可尋址用戶收費管理軟件，對可尋址用戶進行信息數(shù)據(jù)管理，它把尋址數(shù)據(jù)信號通過串口RS232傳送到尋址數(shù)據(jù)調(diào)制器，輸出的RF信號通過前端的混合器，為避免干擾正常的電視信號，尋址調(diào)制器的輸出電平一般要比正常頻道電平低8—10dB。經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭_用戶端口進入尋址終端控制器，經(jīng)解碼后就能實現(xiàn)自動或手動關(guān)斷用戶端信號，這就是可尋址的工作過程。2.3.1、可尋址方式的選擇可尋址有三種方式，其中末端加擾型或關(guān)斷加擾型不利于今后的反向傳輸，不利于對數(shù)字傳輸?shù)目刂?，不僅如此，末端加擾型，對一些抗干擾能力較強的載體方式起不到應(yīng)有的作用，比喻調(diào)頻伴音就不被末端加擾所完全控制。在可尋址方式中唯有路權(quán)控制關(guān)斷度的尋址方式系統(tǒng)關(guān)斷度最高，它的關(guān)斷度達到750MHzN46dB,550MHzN49dB,300MHzN52dB,它完全達到實際工程的要求。早期生產(chǎn)的可尋址集線器，入戶電平在65dBpv時，其關(guān)斷度標(biāo)準(zhǔn)只能達到750MHz^38dB,550MHzN40dB,300MHzN43dB;則入戶電平65dBpv與750MHz的關(guān)斷電平為38dBMv，它們之間的差值為27dB^v，此時應(yīng)可完全關(guān)斷，但是就應(yīng)該完全關(guān)斷。但用戶實際電平＞=70dBMv時，就發(fā)生了個別終端不能完全關(guān)斷的現(xiàn)象。因此有效的提高可尋址用戶的關(guān)斷度，是確保個別用戶電平高于要求值時出現(xiàn)不能徹底關(guān)斷可尋址用戶的現(xiàn)象。在采用“路權(quán)控制”功能的可尋址設(shè)備后，在系統(tǒng)前端就能通過管理中心關(guān)斷任何一個用戶地址，如果上行通道頻段受到一些強干擾而造成道路堵塞的時候，可通過計算機對受干擾路由覆蓋的用戶進行“干擾源”的尋找工作，也可用自動或用人工方式把相關(guān)的用戶關(guān)斷一下，關(guān)斷的時間很短，直到查出干擾源頭的用戶為止，起到了查找故障的關(guān)鍵作用。2.4、對可尋址系統(tǒng)的要求2.4.1尋址功能強設(shè)計的軟件應(yīng)能對每個終端用戶正確無誤的進行單獨尋址，尋址用戶應(yīng)能超過現(xiàn)有系統(tǒng)的50%，作為日后所增加用戶的冗余。2.4.2、 具備雙向放大條件集中用戶分配尋址系統(tǒng)應(yīng)有雙向放大的條件，預(yù)留反向通道，便于今后開展雙向業(yè)務(wù)時能做到即打即用，靈活便利，升級容易。2.4.3、 對信號的關(guān)斷度要高可尋址的覆關(guān)鍵技術(shù)是如何提高關(guān)斷度，關(guān)斷度低的可尋址系統(tǒng)無法關(guān)閉或者徹底關(guān)斷終端用戶的圖像和伴音信號，關(guān)斷頻率范圍應(yīng)達到5—750MHz范圍。2.4.4、 可靠性要高可尋址主機設(shè)備，應(yīng)有數(shù)據(jù)備份功能，具備高可靠的數(shù)據(jù)編碼和防誤碼解碼性能，所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)誤碼率要求極低，對要關(guān)斷的設(shè)備應(yīng)有很強的干擾性能。對終端用戶應(yīng)具備斷電記憶功能，使斷電后的用戶端口仍保持初始狀態(tài)。2.4.5、 關(guān)斷控制方式網(wǎng)絡(luò)中的每一個用戶或者集體用戶都能由前端的主機（管理計算機）進行關(guān)斷控制，也可由人工在集線器中進行關(guān)斷操作，設(shè)計的軟件應(yīng)具備不斷升級的功能，達到更高層的管理手段。2.4.6、 可尋址功能的完善可尋址管理系統(tǒng)除解決收費問題外，還應(yīng)和前端智能管理系統(tǒng)配合一起，對系統(tǒng)的故障、檢測、信號回測、故障診斷、資料檔案管理形成一體，達到對有線電視系統(tǒng)的全面管理職能?？蓪ぶ废到y(tǒng)即能尋址加擾控制，又要能回傳網(wǎng)絡(luò)運行情況，如用戶端口電平的監(jiān)控，對雙向網(wǎng)而言應(yīng)能實現(xiàn)雙向智能分支分配器和電源打入器的工作狀態(tài)的監(jiān)測，監(jiān)測回傳數(shù)據(jù)包各端口授權(quán)狀態(tài)時電平數(shù)值，便于對網(wǎng)絡(luò)故障的地點、發(fā)生時間和損壞點等情況進偵探，及時、準(zhǔn)確的記錄狀態(tài)，報警并自動生成報告打印，便于工程技術(shù)人員即時分析，迅速處理故障。可尋址管理系統(tǒng)應(yīng)有對私自竊取電視信號的用戶，采取必要措施的手段，如通過網(wǎng)管系統(tǒng)提供60V電壓來擊壞私接者電視機的高頻頭（對冷機芯的各類高頻頭僅有50伏的耐壓），讓它不敢再私接，而通過辦理正常手續(xù)的用戶采用智能分支分配信號，其輸出口的RF信號和數(shù)據(jù)信息不帶60V電壓。但是對于熱機芯的電視機而言這一招就不靈了，因熱機芯電視機本身就有2000V的