太原市有线电视网络有限公司（中心）
史珊 樊永锐
摘要：在HFC网络数字化、宽带应用的今天，如何建设一个优质的HFC网、保障各项业务的开展是每一个网络运营商的首要任务。本文就太原有线网在开展数字电视和宽带数据业务时，现有网络存在的问题及网络整改的必要性进行了探讨，提出了网络整改方案及长期保障网络优质运营的措施。
中国有线电视近十年的快速发展，形成了遍布祖国城乡各地，用户总数近1亿的传输覆盖网，已成为重要的新闻传媒和人民群众文化、娱乐的重要工具，深受广大人民群众的喜爱。在模拟电视业务基本普及的今天，多功能应用、数字化成为当前有线电视网的热点，实现数字化和多功能应用是科技的进步和发展，也是市场的需要和发挥资源优势、扩大服务、增加收入的重要途径。为此，各地网络公司都在HFC网基础上增加传输宽带数据业务和数字电视业务。
太原有线电视网经过近十三年的发展，目前已开展了宽带数据和数字电视业务。由于宽带网是从1997年开始建设的，系统经过6年的运行已暴露出一些问题，特别是当宽带数据个人用户（CM）数增加后更为严重（目前太原网CM用户已有1.5万），突出表现为上网掉线，导致投诉率不断增加；而数字电视用户则是不能稳定的收看数字电视节目。针对以上问题，我们提出对现有HFC网进行必要的整改和调试，使之适应当前开展“CM”、“STB”业务以及今后的“VOD”、“VOIP”业务的要求，从我们的经验来看，建设一个优质的HFC网成为我们当前的一个重要任务之一。
一、当前有线网络整网的迫切性和必要性
开展宽带业务和数字电视业务的网络公司均程度不同的有一个感觉，就是用户的投诉率增加了，而仅靠维护、更换器材、局部变更，结果只能顾此失彼，这样的维护对全网而言，降低不了投诉率，甚至由于没有从系统考虑，反而使投诉率上升了。因此，从全系统上整改已是当前网络优质运行的一个迫在眉睫的问题。原来网络的功能是单一的，只要传好模拟电视即可，而现在由于拓展业务和增值业务的开展，对网络的运行质量提出更高的要求，这些需求主要有：
（1） 宽带数据业务开展的需要
由于宽带业务开展是双向的，这不仅正向系统要工作在最佳状态，而且反向系统也要工作在最佳状态，这就对网络提出更高的质量要求。比如接头氧化、接触不良，正向只要考虑影响低端电平，而反向，由于接头氧化后的半导体效应会产生新的频率，即公共路径失真，降低反向的路径C/N比，同时，由于回传频率更低，加大了链路损耗，更易产生掉线。
（2） 数字电视业务开展的要求
当前如何发展数字电视，是摆在每一个网络运营商面前的首要任务。对于五、六年前改造的太原双向HFC网络，由于当时没有涉及数字电视的传输问题，从总体设计思想到施工、调试，都是以正向模拟电视传输为主的，数字电视开播后，由于传输中电平比模拟低10dBμV，因此，原模拟网系统频响不好，就很容易造成数字电视收视不稳定。开展数字电视后，对网络中前端电平配置、光功率分配和施工工艺，都提出了新的要求。
（3） 网络长期运行必然要出现一些问题
此次整网，对太原经过6年运行的双向HFC网进行了系统测试。发现一些问题：①有源器件不能工作在最佳状态，使系统的非线性失真指标下降。②全系统从前端到用户，频响均有不同改变，偏离了设计值。③光接收功率偏大，影响系统非线性指标。④回传路径不同，造成的传输电平不平衡。⑤接头安装质量的损坏更严重的是影响上行通道。⑥用户的私接、乱按，使得C/N下降。上述种种问题，如不认真解决，HFC网很难适应当前开展的业务。在向数字化过渡的时期，为了顺利开展数字电视的各项业务，兼顾好网内各种信号的要求，新一轮的网络整改势在必行。
2 对HFC网的整改
（1） 前端电平的确定
目前，前端下行信号是由模拟电视信号、数字电视信号、下行数据信号组成的。在系统中同时传输时需要互相兼顾。太原网前端机房由三部分组成，模拟机房在八层，数字机房在五层，光发机架及数据机架在四层，现有光发模块一百多个。前端使用的SA调制器，其载波电平输出范围为110～120dBμV，此次将调制器的输出设定为115+3dBμV，保证输出电平的稳定。线路上使用的有源器件均为MOTOROLA的产品，按照光发射机给定的指标要求，光发射机的模拟电视输入为75dBμV（按77个NTSC频道计算），平坦度+1dB。太原网目前传输42套PAL模拟电视，按每HZ功率分配法计算得出，太原网的模拟电视输入电平为78dBμV，而数字信号电平的设定，都是以模拟信号为基础，64QAM的信号应该比模拟电视低10dBμV，256QAM的数据下行信号应比模拟电视低6dBμV。依据上述指标要求，对前端模拟、数字、数据信号混合分配系统进行了重新设计，前置放大器、分配器、电缆及接头，均是进口的机房专用设施，确保了下行模拟信号注入光模块的模拟值为78+1dBμV，DVB采用的是64QAM调制，其信号输入为68+1dBμV，CMTS采用的是256QAM调制，其下行信号输入为72+1dBμV。
对于上行数字信号，是由CM、STB调制输出。目前太原网只有CM调制输出，其输出电平≤118dBμV。这个电平越高，上行的载噪比越好，应尽量高电平运用，并预留出系统综合误差即可。
针对传输数字信号、回传信号的要求，我们还对每个前端机房独立的工艺地和防雷地，进行测试和改进。对于前端调制器、光发、光收等有源设备，机壳与工艺地相接，接地电阻<4Ω，电源设备应有良好的防雷接地和屏蔽，空载的端口都接75Ω的终端负载，使系统阻抗匹配。
（2） 系统调试
光链路的调试：分片区，先从最早改造、数据用户较多、回传问题较大的地区开始，对系统从光链路、放大器，到分配网接头、器件、用户线管理，分步进行整改。光发在满足带宽匹配和光传输路径指标的前提下，尽量选择输出功率小的光发，一方面可以降低造价，另一方面可靠性大大提高。光收的带宽也应与传输系统相匹配，并配套好尾纤和尾缆，光收的动态范围较大，光功率一般都取在其动态范围的中间，原则上要<+2dBm，否则既减少光接收的寿命、降低系统性能，还造成经济上的浪费。此次调试，对每个光发、光收的发射、接收功率进行了实测和计算，严格使光收工作在-2～0dBm，对不符合要求的，从光发进行更换。按厂家说明书，结合设计值对光站的电部分进行了调整，并启动了光站中的TCU。
放大器的调试：太原网目前网络结构是在光节点下放大器的级联数≤3，输出电平采用倾斜输出方式（补偿电缆衰减高频比低频大）；而同轴电缆随温度变化，导致输出电平和斜率的变化，在网络改造初期只有正向业务时，温度对电缆的影响是可容忍的。但当开始传数字信号时，特别是回传数字业务，对网内电平的波动范围要求更严格，稳定放大器的输出电平是必须的。根据太原的气候条件，冬夏温差达七十度（-20℃～50℃）的特点，因此，放大器必须加TDU和ADU。根据电缆的温度特性和ADU、TDU的补偿特性，对级联放大器如何加ADU、TDU，进行了计算。
从以上的比较可以看出，放大器三级级联时，不加TDU和ADU时，变化量超过+3dB，若采用中间放大器加TDU、末级加ADU，电平的控制精度最高，可控制在+1dBμV，但此方式ADU用量大（是TDU的3倍），且ADU的价格是TDU的四倍，成本比较高；采用中间级加ADU、末级加TDU的方式，既经济，控制精度还可满足要求。若系统两级级联时，采用只加TDU的方式，使放大器的输出电平波动控制在+0.75dB。
回传系统的调试
回传通道应依据放大器之间为零增益，光链路为等增益的原则进行调试，对前期个别链路增益过高的、链路衰减过大的进行整改，并合理的控制链路衰减量，使光发射机工作在最佳工作状态（满功率状态下），确保光链路避免消波失真，获得较好的载噪比。
回传系统的噪声问题，是困扰HFC网开展回传业务的主要难题，已有大量的讨论对各种噪声的成因的分析，及对噪声克服的对策，如：光节点的前移、增加头端CMTS的端口、在用户端加高低通滤波器等等，这些手段虽然是解决汇聚噪声的有效措施，但当数据用户较少时，这些方法的代价是很高昂的。为兼顾经济效益和社会效益，采用滚动发展的原则，在目前情况下，我们主要还是从回传通道设计、调试合理入手，加强线路接头质量和用户端分配线的正确连接，以及抑制交流哼声调制等环节来提高C/N。
通过这次统调，经测试，正向模拟通道的主要指标在用户端，C/N>50dB，CTB/CSO达到了60dB，HUM<1％；DVB和CMTS的数据信号的主要指标，MER>38dB、纠错后的BER达到了1×10-8、EVM<1.8％，指标优良，都远远超出设计值。经对四个投诉率最高的片区整改，同一时间、同一片区整改后投诉率是整改前的十分之一，起到明显的效果。
（3）终端用户电平的确定
太原网模拟电视信号的终端输出电平的确定是参照GB/T106-1999《有线电视广播系统技术规范》中规定：系统输出口电平为60～80dBμV，结合网络的实际:目前网内模拟、数字、数据信号并存，数字信号和数据信号都应用在高端，而系统要求比模拟低6～10dBμV（不同数字调制方式，输出要求不同），应尽量选择较高的用户电平，有利于保障数字信号的各项指标，因此，此次整网把系统的输出电平由原来的68dBμV提到70dBμV。考虑到前端和放大器的不平度累加和温度漂移，设计预留+3dBμV的变化量、施工的误差预留+2dBμV的余量，系统的出口电平为70+5dBμV，64QAM的DVB信号为60+5dBμV，256QAM的CMTS信号为64+5dBμV。加TDU、ADU后，系统综合误差应还减小。
（4）接头工程
有线电视工程又称之为“头子”工程，接头的好坏、施工质量、工艺水平直接影响分配网的可靠性。接头接触不良，模拟信号是恶化，数字电视信号是出错。接头不好不仅能够将外界的电磁信号引入电缆传输系统，干扰有用信号，对图像、数据造成干扰、误码的同时，会使有线的信号辐射到空中，对外界产生干扰，影响其他运营商的运营。接头工程的好坏，直接关系到整个双向HFC网的成败。做好接头工程，从以下两个方面入手：
元器件的选定。选择适合太原网的器材，是保障接头工程质量的源头。针对太原地区的特点，地处煤炭重化工基地，空气质量差，腐蚀性物质很容易进入密封不好的器件及接头，必须重视接头的防水、防漏气及接头镀层材料和厚度等问题。由于电缆和接头存在公差，还应从接头与电缆匹配，到接头的材质、结构等方面考虑。选择了具有硅胶圈和硅油的进口冷压F型接头并配套施工工具。
接头的施工工艺，是保证接头工程质量的根本。针对太原网的实际条件，对于容易出问题的地方，制定出一系列严密的要求，如：过电干线接头严禁使用F型接头；进入楼房的过电钝化电缆选用四屏蔽的软缆，其接头必须使用贯通电缆接头，其电缆芯线与干线设备的连接必需用螺钉压紧固定等等。对在室外露天的接头用生胶带缠裹、热缩管热缩、在墙上的接头采取生胶带缠裹加防雨罩。在严格的施工工艺和优良的元器件的保障前提下，建设出高可靠性的分配网络。
3 保证有线网长期高质量传输的措施
建设一个优质网络是一件不容易的事，要维护好，长期优质运营更难。一个科学的、严谨的、合理的工艺是建设优质网络的前提。一个有专业知识和过硬技能的施工、维护队伍，是建设优质网络的根本，一个严格检验队伍是优质网络的保证，从工艺、维护、检验构成的运营链条是实现网络长期优质传输的保障。
（1）制定一个科学、合理的施工工艺
制定出一套全新的适合太原网调试工艺和施工工艺，是建设优质网络的前提。在制定调试工艺中，根据选定的器材，在厂家提供的调试步骤的基础上，结合设计指标要求及TCU、TDU、ADU安装及调试步骤进行严格的规定，并将整网中获取的大量一手资料落实到工艺制定中，还引用最新版本的通信行业、有线电视、双向电缆分配网规范：从光缆干线的敷设、架空式敷设、电缆地埋的敷设，到光接收机的安装、供电顺延至干线放大器、过电型分支、分配器及电源插入器的安装，再到支线电缆、用户线的敷设、放大器、分配网网络设备的安装，最终至分支、分配器和用户终端盒的安装及防雷、接地和安全防护，都做了明确规范。并利用图文结合的形式，将工艺步骤与实物示意图相结合，使施工工艺形象化、生动化，更利于施工人员的理解和记忆。此次整网，我们从设计、施工、调试、验收建起了全系统的工艺和标准，并将在工程、设计、施工、验收中严格执行。
（2）配备一个认真、严格的质检队伍。
质量检验——作为工程的有效监督，是建设一个优质网络不可缺少的组成部分。因此，培养一支既要熟知网络各项技术指标和工艺要求又能熟练使用各种测试仪器的技术精、专业水平高的检验队伍。通过对网络器材按设计要求和出厂技术指标进行测试，严格把关、彻底杜绝不合格的产品和不符合网络技术要求的器材上线，从源头上保障优质网的建设。根据网络总体设计和施工工艺要求，对工程进行检验，出台了《太原市有线电视网络有限公司（中心）质量检验办法》，依照本办法对新装、改造及补装的工程进行严格的指标测试及工艺验收，保证生产出的每一个终端，是合格的终端。
（3）用户端的管理
随着生活水平的提高，居住房子的变大，每家每户的电视机的增多，有线电视终端私接、乱安的现象越来越严重，对网络的高质量运行威胁不小，特别是使用劣质的器材和电缆，不仅影响到自己的正常收看和上网，而且对系统产生不良影响，对回传通道的影响尤为严重的。规范用户端的正确连接，是顺利开展新业务的又一个重点。此次整改，选择带高低滤波和隔离的用户盒，对噪声严重的小区进行更换，阻断回传系统的漏斗噪声，同时，我们利用多种媒体对用户正确使用有线电视的宣传，加强对用户的稽查工作，对私接、乱安用户除了纠察外，还给予必要的处罚，来保证每个合法用户正常收看和上网。
在有线数字化、多功能应用开展如火如荼的今天，必须拥有一个优质的双向宽带有线电视网。实践告诉我们，在双向HFC网络建设中，只要对网络设计、设备选型、网络施工、系统调试、网络维护等环节认真把关，精心对待每一个工作步骤，双向网络的性能质量是完全能够保证的。
摘自 中国CATV
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