双向HFC网络的改造

山西电子技术2006年第1期网络时空双向HFC网络的改造王志刚(临汾钢铁公司有线电视台技术部,山西临汾041000)摘要:介紹了临钢双向HF℃网络的改造过程中的设计思路及经验,光节点、光缆干线及分配网络的设计思路。施工过程中应注意的事项以及选择器材和设备中的经验。关键词:汇集均衡;汇集干扰;屏蔽中图分类号:TN915.62文献标识码:A临汾钢铁公司位于临汾市铁路东,有两个生活区,8000术问题。户住户。1996年建成550MHz有线电视系统,现已不能满从信号上行回传方向看,网络的用户端是上行信号传输足有线电视用户的需求,860MH系统的改造已于2004年5的起始端,信号经不同的电缆路径和不同的光纤路径在机房月建设完成。现将改造过程中的设计思路及经验介绍如下:汇集到上行数据解调器。由于用户端及电缆引入了各种干1系统模式及整体规划扰并汇集成强大的干扰源,造成上行信号的CN值严重下降,我们称这类干扰为“汇集干扰”。由于各用户上行信号的11建设目标路由不同,其传输增益不同,造成各用户上行信号回传汇集将现有550MH网络改造成860MH双向HC宽带网后呈现的电平值不一致,这就是上行信号的“汇集均衡”问络并实现光节点后无源人户。每个光节点覆盖小于250题。为了解决这些问题在分配结构方面应遵循以下几条原户,传送模拟数字电视节目、调频广播节目、开通数据业务、则:实现双向互动电视、视频点播、网上教育、互联网接人等多种1)采用集中式分配结构增强系统的可靠性。信息服务2)采用星型分配原则,尽可能不用传统的树枝型分配1.2频率划分结构,以减小上行通道的不平度。5Mz~65MH为上行业务频段,6MHz~8MHz为过3)采用“单位增益法”(既在一段链路上,放大器“增益渡带,87MH~108MH为调频广播节目,110MHz和电缆“衰减”应当相等),保证系统的电平一致性。750MH为模拟电视数字电视节目,750MHz~862MH用4)采用“单位功率密度法”(既每Hz平均功率法)确定于数据下行业务及未来发展上行系统的输人电平。13光节点及光缆干线的设计分配网络路由的设计尽量采用多级星型传输结构既采以光节点后无源人户,每个光节点覆盖小于250户为设用对称性设计。因为多级星型传输结构由中心到用户的分计原则,根据临钢楼房结构及分布情况按照选择路径最短,配过程,正是由各用户上行逐级汇集的过程,只要保证了对组成各链路的原则将本光传输网络设计成星型网络每个称性,上行、下行电平必然一致。这就解决了“汇集均衡”的光接点4芯光纤以便于网络开展增值业务。光发射机采用问题。尽量减少网络接头,少使用分只、分配器件,有接头的1310 nmDFB发射机,根据地域分布计算光链路的损耗,一生地方尽量集中,并加以屏蔽(如加单元集中分配箱),以减少活区选用10mw的光发射机,每个光发射机接七个光节点;网络噪声侵入点,减少汇集干扰,并便于维修、检查。二生活区10mw的光发射机,每个光发射机接四个光节点,下各种户型的设计都必须满足上行电平304b±4db、下行行光收用-1dm左右接收;上行光链路损耗最大3b左右,电平65db±4db所有电缆均采用四屏蔽电缆,用户终端全上向光发模块选用-3dm,上下行光收在-6dm~-8dm部采用带65MHz高通滤波器的双向数据终端盒计算过程略)。每个光接点选用具有四个独立RF输出的15数据业务的设计光工作站链路指标CN≥52db,CO≥62db,CIB≥68b1.5.1对CM网管要求光站选择合适位置使光站各个端口的反向输入电平基本网络设备应提供一种机制,可以使网管软件对整个CM致,以便调试及以后维护系统上的现有设备进行统一的监测、管理,并对各厂家设备14分配网络的设计的事中国煤化工理,逻辑和物理的拓扑以通轴电缆为传输媒质的支线和分配入户网中,正向传图形CNMHG二状态,是否支持以图片输已成熟反向传输则存在着“汇集干扰”和“汇集均衡”等技为背,点。提供如下功能图收稿日期:2005-08-07作者王志刚男42岁工程师6山西电子技术2006年形化友好界面添加、删除CM;支持CM的树型拓扑显示;查缆入网技术条件和测量方法》;CMTs和CM都选用符合寻CM上行下行通道信息;关断激活OM;CPE动态获取 IP DOCSIS.0标准,具有良好升级性能的产品;数据用户盒和地址;CPE静态获取IP地址;CM下CPE流量控制;强制切冷压F头选用优质产品。断CM下QE通信;恢复CM下CPE通信;配置CMIS上下经过招标光设备选用昂纳明达的T1L3100系列光发射行通道参数;图形化监控CM实时状态;CMTs的P接口、备和OMOR000光工作站,电缆选用天屹公司的四屏蔽电CABLE接口流量监测;流量计费数据接口或储存数据;缆,选用上海华新的系列光缆分支分配器及数据用户盒选CMTS远程重启CM功能等。用广东杰士美,CMTS设备选用美国ARSE公司的 Cadent152数据网络业务设计C3CMTS。根据实际情况,在前端配置一台CMS作为HC网络3施工工艺要求置不同的服务器并配置网管系统及计费系统,于 Int31施工要求连接时须设置路由器、防火墙。前端设备安装于标准机柜,美观整洁标识明确,光电缆临钢双向HFC网络为10个上行回传光纤混合成一路从地下管道到架空线路到各个单元整齐美观,所有光站及接上型信号进入一个上行端口,N个上行端口共用一个下行端续盒的安装应整齐化一,所有分支分配器都装于分配箱内,口因此MTS设备的每个上、下行端口应可承载如下网络接地电阻≤4情况:每个上行回传光纤覆盖250个电视用户,以上网户占32屏蔽要求电视户的10%计算,每个光接点所带的数据用户数:250根据行标相应规定和工程实际情况,对各种器材的屏蔽10%=25户,用户同时在线率为60%每个CMIS板卡所带性能要求如下的数据用户数:25×10×4=1000户,用户同时数据请求率电缆:干线电缆应选用无缝铝管电缆,支干线和人户电为10%,每个CMS板卡下同时进行数据请求的数据用户缆应选用寿命长、高性能的四屏蔽电缆,以提供大于100dB数:1000×60%×10%=60户。下行使用64QAM,下行殆的屏蔽能力。宽27Mbit/s,则每个数据用户可以分到的带宽:27M÷60=分支器与分配器:室内分支分配器都应采同1GHz、后盖450Kbit/s,假使上行使用QPK调制,32M频宽,则带爆接式、高屏蔽的分支分配器,其外壳应为一体化设计,保证宽为5Mbit/s,假设用户平均分配在4个上行端口每户可分屏蔽大于100B。得的上行带宽为:(5M×4)÷60=400Kbit/可见上下行电缆接头:室外电缆接头可采用针型头,室内电缆接头带宽都比较合理使用六角型压接式接头,但应注意接头牢固性。决不可以采15.3数据用户终端设备用卡环式接头。应注意施工时使用专用的电缆剥皮器和压对CM的选择除应符合 DOCSIS.0的标准外,应具有线钳规范接头制作工艺,以提供大于90dB的屏蔽能力。易用性和很强的适应性,价格应适当,性能和指标应达到要用户终端盒及连接电缆:用户盒应选用双向高屏蔽的用求;另外对CM中产生的电器噪声,信号通过设备时产生的户盒,以提供大于90dB的屏蔽能力,用户连接电缆也应采用离散偏移、相位偏移等问题都不能忽视。因此应选择低噪声四屏蔽电缆的CM设备,而且相位和频率的稳定度要高不易产生漂移。3.3接头要求产品优质的CM设备应具备在设定的频段内能自动寻找干在传输数字信号时,电缆接头的瞬间断开,接头的老化扰最小的频率点来进行信号的回传并且可根据线路的状况引起的耦合效应等会对系统产生严重影响如接头的松动造来适应调整后的信号的发送速率也就是好的CM应具备自成的瞬间信号中断,如中断频率较高对模拟电视节目传输动调频的功能;另一方面要能调整上行输出信号的电平来没有特别影响但对数字信号传输将产生数据丢失严重影确保传输中最佳的信嗓比。与所连的PC机空闲时能及时响数字信号传输效率甚至会使系统不能工作。应在系统设关断上行信号的载波,这样可以降低系统噪声的汇聚。备选型时考虑相应因素,并尽量避免。接头的回波损耗也应2设备材料选型相应提高,以保障整个系统的回波损耗满足指标要求。下行调幅激光发送机性能参数和光工作站下行光接收34提高上行通道CN应采取措施模块的技术指标应符合GY/1432000《有线电视系统调幅系统输出口(用户终端盒):TV输出口应加65MH高激光发送机和接收机入网技术条件和测量方法》中的有关规通滤波器。系统输出口的屏蔽盒采用一体式结构(压铸),后定;分支分配器应满足GYT173199有线电视系统调用分盖与盒体连接处为锡焊。支器和分配器(5-1000MH)人网技术条件和测量方法》中中国煤化工屏蔽盒采用一体式结所规定的技术要求;光缆应使用G652光纤组成的光缆,所构(压CNMHG用光缆应符合广电总局行业标准GY/30198《有线电视现按头:厘选用压八电瑰头。施工前应对施工人用光缆入网技术条件》;使用电缆应符合广电总局行业标准员进行培训考试合格后方能上岗。用专用工具(压力钳)制GYT135-1998《有线电视系统物理发泡聚乙烯绝缘同轴电作接头。第1期王志刚:双向HFC网络的改造室内电缆用四屏蔽电缆室外电缆用铝管电缆。-5四齐接地良好,主观评价4.5以上,各项指标都符合设计要屏蔽电缆应专门制作。两层屏蔽网分别为72网和112网,求。此次改造完成后的双向HFC网络具有传输电视节目铝箔厚度为10m-15μm(普通国产电缆铝箱厚度为3m~调频广播以及 Internet业务的功能。5m)。参考文献4建设完成后的临钢有线电视网[1]广播电影电视行业标准.有线电视系统及设备标准汇2000年5月通过对临钢有线电视网络的验收认为:临编[M].北京:中国广播电视出版社,1989.4钢有线电视双向HFC网络工程设计先进,施工工艺规范整[2]黄吴明,张万书有线电视网络技术手册[M].北京:电子工业出版社,202.2Innovation of Bidirectional HFC Networkang zhigang(Dept. of Technical Network, CATV of Lingfen Iron and Steel Company, Lingfen Shanti 041000, chinaAbstract: This article introduces the design idea and experiences in innovating process of bi-directional HFC network, the designideas of light pitch point, the optical cable skeleton line and the assignment network. also the items that should be paid attention toin oonstructing period and the experiences for facilities and equipment selecting are describedKey words: collecting equalization; collecting interference; screen(上接第4页)2kHz,最大幅值为10mV的正弦信号和方波信号进行双通道工程单位对信号幅度进行标定。经过实际测试,采样数据除采集,采样频率为441Hz,16位量化,得到的采样数据的时以100后为毫伏单位域波形如图4所示。可见,声卡采集系统采集的数据与实际数据的存储信号一致,达到了预期的效果。输人缓冲区中的采样数据最终保存在Wave文件中wave文件是一种简单的RIFF(资源交互文件格式)块结构文件,其结构如图3所示。用这种格式保存的数据可以非常方便地利用 Matlab等信号处理软件进行分析。1060110011201140116011801200标志符(“RFF数据大小(占4字节)格式类型(“wAVE")波形块格式块标志符("fr")DFORMATEX结构体的大小(占4字节)}格式子块0010201040L06010801100l201140l601801200WAVERORMATEX结构体(占18字节)图4正弦和方波售号的采样波形数据块标志符(“daa”)波形数据大小(占4字节)数据子块结论波形数据本文设计了一种简单的基于声卡的信号采集系统,该方图3波形文件,wv的结构案的主要优点是:硬件和软件的设计简单,开发成本低,灵活225波形输入设备的停止与关闭性好,采样精度高,可用于各种中低频模拟信号的长时间连在关闭录音设备前要先使用 waveIn Get Position函数和续采集还可以同时使用多块声卡组成多通道采集系统因MMME结构来查询设备的录制状态即查询当前缓冲区此具有较大的应用前景。中已录制数据的字节数根据该字节数保存缓冲区中剩余的参考文献段已录制数据。紧接着调用 waveInReset函数停止向波形[1]黄伟伦 MS Windows多媒体程序设计实务与范例输人缓冲区存储数据,并用 wavell Close函数关闭波形输入[M].武汉:华中理工大学出版社,1996设备。最后调用 wavelnUnprepareHeader、 GlobalUnlock和2]王小宁祝轩,闰丽基于 Sound blaster声卡数据采集GlobalFree这三个函数将两个内存缓冲区释放。系统[]电子测量技术,2001,(1):23-243采样实验[3]高建华,李朝友基于PC声卡的生物医学电信号采集采用 Realtek AC’97集成声卡,按照上述方法,对频率为法[冂.生物技术通讯,2003,14(2):131-135A Data Acquisition System Based on Sound CardDong Hua Yi KechuState Key Laboratory of Integrated Services Networks,Xidian中国煤化工yl,Cnin)Abstract: This paper presents a data acquisition system based on souC Gesign of system softwareby use of the low-level waveform-audio API functions in VC++ 6.0 programmimg environment. An example is used to demonstratethe data acquisition performance This system can display the sampling signals in real time and store the data into filesKey words: sound card; data acquisition; low-level waveform-audio API