HFC網(wǎng)絡基礎培訓

1、2021-10-281HFC雙向有線電視系統(tǒng)雙向有線電視系統(tǒng) 基礎培訓 2021-10-282基基 礎礎 知知 識識分貝分貝 噪聲噪聲 概念以及概念以及系系 統(tǒng)統(tǒng) 指指 標標2021-10-283一一 信號的分貝表示法信號的分貝表示法 1 貝爾（貝爾（Bel）：）： 兩個相同性質，不同大小物理量的比值的對數(shù)兩個相同性質，不同大小物理量的比值的對數(shù) Bel=x1/x2 分貝（分貝（dB） ：取貝爾的：取貝爾的1/10為一個單位，為一個單位， 稱為分貝稱為分貝 XdB=10 x1/x22021-10-284 2 電平電平 用分貝為單位表示的電量的比值，用分貝為單位表示的電量的比值，稱為電平值，簡稱

2、電平。稱為電平值，簡稱電平。 相對電平：相對電平： 把系統(tǒng)中任意兩點之間的電平差稱為相對把系統(tǒng)中任意兩點之間的電平差稱為相對 電平，用電平，用“dB”為單位。為單位。 相對電平是兩個電量比值的對數(shù)，具有相相對電平是兩個電量比值的對數(shù)，具有相 對的概念，沒有具體大小的意義。對的概念，沒有具體大小的意義。 比如，用來衡量放大器的放大量，系統(tǒng)的衰比如，用來衡量放大器的放大量，系統(tǒng)的衰 減量等。減量等。2021-10-285 絕對電平：絕對電平： 把系統(tǒng)中考察點與規(guī)定參考點之間的電把系統(tǒng)中考察點與規(guī)定參考點之間的電 平差稱為絕對電平，實質是這兩個電量平差稱為絕對電平，實質是這兩個電量 之間的倍數(shù)關系，

3、用之間的倍數(shù)關系，用“dBXX”為單位。為單位。 絕對電平有表征考察點電量確定大小絕對電平有表征考察點電量確定大小 的意義。的意義。2021-10-286 電平的實際應用電平的實際應用 在我國有線電視系統(tǒng)中，規(guī)定在在我國有線電視系統(tǒng)中，規(guī)定在75負載負載 上，以上，以1V為基準參考電壓，定義電壓電平為基準參考電壓，定義電壓電平,單單 位位“dBV”,讀作分貝微伏：讀作分貝微伏： L（dBV）=20 xV/1V= 20 x 當采用當采用1mV為基準為基準參考參考電壓時，電壓時，絕對電平絕對電平 的的 單位取單位取“dBmV”。 0dBmV = 60dBV2021-10-287 相同的電平變化量代

4、表相同的電壓變化率相同的電平變化量代表相同的電壓變化率 和不同的絕對值。例如，以和不同的絕對值。例如，以80 dBV為中心，考為中心，考 察減少和增加察減少和增加20dB的情況的情況： 60 dBV。 1mV 80 dBV 。 10mV 100 dBV 。 100mV 可見，可見，電平每變化電平每變化20dB，代表代表10倍的電壓變化率倍的電壓變化率。但是，前者但是，前者電壓降低了電壓降低了9mV，后者升高了，后者升高了90mV。 光發(fā)射光發(fā)射/接收機的功率通常采用功率電平單位，接收機的功率通常采用功率電平單位， 在在75負載上負載上以以1mW為參考功率，為參考功率，以為以為dBm單位，單位，

5、 L（dBm）=10 xmW/1mW= 10 x 在有線電視網(wǎng)絡中，特征阻抗在有線電視網(wǎng)絡中，特征阻抗Z都是都是75， 由由 P=U2/Z 可知：可知： 特征阻抗特征阻抗Z是常數(shù)，功率是常數(shù)，功率P的大小僅僅與的大小僅僅與U的高的高 低有關，因此，在網(wǎng)絡的反向通道調試中，常常低有關，因此，在網(wǎng)絡的反向通道調試中，常常 用用“dBmV”來代表驅動功率的大小。來代表驅動功率的大小。二二 噪聲噪聲 1 定義定義 來至系統(tǒng)外部和由系統(tǒng)內部產(chǎn)生的紊來至系統(tǒng)外部和由系統(tǒng)內部產(chǎn)生的紊 亂、亂、 斷續(xù)和隨機的電磁擾動叫斷續(xù)和隨機的電磁擾動叫噪聲噪聲。泛指所有。泛指所有 干擾和破壞傳輸信號的無用信號。干擾和破壞

6、傳輸信號的無用信號。 2 噪聲對噪聲對系統(tǒng)的影響系統(tǒng)的影響 在模擬系統(tǒng)中，表現(xiàn)為圖象背景上的噪波干在模擬系統(tǒng)中，表現(xiàn)為圖象背景上的噪波干 擾，俗稱擾，俗稱“雪花雪花”干擾。干擾。 在數(shù)字系統(tǒng)中，會造成數(shù)據(jù)丟失、誤碼率上在數(shù)字系統(tǒng)中，會造成數(shù)據(jù)丟失、誤碼率上 升。升。2021-10-2810 3 基礎熱噪聲基礎熱噪聲 在系統(tǒng)中，無源器件內部電子的無規(guī)律運動在系統(tǒng)中，無源器件內部電子的無規(guī)律運動 引起的噪聲叫做基礎熱噪聲，其功率為：引起的噪聲叫做基礎熱噪聲，其功率為： PN0=kTBN k 玻爾茲曼常數(shù)玻爾茲曼常數(shù)1.3810-23J/ oK T 器件環(huán)境溫度器件環(huán)境溫度 oK BN 電視圖像噪聲

7、帶寬電視圖像噪聲帶寬 5.75MHZ 在在 PN0=kTBN 式中，式中， k 、BN 都是常數(shù)，都是常數(shù)， PN0僅僅與器件溫度僅僅與器件溫度T有關，有關， 與傳輸信號和其他因素無關。與傳輸信號和其他因素無關。T常常用來表示衛(wèi)常常用來表示衛(wèi) 星接收下變頻器噪聲功率的大小。星接收下變頻器噪聲功率的大小。 在常溫下（在常溫下（293oK）PN0=2.3210-14(W), 以以 電壓為單位電壓為單位,基礎熱噪聲電平基礎熱噪聲電平: PN0(dB) =2.4 dBV 4 載噪比與信噪比載噪比與信噪比 在有線電視傳輸系統(tǒng)中，傳輸?shù)氖窃谟芯€電視傳輸系統(tǒng)中，傳輸?shù)氖荝F載波信載波信 號，定義載波信號功率

8、號，定義載波信號功率C與噪聲功率與噪聲功率N之比取其之比取其 對數(shù)為載噪比：對數(shù)為載噪比： C/NdB =10C/ N 在接收機檢波以后，用信噪比在接收機檢波以后，用信噪比S/NdB表示噪聲表示噪聲 影響的程度，載噪比與信噪比的關系為：影響的程度，載噪比與信噪比的關系為： C/NdB = S/NdB+6.4三三 系統(tǒng)指標系統(tǒng)指標 下行傳輸系統(tǒng)主要技術參數(shù)下行傳輸系統(tǒng)主要技術參數(shù) GY/T106_1999 1 系統(tǒng)出口電平系統(tǒng)出口電平 (dBV) 電視電視6080, 調頻調頻4770 2 系統(tǒng)出口系統(tǒng)出口任意頻道間載波電平差任意頻道間載波電平差 10 dB 系統(tǒng)出口系統(tǒng)出口相鄰頻道間載波電平差相

9、鄰頻道間載波電平差 3 dB 系統(tǒng)出口伴音對圖像系統(tǒng)出口伴音對圖像 -173dB 4 載噪比載噪比 (BN=5.75MHZ) 43 dB 6 載波復合三次差拍比載波復合三次差拍比 (CTB) 54dB 8 載波復合二次差拍比載波復合二次差拍比 (CSO) 54dB 15 系統(tǒng)出口相互隔離度系統(tǒng)出口相互隔離度 30dB(VHF) 22dB(其它其它)2021-10-2814 上行傳輸通道主要技術要求上行傳輸通道主要技術要求 GY/T180-2001 1 標稱系統(tǒng)特性阻抗標稱系統(tǒng)特性阻抗 () 75 2 上行通道頻率范圍上行通道頻率范圍 (MHZ) 565 4 上行傳輸路由增益差上行傳輸路由增益差

10、(任意用戶端口任意用戶端口) 10 dB 6 上行最大過載電平上行最大過載電平 112 dBV 7 載波載波 / 匯集噪聲比匯集噪聲比 (Rb, Rc波段波段) 26dB12 用戶電視端口噪聲抑制能力用戶電視端口噪聲抑制能力 40dB 2021-10-2815概概 述述HFC有線電視系統(tǒng)的有線電視系統(tǒng)的傳輸模式及基本拓撲結構傳輸模式及基本拓撲結構2021-10-2816一一 有線電視系統(tǒng)的有線電視系統(tǒng)的雙向傳輸雙向傳輸模式模式 1 1 總體總體頻率配置頻率配置頻率分割方式頻率分割方式有線電視雙向傳輸系統(tǒng)對上、下行信號采用中有線電視雙向傳輸系統(tǒng)對上、下行信號采用中分割方式進行頻率配置。分割方式進

11、行頻率配置。根據(jù)傳輸內容的不同，采用不同的上行頻帶和根據(jù)傳輸內容的不同，采用不同的上行頻帶和下行頻帶，在中間設置過渡頻帶（既不傳上行，下行頻帶，在中間設置過渡頻帶（既不傳上行，又不傳下行信號的空閑頻帶），以減小由于濾又不傳下行信號的空閑頻帶），以減小由于濾波器特性不陡峭而造成的頻帶交叉影響。波器特性不陡峭而造成的頻帶交叉影響。2021-10-28175 65 87 108 550 861MHz 中分割方式頻譜圖上行數(shù)據(jù)FM111模 擬 電 視數(shù)據(jù)、數(shù)字電視過渡帶電平頻率2021-10-28182 2 光纜傳輸干線光纜傳輸干線空間分割方式空間分割方式 空間分割雙向傳輸方式是采用不同的線空間分割雙

12、向傳輸方式是采用不同的線路分別傳輸上、下行信號。路分別傳輸上、下行信號。 特點：是兩個單向傳輸系統(tǒng)的組合，成特點：是兩個單向傳輸系統(tǒng)的組合，成本高，技術簡單，上下行信號間不存在本高，技術簡單，上下行信號間不存在干擾問題。干擾問題。2021-10-2819 3 3 重慶廣播電視網(wǎng)絡傳輸公司網(wǎng)絡傳輸模式重慶廣播電視網(wǎng)絡傳輸公司網(wǎng)絡傳輸模式 以光纖以光纖- -同軸電纜混合網(wǎng)（同軸電纜混合網(wǎng)（HFCHFC）為基本物理）為基本物理 鏈路，以頻分方式為總體框架、以空分方式的鏈路，以頻分方式為總體框架、以空分方式的 光纜干線的混合傳輸模式。光纜干線的混合傳輸模式。2021-10-2820二二 有線電視系統(tǒng)的

13、有線電視系統(tǒng)的基本拓撲結構基本拓撲結構 雙向有線電視系統(tǒng)常由：雙向有線電視系統(tǒng)常由： 環(huán)形、星形和樹枝形三種拓撲結構組成。環(huán)形、星形和樹枝形三種拓撲結構組成。 1 1 環(huán)形結構環(huán)形結構 常見于城域大型光纜干線網(wǎng)絡，在總前端與各分常見于城域大型光纜干線網(wǎng)絡，在總前端與各分 前端之間形成雙向閉合環(huán)路，具有自愈功能和有較高前端之間形成雙向閉合環(huán)路，具有自愈功能和有較高 的可靠性。的可靠性。 2021-10-2821總前端分前端分前端分前端光節(jié)點環(huán)形結構示意圖分前端2021-10-2822 2 2 星形結構星形結構 由由總前端總前端星形引出一級光干線獨立到達星形引出一級光干線獨立到達分前端分前端，各，

14、各分前端分前端再星形引出二級光干線再星形引出二級光干線過電纜分配網(wǎng)到用戶。過電纜分配網(wǎng)到用戶。 星形結構中間環(huán)節(jié)少，故障少且空間分星形結構中間環(huán)節(jié)少，故障少且空間分布集中，結構噪聲低且便于進行布集中，結構噪聲低且便于進行“匯聚均匯聚均衡衡”。 大型網(wǎng)通常采用與環(huán)形結構組成星大型網(wǎng)通常采用與環(huán)形結構組成星- -環(huán)環(huán)形結構，通過自愈功能提高可靠性。形結構，通過自愈功能提高可靠性。2021-10-2823光節(jié)點星形結構示意圖星形結構示意圖分前端分前端分前端分前端總前端分前端2021-10-2824 樹形結構是傳統(tǒng)的網(wǎng)絡樹形結構是傳統(tǒng)的網(wǎng)絡 形形式，具有用料省、成本低的式，具有用料省、成本低的優(yōu)點。優(yōu)

15、點。 但中間環(huán)節(jié)多，接頭多、但中間環(huán)節(jié)多，接頭多、可靠性差，除結構噪聲重外，可靠性差，除結構噪聲重外，還會因還會因“漏斗效應漏斗效應”造成噪造成噪聲匯聚。聲匯聚。3 3 樹形結構樹形結構：2021-10-2825樹形結構示意圖2021-10-2826 4 4 重慶廣電網(wǎng)絡傳輸公司網(wǎng)絡的拓撲結構重慶廣電網(wǎng)絡傳輸公司網(wǎng)絡的拓撲結構 以總前端以總前端分前端、分前端分前端、分前端光節(jié)點的光節(jié)點的 兩級星形光纜干線、以光節(jié)點為中心兩級星形光纜干線、以光節(jié)點為中心 用戶端的星用戶端的星- -樹形分配網(wǎng)的復合拓撲結構。樹形分配網(wǎng)的復合拓撲結構。2021-10-2827第一節(jié)第一節(jié) 電電 纜纜 傳傳 輸輸 系

16、系 統(tǒng)統(tǒng)（有、無源器件）（有、無源器件）P53 2021-10-2828一一 射頻同軸電纜射頻同軸電纜 1 結構結構 由內導體、絕緣體、外導體、護套由內導體、絕緣體、外導體、護套 組成組成內導體內導體 絕緣體絕緣體 外導體外導體 護套護套2021-10-28292 型號a 型號見教材 P54 圖 5-2 同軸電纜 型號編制方法 表 5-1電纜名稱代號含義2021-10-2830 3 性能參數(shù)性能參數(shù)（1） 特性阻抗特性阻抗 ： Za 定義定義 在電纜終端匹配的條件下，電纜上任意點在電纜終端匹配的條件下，電纜上任意點 電壓與電流的向量之比，稱為特性阻抗電壓與電流的向量之比，稱為特性阻抗 Z 與電

17、纜的內外導體、絕緣體的直徑、物理形狀有與電纜的內外導體、絕緣體的直徑、物理形狀有。 關與絕緣體的介電常數(shù)有關。關與絕緣體的介電常數(shù)有關。75CLZ2021-10-2831b 等效原理圖等效原理圖R0 L0G0G0C0C0外導體外導體內導體內導體絕緣體絕緣體 導體中存在著電阻導體中存在著電阻R0，電感電感L0。 平行導體間加上電場，存在著電容平行導體間加上電場，存在著電容C0和電導和電導G0 電纜是一種分布電纜是一種分布 參數(shù)器件。參數(shù)器件。 L0與導體的形狀有關。與導體的形狀有關。 C0與內外導體的形狀、距離與內外導體的形狀、距離 以及絕緣體的介電常數(shù)以及絕緣體的介電常數(shù) 有關。有關。2021

18、-10-2832（2） 衰減常數(shù)：衰減常數(shù)： a 定義定義 在在20攝氏度溫度下，攝氏度溫度下， 每每100m長度電纜對信長度電纜對信 號衰減的分貝數(shù)，稱為電纜的衰減常數(shù)。號衰減的分貝數(shù)，稱為電纜的衰減常數(shù)。oxoxff b 衰減常數(shù)衰減常數(shù) ax ： 其中：其中： ax 為近似值，以為近似值，以 fx 靠近靠近 fo 為好。為好。 ao 為電纜在為電纜在 fo 處的衰處的衰 減值減值 衰減常數(shù)與頻率比的平方根成正比。衰減常數(shù)與頻率比的平方根成正比。2021-10-2833 （3）溫度系數(shù)）溫度系數(shù) 定義定義 溫度每變化溫度每變化1攝氏度，電纜衰減常數(shù)變化的百分攝氏度，電纜衰減常數(shù)變化的百分

19、數(shù)叫做溫度系數(shù)。數(shù)叫做溫度系數(shù)。 若若 溫度系數(shù)溫度系數(shù)=0.2 表示溫度每升高（降低）表示溫度每升高（降低）1攝氏度，攝氏度， 電纜的衰減值在原值上增加（減少）電纜的衰減值在原值上增加（減少）0.2%。 例如例如 某種電纜的衰減值為某種電纜的衰減值為6dB，溫度系數(shù)，溫度系數(shù)=0.2 ，在，在 30攝氏度時，電纜的衰減值為：攝氏度時，電纜的衰減值為： 6+6x0.002x10=6.12dB。2021-10-2834（4） 屏蔽特性屏蔽特性 天線的接收與發(fā)射的互易性天線的接收與發(fā)射的互易性 性能差的電纜等效為性能差的電纜等效為 一根一根 天線天線 ，損失信號，引入干擾。，損失信號，引入干擾。

20、a 屏蔽效果屏蔽效果 鋁管、鋁管、 雙重鋁塑帶加編織網(wǎng)雙重鋁塑帶加編織網(wǎng) 效果好。效果好。 鋁皮、鋁皮、 鋁塑帶加編織網(wǎng)鋁塑帶加編織網(wǎng) 效果差。效果差。 導體的趨膚效應，使電纜對導體的趨膚效應，使電纜對65MHz以下的干擾以下的干擾 屏蔽效果變差。屏蔽效果變差。 b 屏蔽系數(shù)屏蔽系數(shù) （50MHz以下）以下） 雙重復合鋁塑帶加編織網(wǎng)型雙重復合鋁塑帶加編織網(wǎng)型 85dB85dB 鋁管型鋁管型 100dB100dB2021-10-2835 （6） 最小彎曲半徑最小彎曲半徑 定義定義 10倍于電纜倍于電纜外徑外徑 d 的的 彎曲半徑彎曲半徑R為最小為最小彎曲半徑。彎曲半徑。 (a) 豎直安裝線卡間距

21、豎直安裝線卡間距： 0.5m (b) 水平安裝線卡間距水平安裝線卡間距： 0.3m0.4m (c) 架空安裝掛鉤（扎線）間距架空安裝掛鉤（扎線）間距： 0.5m0.6mdR （5） 直流回路電阻直流回路電阻 以直流代交流以直流代交流 內外導體構成回路內外導體構成回路2021-10-2836自從美國貝爾實驗室自從美國貝爾實驗室1929年發(fā)明同軸電纜以來，已經(jīng)過年發(fā)明同軸電纜以來，已經(jīng)過了數(shù)十年歷史。在這期間，同軸電纜通過了多次改進。了數(shù)十年歷史。在這期間，同軸電纜通過了多次改進。第一代電纜采用實芯材料作為填充介質，由于它對高頻第一代電纜采用實芯材料作為填充介質，由于它對高頻衰減大，現(xiàn)在通常主要把

22、它用于傳輸視頻信號。后來人衰減大，現(xiàn)在通常主要把它用于傳輸視頻信號。后來人們把聚乙烯采用化學方法發(fā)泡作為填充介質。其發(fā)泡度們把聚乙烯采用化學方法發(fā)泡作為填充介質。其發(fā)泡度可達可達30%，高頻傳輸特性有所提高。我們把這稱為第二，高頻傳輸特性有所提高。我們把這稱為第二代電纜。代電纜。80年代，第三代縱孔藕芯電纜出現(xiàn)，它的高頻年代，第三代縱孔藕芯電纜出現(xiàn)，它的高頻衰減達到目前新型電纜的水平。但化學發(fā)泡電纜和縱孔衰減達到目前新型電纜的水平。但化學發(fā)泡電纜和縱孔藕芯電纜的防潮特性都不好。藕芯電纜的防潮特性都不好。90年代初，市場推出了物年代初，市場推出了物理發(fā)泡電纜和竹節(jié)電纜。我們稱為第四代電纜。竹節(jié)電

23、理發(fā)泡電纜和竹節(jié)電纜。我們稱為第四代電纜。竹節(jié)電纜雖然能防潮和高頻損耗低，但介質具有不均勻性，在纜雖然能防潮和高頻損耗低，但介質具有不均勻性，在高頻有反射點。后來無人使用。物理發(fā)泡電纜的發(fā)泡度高頻有反射點。后來無人使用。物理發(fā)泡電纜的發(fā)泡度可達可達80%。介質主要成分是氮氣，氣泡之間是相互隔離。介質主要成分是氮氣，氣泡之間是相互隔離的。因此，它具有防潮和低損耗的特點，是目前綜合特的。因此，它具有防潮和低損耗的特點，是目前綜合特性最好的同軸電纜性最好的同軸電纜2021-10-2837 集膚效應 當交流電流流通過內導體時，在導體周圍產(chǎn)生交變的磁場。該磁場會使內導體（銅芯）內部生成新的感應電流（渦流

24、），該渦流的電流方向與內導體(銅芯）中心的信號電流方向相反。銅芯內部的信號電流被反向渦流抵消，即在銅芯內部沒有信號電流通過，但感應電流與導體（銅芯）表面的信號電流方向相同。即信號只流經(jīng)銅芯的外表面。這種電流只通過導體表面的現(xiàn)象就叫集膚效應。集膚效應使導體的有效電阻明顯增加，流經(jīng)銅芯的電流減小，但隨信號頻率的增高有效電阻不斷增加這是因為導體內部的渦流能量來自于信號導體內部的渦流能量來自于信號源本身，渦流在導體中流動，最終變成熱被耗散掉。頻率源本身，渦流在導體中流動，最終變成熱被耗散掉。頻率越高渦流越大，趨膚越嚴重，導體的有效電阻越大，而傳越高渦流越大，趨膚越嚴重，導體的有效電阻越大，而傳輸信號損

25、耗也就越大，這就是同軸電纜傳輸信號的頻率越輸信號損耗也就越大，這就是同軸電纜傳輸信號的頻率越高損耗越大的主要原因高損耗越大的主要原因，這種集膚效應就越加明顯。即電纜的低頻損耗小而高頻損耗大。2021-10-2838影響電纜損耗六因素：影響電纜損耗六因素： 介質、頻率、直徑、介質、頻率、直徑、長度、溫度、老化長度、溫度、老化2021-10-2839二二 常常 用用 無無 源源 器器 件件 2021-10-28401 分配器 是用來平均分配系統(tǒng)信號的器件（1） 分配損耗分配損耗 L Ls s 定義定義 在冗余端口阻抗匹配在冗余端口阻抗匹配 的條件下，輸入端與輸出端之的條件下，輸入端與輸出端之 間的

26、傳輸信號之差叫分配損耗間的傳輸信號之差叫分配損耗 。方向可逆。方向可逆。 利用分配損耗利用分配損耗 L Ls s方向可逆性，可反過來將方向可逆性，可反過來將 它作為多路信號混合器用。它作為多路信號混合器用。分配損耗分配損耗INOUT OUT 2021-10-2841 （2） 相互隔離相互隔離 定義定義 在冗余端口阻抗匹配在冗余端口阻抗匹配的條件下，由輸出端注入的信的條件下，由輸出端注入的信號與其他任意輸出端測得之信號與其他任意輸出端測得之信號差叫相互隔離號差叫相互隔離 。INOUT OUT 相互隔離相互隔離 相互隔離表征分配器各輸出端之間的相互相互隔離表征分配器各輸出端之間的相互影響，其值越大

27、，相互影響越小。鄰頻傳輸影響，其值越大，相互影響越小。鄰頻傳輸要求達到要求達到3030分貝以上。分貝以上。2021-10-2842（3）反射反射損耗損耗 定義定義為為入射波與反射波電壓之比的分貝值。表征分入射波與反射波電壓之比的分貝值。表征分配器端口與其聯(lián)接器件的阻抗匹配程度。要求配器端口與其聯(lián)接器件的阻抗匹配程度。要求14dB14dB（4 4）阻抗）阻抗 分配器的輸入（出）阻抗定義為輸入（出）端電壓分配器的輸入（出）阻抗定義為輸入（出）端電壓與電流之比，是與電流之比，是75。 分配器的冗余分配器的冗余端口要加端口要加75負載給予負載給予匹配。匹配。（5）屏蔽衰減）屏蔽衰減 行業(yè)標準規(guī)定：在雙

28、向網(wǎng)絡中行業(yè)標準規(guī)定：在雙向網(wǎng)絡中100dB100dB2021-10-2843 B1B2INOUT1OUT2L1L2L3R （6） 內部結構內部結構: : 由兩個繞在雙孔磁芯上帶抽頭由兩個繞在雙孔磁芯上帶抽頭的線圈的線圈B1B1、B2B2組成。組成。CL42021-10-28442 分支器分支器 分支器是從網(wǎng)絡中獲取部分信號的無源器件分支器是從網(wǎng)絡中獲取部分信號的無源器件INOUTBRB1B2R分分 支支 器器 原原 理理 圖圖GND2021-10-2845INOUT插入損耗插入損耗分支器損耗示意圖分支器損耗示意圖分支損耗分支損耗BRBR（1）插入損耗和）插入損耗和分支損耗分支損耗 插入損耗插

29、入損耗被定義為主入端被定義為主入端與主出端的電平之差。與主出端的電平之差。 與分支端口數(shù)成正比，與與分支端口數(shù)成正比，與分支損耗成反比。分支損耗成反比。方向可逆。方向可逆。 分支損耗分支損耗被被定義為主入端定義為主入端與分支端的電平之差。與分支端的電平之差。方向方向可逆?？赡?。2021-10-2846 （2） 相互隔離相互隔離 被定義為由分支口注入的信號被定義為由分支口注入的信號 與其它分支口的測得信號之差。與其它分支口的測得信號之差。 用來衡量分支口之間的相互影響用來衡量分支口之間的相互影響 的程度。的程度。方向可逆。方向可逆。 （3） 反向隔離反向隔離 被定義為由分支口注入的信號與輸出口的

30、測信號之被定義為由分支口注入的信號與輸出口的測信號之 差。差。方向可逆。方向可逆。用來衡量分支口與下級鏈路之間的相用來衡量分支口與下級鏈路之間的相 互影響的程度。因此分支器是一種定向藕合器?；ビ绊懙某潭?。因此分支器是一種定向藕合器。INOUTBRBR相互隔離相互隔離反向隔離反向隔離分支器隔離示意圖分支器隔離示意圖2021-10-2847（4）屏蔽衰減屏蔽衰減 行業(yè)標準規(guī)定：在雙向網(wǎng)絡中行業(yè)標準規(guī)定：在雙向網(wǎng)絡中100dB100dB （5） 分支器與分配器的區(qū)分分支器與分配器的區(qū)分 分支器分支器只有一個輸出口（只有一個輸出口（OUT），至少有一個分支口），至少有一個分支口(BR)。 分配器分配器

31、至少有二個輸出口（至少有二個輸出口（OUT），沒有分支口），沒有分支口(BR)。 分支器分支器的輸出口（的輸出口（OUT）與輸入口（）與輸入口（IN）不能顛倒。）不能顛倒。 分配器分配器的輸出口（的輸出口（OUT）與輸入口（）與輸入口（IN）可以顛倒作混合器用）可以顛倒作混合器用2021-10-28483 衰減器衰減器 有固定式與可調式，內置式與外置式之分。公司有固定式與可調式，內置式與外置式之分。公司 主要使用內置式，并以內置固定插片式為主，內置主要使用內置式，并以內置固定插片式為主，內置 可調式為輔?？烧{式為輔。 4 均衡器均衡器 均衡器是用來補償電纜衰減傾斜特性的器件。均衡器是用來補償電

32、纜衰減傾斜特性的器件。有固定式與可調式，內置式與外置式之分。公司以有固定式與可調式，內置式與外置式之分。公司以使用內置式為主。使用內置式為主。衰減衰減頻率頻率電纜衰減傾斜特性電纜衰減傾斜特性均衡器衰減傾斜特性均衡器衰減傾斜特性矯正后的幅頻特性矯正后的幅頻特性FLFH插損插損均均 衡衡 量量5 系統(tǒng)輸出口系統(tǒng)輸出口 系統(tǒng)輸出口也叫用戶盒，有系統(tǒng)輸出口也叫用戶盒，有單孔、多孔之分，明裝與暗裝單孔、多孔之分，明裝與暗裝之分。之分。 插入損耗插入損耗2.5 dB 2.5 dB (TV(TV口口) ) 反射損耗反射損耗14dB14dB 相互隔離相互隔離26dB26dB (TV(TV口對口對FMFM口口)

33、 ) 屏蔽衰減屏蔽衰減90dB90dB三三 放大器放大器 放大器是系統(tǒng)中使用量最大的有源器件放大器是系統(tǒng)中使用量最大的有源器件 ，也是系統(tǒng)中故障率最高的有源器件。，也是系統(tǒng)中故障率最高的有源器件。 隨著電纜傳輸級數(shù)減少隨著電纜傳輸級數(shù)減少,主城區(qū)可以逐漸主城區(qū)可以逐漸 淡化干放、支干放和棟放的概念。主城區(qū)不淡化干放、支干放和棟放的概念。主城區(qū)不 使用帶使用帶AGC 、ALC、 ASC的放大器的放大器。 2021-10-28521 1放大器的典型方框圖放大器的典型方框圖HLHL下行入測試口下行入測試口-20dB前置衰減前置衰減 前置均衡前置均衡G1級間衰減級間衰減 級間均衡級間均衡G2下行出測試

34、口下行出測試口-20dB上行出測試口上行出測試口-20dB輸出均衡輸出均衡 輸出衰減輸出衰減 G3上行輸入衰減上行輸入衰減上行入測試口上行入測試口上行注入口上行注入口開開 關關電電 源源+24 /DC ( (以愛美克以愛美克LEK-2I8/32-65/85LEK-2I8/32-65/85為例）為例）2 2 工作原理工作原理 a 前置級，采用插片式衰減和均衡，處理輸入信號。前置級，采用插片式衰減和均衡，處理輸入信號。 采用推挽型模塊工作在平坦輸出狀態(tài)。采用推挽型模塊工作在平坦輸出狀態(tài)。 b 輸出級，采用內置衰減和均衡，處理輸出級，采用內置衰減和均衡，處理G2輸入信號，輸入信號， 用一個功率倍增型

35、模塊用一個功率倍增型模塊G2作功率放大，輸出電平高，作功率放大，輸出電平高， 工作在傾斜輸出狀態(tài)。工作在傾斜輸出狀態(tài)。-20dB前置衰減前置衰減 前置均衡前置均衡G1G2-20dB下行入測試口下行入測試口下行出測試口下行出測試口級間衰減級間衰減 級間均衡級間均衡下行通道：下行通道：上行通道：上行通道： 在在G3模塊上行輸入端設測試信號注入口供調試時注模塊上行輸入端設測試信號注入口供調試時注 入入 測試信號；為提高上行載噪比，測試信號；為提高上行載噪比，輸入輸入衰減器的值可衰減器的值可 以設定為零；上行輸入端測試口用來測試輸入信號；以設定為零；上行輸入端測試口用來測試輸入信號； G3模塊放大上行

36、信號。模塊放大上行信號。 輸出端的插片式衰減和均衡，能夠方便地進行輸出端的插片式衰減和均衡，能夠方便地進行匯聚均匯聚均 衡的調試。衡的調試。上行輸出端測試口供調試輸出信號監(jiān)測用。上行輸出端測試口供調試輸出信號監(jiān)測用。上行出測試口上行出測試口上行入測試口上行入測試口測試注入口測試注入口G3輸出均衡輸出均衡 輸出衰減輸出衰減 上行輸入衰減上行輸入衰減2021-10-28573 其他特點其他特點 最小增益最小增益： 上行上行32dB 下行下行20dB 采用內供電方式采用內供電方式： 35V90V供電，提高了可靠性；供電，提高了可靠性； 有利于防雷。有利于防雷。 主板插損主板插損： 下行插損下行插損=

37、G1+G2最小增益最小增益 =22+18 32 =8 上行插損上行插損=G3 最小增益最小增益 =24 20 =42021-10-2858第二節(jié)第二節(jié)電纜傳輸網(wǎng)絡的電纜傳輸網(wǎng)絡的設設 計計 與與 調調 試試一一 電纜傳輸網(wǎng)絡的原理電纜傳輸網(wǎng)絡的原理1 方框圖方框圖經(jīng)棟放入戶經(jīng)棟放入戶過光節(jié)點直接入戶過光節(jié)點直接入戶過光節(jié)點經(jīng)延放、棟放入戶過光節(jié)點經(jīng)延放、棟放入戶光節(jié)點光節(jié)點2 傳輸系統(tǒng)的載噪比傳輸系統(tǒng)的載噪比 C/N(dB) （1）定義）定義 系統(tǒng)中信號系統(tǒng)中信號S的載波功率與的載波功率與噪聲噪聲N的功率的功率 之比為載噪比。之比為載噪比。 C 代表信號代表信號S的載波功率的載波功率 N 代表

38、系統(tǒng)中的噪聲功率，是包代表系統(tǒng)中的噪聲功率，是包括基礎熱噪聲、括基礎熱噪聲、 放大器噪聲系數(shù)放大器噪聲系數(shù)F、級聯(lián)數(shù)級聯(lián)數(shù)n的的10倍對數(shù)等項之和。倍對數(shù)等項之和。 根據(jù)載噪比的定義：根據(jù)載噪比的定義： C/N(dB) =Si _（2.4 + F） = Si _ 2.4 _ F 即為單級放大器系統(tǒng)的載噪比即為單級放大器系統(tǒng)的載噪比 。 單個放大器的載噪比單個放大器的載噪比基礎熱噪聲基礎熱噪聲噪聲系數(shù)噪聲系數(shù)F 信號信號S級聯(lián)數(shù)級聯(lián)數(shù)n電平電平L載噪比載噪比12021-10-2861（2）多級相同放大器級聯(lián)的載）多級相同放大器級聯(lián)的載噪比：噪比： C/N(dB) = Si F 2.4 10 lg

39、n 多級相同放大器級聯(lián)多級相同放大器級聯(lián)系統(tǒng)噪系統(tǒng)噪 聲聲按按10lgn的規(guī)律隨級聯(lián)數(shù)的規(guī)律隨級聯(lián)數(shù)n的的 增大逐級增大逐級上升上升。 系統(tǒng)的載噪比系統(tǒng)的載噪比隨級聯(lián)數(shù)隨級聯(lián)數(shù)n增增 大大按按10lgn的規(guī)律逐級的規(guī)律逐級下降下降。2.4FSi級聯(lián)數(shù)級聯(lián)數(shù)n電平電平L載噪比載噪比1 2 3 410lgn2021-10-2862 例例1：按照每按照每2000戶一個光節(jié)點的規(guī)劃，分配系統(tǒng)保留戶一個光節(jié)點的規(guī)劃，分配系統(tǒng)保留 三臺下行放大器級聯(lián)，采用愛美克一類的放大器，三臺下行放大器級聯(lián)，采用愛美克一類的放大器， 凈輸入電平凈輸入電平Si=70dB，噪聲系數(shù)，噪聲系數(shù)F=10。 求：求：分配系統(tǒng)的下

40、行載噪比分配系統(tǒng)的下行載噪比C/N(dB) 解：解：根據(jù)載噪比的定義及題意根據(jù)載噪比的定義及題意 C/N(dB) = Si-F-2.4-10 lgn = 70-10-2.4-10 * 0.477 = 52.8(dB)3 電纜傳輸系統(tǒng)的載波組合三次差拍比電纜傳輸系統(tǒng)的載波組合三次差拍比 C/CTB 定義定義在系統(tǒng)的指定點，圖象載波電壓在系統(tǒng)的指定點，圖象載波電壓C與圍繞在與圍繞在 圖象載波中心附近群集的組合三次差拍產(chǎn)物的峰值圖象載波中心附近群集的組合三次差拍產(chǎn)物的峰值 電壓之比為載波組合三次差拍比。電壓之比為載波組合三次差拍比。 (1)(1) 一般計算公式一般計算公式: : C/CTB=CTB+

41、2(SC/CTB=CTB+2(Somax omax S So o) ) 15 lg(N 15 lg(N 1) 1) 20lgn 20lgn 式中：式中：CTBCTB放大器在輸出為放大器在輸出為S S(omax)(omax)時的測試值時的測試值 N N系統(tǒng)傳輸?shù)念l道數(shù)系統(tǒng)傳輸?shù)念l道數(shù) n n放大器級聯(lián)數(shù)放大器級聯(lián)數(shù)2021-10-2864 (2) (2) 組合三次差拍產(chǎn)物組合三次差拍產(chǎn)物(CTB)(CTB)的特點的特點 以群集的方式以群集的方式, ,圍繞在圖象載波中心附近。圍繞在圖象載波中心附近。 (3) (3) 組合三次差拍比組合三次差拍比(C/CTB)(C/CTB)的變化規(guī)律的變化規(guī)律 系統(tǒng)

42、的系統(tǒng)的C/CTBC/CTB指標與系統(tǒng)傳輸?shù)念l道數(shù)指標與系統(tǒng)傳輸?shù)念l道數(shù)N,N,放大器放大器 級聯(lián)數(shù)級聯(lián)數(shù)n n成反比。有源器件的輸出電平每升高成反比。有源器件的輸出電平每升高1dB , 1dB , C/CTB C/CTB指標降低指標降低2dB2dB。 4 系統(tǒng)中放大器的工作電平范圍系統(tǒng)中放大器的工作電平范圍 為了確保系統(tǒng)的指標，比較公式：為了確保系統(tǒng)的指標，比較公式： C/N (dB)=Si F 2.4 10 lgn 和和 C/CTB=CTB + 2(SC/CTB=CTB + 2(Sot ot S So o) ) 20lgn 20lgn 可知：可知： C/N 要求放大器有較高的輸入電平。要求

43、放大器有較高的輸入電平。 C/CTB 要求放大器有較低的輸出電平。要求放大器有較低的輸出電平。 所以，最低輸入電平所以，最低輸入電平S(imin)受的受的C/N制約、最高輸出電制約、最高輸出電 平平 S(omax)受受C/CTB的制約。的制約。 放大器的最低輸入電平放大器的最低輸入電平 Simin 由由 ： C/N(dB) = Si F 2.4 10 lgn導出：導出： Si = C/N (dB) + F + 2.4 + 10 lgn 將式中的將式中的C/N(dB)換為分配給換為分配給電纜網(wǎng)絡的電纜網(wǎng)絡的C/Nb時，得到最低時，得到最低輸入電平輸入電平 : Simin= C/Nb + F +

44、2.4 + 10 lgn2.4F級級聯(lián)數(shù)聯(lián)數(shù)n電平電平L載噪比載噪比10lgnSimin 放大器的最低輸出電平放大器的最低輸出電平Somin 由由: Somin=Simin+ G 得得:Somin= C/Nb + F + 2.4 + 10 lgn+G 此式確定在滿足指標此式確定在滿足指標C/Nb要要求時求時 放大器的最低輸出電平放大器的最低輸出電平 所以，當系統(tǒng)指標和放大器所以，當系統(tǒng)指標和放大器確定以后，確定以后，C/Nb 、F、G都是常都是常數(shù)。數(shù)。Simin Somin 隨級數(shù)隨級數(shù)n的增大的增大按照按照10n的的 規(guī)律逐級上升。規(guī)律逐級上升。1 2 3 42.4F級級聯(lián)數(shù)聯(lián)數(shù)n電平電平

45、L載噪比載噪比10lgnGSominSimin 放大器的最高輸出電平放大器的最高輸出電平 Somax級聯(lián)數(shù)級聯(lián)數(shù)n1 2 3 4電平電平LSomaxSomax = S= S0t 0t1/2 (1/2 (C/CTBb CTB CTBt t )10lgn)10lgn 由由 ： C/CTB=CTB+2(SC/CTB=CTB+2(Sot-S -So o)-20lgn)-20lgn 導出：導出： S So=S=Sot1/2 (C/CTB1/2 (C/CTBCTBCTB )-10lgn)-10lgn 將式中的將式中的C/CTB取為分配給電纜取為分配給電纜網(wǎng)絡的網(wǎng)絡的C/CTBb時，則：時，則： S S(

46、(omax) =S=Sot1/2 (1/2 (C/CTBbCTB)-10CTB)-10n n 所以，當系統(tǒng)指標和放大器確定以后，所以，當系統(tǒng)指標和放大器確定以后， S Sot 、CTBCTB 、C/CTBb都是常數(shù)。都是常數(shù)。 S S( (omax)隨級數(shù)隨級數(shù) n的增大按照的增大按照10 lgn的的 規(guī)規(guī)律逐級下降。律逐級下降。 “v” 型曲線型曲線 將直線：將直線： Somin= C/Nb +F+2.4 +G + 10lgn 和和 S Somax =S=Sot1/2 ( 1/2 ( C/CTBb CTB CTB )-10lgn)-10lgn 畫在同一個坐標圖形中，就得到經(jīng)典的畫在同一個坐標

47、圖形中，就得到經(jīng)典的“V”型曲線。型曲線。 Somin= C/Nb + F + 2.4 + 10 lgn+GS Somax = S= Sot 1/2 ( 1/2 ( C/CTBb CTB CTB ) ) 10lgn 10lgnSimin= C/Nb + F + 2.4 + 10 lgn0G2.4 FC/NbS SoL Ln n Somin= C/Nb + F + 2.4 + 10 lgn+GS Somax = S= Sot 1/2 ( 1/2 ( C/CTBb CTB CTB ) ) 10lgn 10lgnSimin= C/Nb + F + 2.4 + 10 lgn0G2.4 FC/NbS S

48、oL Ln n 兩直線的交點兩直線的交點S Somax Somin= 0 所對應的電平即為系統(tǒng)所有放所對應的電平即為系統(tǒng)所有放大器的工作電平。大器的工作電平。 兩直線的交點所對應的級數(shù)兩直線的交點所對應的級數(shù)n n即放大器沒有工作電平余量的最即放大器沒有工作電平余量的最大級數(shù)大級數(shù)n nm m。n nm mS Somax Somin=0L L 由圖可知：取級數(shù)由圖可知：取級數(shù)ninm時時, S Somax Somin = 0 就是系統(tǒng)的動態(tài)范圍就是系統(tǒng)的動態(tài)范圍 放大器工作在范圍放大器工作在范圍 So 1/2 之間之間S So = 100 2SominS Somax100=S SomaxSom

49、in n nn nm mn ni i2021-10-2872二二 單位增益與單位增益與“零零”分貝增益分貝增益 1 關于關于增益增益與與損耗損耗 增益增益把事件（傳輸）過程的末狀態(tài)對初狀態(tài)把事件（傳輸）過程的末狀態(tài)對初狀態(tài) 進行比較得到的結果。進行比較得到的結果。 損耗損耗把事件（傳輸）過程的初狀態(tài)對末狀態(tài)把事件（傳輸）過程的初狀態(tài)對末狀態(tài) 進行比較得到的結果。進行比較得到的結果。 二者絕對值相等，參考方向正好相反。二者絕對值相等，參考方向正好相反。2021-10-28732 單位增益單位增益把把末狀態(tài)電壓末狀態(tài)電壓與與初狀態(tài)電壓初狀態(tài)電壓之比等于之比等于1 的增益稱為的增益稱為單位增益單位增

50、益。 即：即：G=Vo / Vi =1 相應的參考點稱為單位增益點。相應的參考點稱為單位增益點。3 “零零”分貝增益分貝增益用用對數(shù)表示對數(shù)表示的的單位增益，即為單位增益，即為“零零” 分貝增益。分貝增益。 G（dB ）= 20 *lgG = 20 * lg1 =0三三 電纜傳輸網(wǎng)絡的單位增益電纜傳輸網(wǎng)絡的單位增益點點 1 根據(jù)根據(jù)“V”曲線曲線,下行各級放大器的輸出電平全為下行各級放大器的輸出電平全為 So。 也就確定了下行通道的單位增益原則和定義了也就確定了下行通道的單位增益原則和定義了 放大器的輸出口即放大器的輸出口即 為單位增益點。為單位增益點。SoSoSoAtAtAt單位增益點單位增

51、益點單位增益點單位增益點單位增益點單位增益點2021-10-2875SoSoSoAtAtAt單位增益點單位增益點單位增益點 操作時，通過調整本級輸入衰減器操作時，通過調整本級輸入衰減器At，來控制來控制 本級本級輸出電平，使鏈路中各個放大器輸出電平都等于輸出電平，使鏈路中各個放大器輸出電平都等于 So，達到，達到“零零”分貝增益的目的。分貝增益的目的。2021-10-2876 2 為了做到上行鏈路信號的匯聚均衡，即保證為了做到上行鏈路信號的匯聚均衡，即保證 各支路上行至匯聚點的路由各支路上行至匯聚點的路由增益差基本一致，定義增益差基本一致，定義 上行上行通道的輸入端為通道的輸入端為單位增益點單

52、位增益點。AtAtAtSiSiSi單位增益點單位增益點單位增益點單位增益點單位增益點單位增益點2021-10-2877AtAtAtSiSiSi單位增益點單位增益點單位增益點單位增益點單位增益點單位增益點 操作時，通過調整上一級輸出衰減器操作時，通過調整上一級輸出衰減器At ，來控制下來控制下一級輸入電平一級輸入電平 Si，達到，達到 “零零”分貝增益分貝增益 的目的。的目的。 綜上所述，綜上所述，上下行上下行通道的單位增益點重合在雙向通道的單位增益點重合在雙向放大器的下行輸出口處。放大器的下行輸出口處。單位增益點單位增益點單位增益點單位增益點下行下行上行上行AtAtAtSiSiSoSo At

53、放大器放大器上行輸入端、下行上行輸入端、下行輸出端內置衰減器輸出端內置衰減器 So放大器放大器下行下行輸出輸出電平電平 Si放大器放大器上行輸入電平上行輸入電平四四 電纜有源鏈路的設計與調試電纜有源鏈路的設計與調試 1 1 上行通道的設計與調試上行通道的設計與調試At=20-4-4.8110-12/300m -4.8At=20-6-4.8-12/300m -4.8At=20-4.8-2At=20-0.48-10-12/300m -4.8-12/30m -0.48單位增益點單位增益點單位增益點單位增益點單位增益點單位增益點單位增益點單位增益點零分貝增益零分貝增益零分貝增益零分貝增益上行上行輸出衰

54、減：輸出衰減：At=G-X1-X2-X3其中其中 上行模塊增益上行模塊增益G =20At=20-4-4.8110-12/300m -4.8At=20-6-4.8-12/300m -4.8At=20-4.8-2At=20-0.48-10-12/300m -4.8-12/30m -0.48單位增益點單位增益點單位增益點單位增益點單位增益點單位增益點單位增益點單位增益點零分貝增益零分貝增益零分貝增益零分貝增益 這樣上行通道通過這樣上行通道通過輸出衰減：輸出衰減： At=G-X1-X2-X3 的設計、調整，控制各個單位增益點處的電平，來達到各路路的設計、調整，控制各個單位增益點處的電平，來達到各路路由

55、增益差相一致的目的。由增益差相一致的目的。 從上行的第一級放大器輸入的電平的高低就確定了各個單從上行的第一級放大器輸入的電平的高低就確定了各個單位增益點電平值位增益點電平值 。其值為：。其值為：80dB。單位增益點單位增益點2021-10-2881 2 2 下行通道的設計與調試下行通道的設計與調試 （1 1）放大器的工作方式）放大器的工作方式 放大器的前置級放大器的前置級 處在平坦工作狀態(tài)，輸出級處在處在平坦工作狀態(tài)，輸出級處在 傾斜工作狀態(tài)傾斜工作狀態(tài) 。 （2 2）放大器的工作電平）放大器的工作電平 放大器的輸入電平和輸出電平放大器的輸入電平和輸出電平, ,按照系統(tǒng)中放大器按照系統(tǒng)中放大器

56、 的工作電平范圍進行設計和調試。的工作電平范圍進行設計和調試。五五 電纜分配網(wǎng)的設計電纜分配網(wǎng)的設計 1 分配網(wǎng)設計的一般規(guī)定分配網(wǎng)設計的一般規(guī)定 圖紙一律采用圖紙一律采用A3幅面、統(tǒng)一的圖框和幅面、統(tǒng)一的圖框和CAD 格式。格式。 采用公司行業(yè)標準所規(guī)定的圖形符號。采用公司行業(yè)標準所規(guī)定的圖形符號。 原理圖中的信號流程按照從左到右的方向原理圖中的信號流程按照從左到右的方向 排布。排布。 采用集中分配入戶的設計方式。采用集中分配入戶的設計方式。 光工作站（含光機）、放大器均按幾個特定的頻點光工作站（含光機）、放大器均按幾個特定的頻點 標示輸入輸出電平。標示輸入輸出電平。 在用戶端，應選指標最劣化點，按幾個特定的頻點在用戶端，應選指標最劣化點，按幾個特定的頻點 標示系統(tǒng)出口電平和標示系統(tǒng)出口電平和CM的發(fā)送電平。的發(fā)送電平。110MHZ168MHZ550MHZ860MHZE Q110MHZ168