1、第六章雙向HFC網絡中的上行信道系統小結浙江傳媒學院 陳柏年一、上行回傳系統1、上行傳輸特點：由于上行傳輸方式是多點對一點。所以，上行系統中從任何支路或任何用戶引入的噪聲會降低所有支路和所有用戶的回傳性能。2、我國HFC上行傳輸通道波段劃分波段頻率范圍（MHz）業務內容傳輸媒質條件 Ra5.020.2 上行窄帶數據業務、網絡管理(上行) 共纜 Rb20.258.6 上行寬帶數據業務共纜 Rc58.665.0 上行窄帶數據業務、網絡管理(上行) 共纜 3、匯聚噪聲和匯集均衡（1）匯聚噪聲或“漏斗噪聲”： 由于HFC網絡反向同軸部分的“漏斗效應”，各用戶室內和沿線的噪聲沿上行通道匯集到光節點所形成

2、的噪聲。（2）匯集均衡：對用戶上行信號電平進行調整，使之到達匯聚點的電平一致所采取的均衡措施。4、上行系統的三類噪聲（1）同軸分配系統的熱噪聲（Thermo Noise）系統背景噪聲（噪聲本底Noise Floor）NB=2.4dBV噪聲譜功率密度（每Hz噪聲功率）=65. 2 dBV/Hz上行信號的帶寬變化從100KHz到6MHz。因此，對不同的帶寬背景噪聲亦不同。（2）光纖鏈路噪聲（Fiberoptic Link Noise）影響光鏈路的載噪比因素：光纖、激光器、光檢測器。光纖鏈路噪聲工程設計工具：光鏈路CNR與鏈路長度關系曲線。（3）侵入噪聲（Ingress）由于同軸電纜系統屏蔽性能不完

3、善，造成外界輻射干擾侵入電纜系統內部引起的噪聲，包含有不連續的和彌漫性的信號。主要侵入源：用戶端電子產品、短波通信、業余無線電、沖擊脈沖。5、HFC的回傳系統的載噪比主要決定因素結論：HFC的回傳系統的載噪比主要由上行光纖鏈路的噪聲決定。光鏈路的噪聲對總的載噪比貢獻最大。6、對回傳噪聲分析有用結論（1）從最遠小分支器用戶引入回傳噪聲大于最近大分支器用戶，小分支器用戶噪聲對整個回傳噪聲的控制有關鍵作用。（2）由于用戶回傳信號電平差的存在，回傳噪聲對于不同用戶影響會不一樣。（3）雖然侵入噪聲的存在給HFC上行系統帶來很多麻煩，但由于對上行系統認識的深化以及技術的進步，侵入噪聲帶來的問題現在已不難解

4、決。二、HFC數字調制技術1、基帶數字信號：占據基本頻帶，未經調制（頻率搬移）的原始數字信號，即由0和1兩種狀態組成的數字信號。2、HFC網絡中數字信號特征：一個高速數據流通過一個有限帶寬的射頻信道。在HFC網絡中，數字信號必須要通過調制，即將數字基帶信號對RF載波進行調制，然后以頻分復用（FDM）調制載波的方式進行傳輸。3、數字信號的頻帶傳輸：對基帶數字信號進行調制，將其頻帶搬移到射頻、光波或微波頻段上，利用同軸電纜、光纜、微波和衛星等信道傳輸的已調數字信號。把基帶數字信號變換為頻帶數字信號的過程。4、基帶傳輸與頻帶傳輸比較傳輸方式基帶傳輸 頻帶傳輸 波形數字信道碼（數字信號波形）數字調制的

5、正弦波（模擬信號波形）頻譜結構信號頻譜分量處在0到（1/T）或0到（1.5/T）之間，且呈現出高、低頻頻譜分量很小，中間頻譜分量較大的結構特點。信號頻譜分量處在f0為中心的（f0 - fB）到（f0 + fB）之間，且呈現出上、下邊帶頻譜分量對稱的結構特點。適用信道低通型信道帶通型信道5、基本的二進制數字調制：（1）數字調幅（幅移鍵控ASK），（2）數字調頻（頻移鍵控FSK），（3）數字調相（絕對相移鍵控），（4）數字相對調相 （差分相移鍵控DPSK）6、MQAM調制器方框圖7、HFC網絡對數字調制兩個基本工程標準：（1）頻譜利用率EOS （或頻譜效率、頻譜利用率）bps/Hz：每單位調制帶寬

6、所能傳送的比特數；（2）Eb / N0 ：每比特能量Eb和噪聲譜密度N0之比，用于描述在規定傳送準確度下（即保證要求的BER所需的載噪比）的每比特能量。8 、Eb /N0與CNR關系Eb/N0與CNR直接的關系如下：CNR =(Eb /N0 )(R/B) 式中，B 是檢波器中濾波器的噪聲帶寬，R 是比特率(bps)。9、信道容量和香農公式（1）信道容量C：信道極限的傳輸能力，即對在給定條件、給定通信路徑或信道上的極限數據傳送速度，用最大信息速率來表述。（2）香農公式（針對白色高斯噪聲干擾的信道）C =B×log2（1+CNR ） bps式中：C為信道容量（bps）， B是信道帶寬（H

7、z）， CNR為載噪比的真值(單位用比率表示)C實際(B/2)×log10(CNR)/log102 (B/6)×CNR dB 規則說明：高效率的調制方式必須具有好的載噪比。換言之，每Hz的運載能力bps近似等于CNR 除以6，即頻帶利用率EOS= CNR dB/6。10、數字調制信號的頻譜和峰值因子（1）數字調制信號的頻譜特點：數字調制信號的能量均勻地分布在整個頻帶上，與帶限噪聲頻譜類似，呈現平坦的頻譜。（2）數字調制信號的峰值因子：信號的峰值（振幅值）與有效值之比。三、HFC上行系統RF功率分配1、載波互調噪聲比C/（I+N）和噪聲功率比NPR（1）載波互調噪聲比C/（I

8、+N） =數字信號功率/反向總噪聲功率C/（I+N）dB =數字信號電平反向總噪聲電平反向總噪聲電平：包括所有上行通道由熱噪聲、干擾噪聲和數字非線性失真的交調噪聲按功率疊加而形成的電平。（2）噪聲功率比（NPR）：數字信號電平與反向通道總噪聲功率之比。噪聲功率比（NPR）dB =信號電平頻道內噪聲與互調失真電平2、每Hz固定功率法（1）每Hz固定功率法：各種業務功率譜密度（1Hz上功率）相等。方法：首先將總的可用功率以1Hz增量劃分，然后以每種業務占有的帶寬為依據，將每Hz的功率指派到每個業務信道上。（2）計算公式：每Hz功率=激光器的可用總驅動功率（dBmV）/上行信道可用總帶寬（MHz）3

9、、每Hz固定功率法特點： （1）各種業務帶寬可以不同，但可使各種業務的CNR相同。（2）便于測試和檢查，各種業務在頻譜儀上觀察到的頻譜高度一致，即1Hz上功率（功率譜密度）相等。（3）保證未來業務開展，不致造成回傳激光器驅動電平的過載；還可以針對當前業務選擇合適的電平而不受將來新加入業務的影響。 （4）功率的分配簡單，對任何一項新的業務，按照其帶寬可以很容易分配功率。保證所有的可用功率得到分配。4、HFC正向設計和反向設計對比傳輸方向下行（正向）設計上行（反向）設計傳輸特點一點到多點多點匯聚到一點設計原則每戶電平一致：（1）保證到所有用戶端電平一致，（2）從發射源至所有用戶接收機的增益一致。每

10、戶電平一致：（1）保證到回傳光發射機輸入電平一致，（2）多個發射源至前端反向光接收機的增益一致。各頻道的電平一致：（1）方便用戶端調整，（2）保障用戶接收質量。各頻道的電平一致：（1）方便調整和增加業務，（2）保障業務接收質量。設計方法主要是考慮信號的電平，以及網絡如何合理分配信號電平來進行設計。考慮的主要是鏈路的損耗，電平并不重要，只需要知道鏈路的損耗就可推算出網絡某一點的反向電平值。5、 HFC回傳設計準則（1）光鏈路單位增益準則（光鏈路0dB準則）：選擇一個“參考光鏈路”，以其鏈路增益（損耗）為基礎，將其它光鏈路的增益（損耗）調整為與參考光鏈路相同。（2）每Hz固定功率法準則：使各種業務在回傳放大器的輸出口的回傳信號功率譜密度相等。（3）RF單位增益準則同軸線路單位增益準則（ RF 0dB準則）（4）前端混合準則（高低信號混合準則）：混合的路數為4-8路信號。將長、短不同的鏈路信號混合，因為將所有長鏈路的信號混合一定會得到最壞的CNR。（5） 適當RF運行電平準則從最差用戶到最近放大器損耗在3032dB以下。 （32dB準則）（6）用戶電平差異準則努力減少而不是消除用戶之間的電平差，6 8dB以內。 （ 8dB準則）6、分配放大器反向入口電平設置原則：（1）找出從用戶端到放大器的對反向低頻信號的最大路徑損耗（通常是離放大器最近的用戶端到達放大器的反向低頻信號的損耗最大）；