HFC網(wǎng)絡(luò)典型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和注意問題

2019-11-04 22:46:42

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供稿：網(wǎng)友

　　一 HFC雙向網(wǎng)的簡單介紹
　　
　　在研究HFC雙向網(wǎng)絡(luò)時(shí)，常按反向通道劃分為以下4部分：用戶分配部分、電纜傳輸部分、光纜傳輸部分和前端接入部分。
　　
　　用戶端到樓放下行輸出口這部分為用戶分配。由于樓放輸出口下行信號(hào)電平可達(dá)100dBμV以上，用戶接收設(shè)定電平為(65±4)dBμV，用戶分配網(wǎng)的損耗一般在(30±4)dB。
　　
　　樓放下行輸出口到光站下行輸出口這部分為電纜傳輸。對于雙向放大器的下行增益，可根據(jù)光站下行輸出口的電平高低而定，一般在20~40dB之間，用來補(bǔ)償分支、分配和線路損耗，使下行最終損耗在0~10dB之間。對于反向通道，因雙向放大器中有自己獨(dú)立的反向放大模塊，反向信號(hào)介入增益(損耗)可實(shí)現(xiàn)0dB。這就是我們通常說的“單位增益”。
　　

HFC網(wǎng)絡(luò)典型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和注重問題

　　　　　　　　　　　　　圖 HFC雙向網(wǎng)典型方框圖
　　
　　光站到前端光收/發(fā)機(jī)部分稱為光纜傳輸。下行要保證光站光接收機(jī)的接收光功率在0~-3dBm，以保證光接收機(jī)能輸出足夠電平和載噪比。反向損耗則與反向光設(shè)備的選擇有關(guān)，一旦光設(shè)備選定了，損耗也就確定了。一般光接收機(jī)上行輸出口的組合增益可設(shè)在0~20dB之間(在反向光接收機(jī)的輸入功率為-4.5dBm時(shí))。
　　
　　反向光接收機(jī)輸出端到CMTS的輸入端口部分為前端接入。這部分主要作用是將多路光鏈路混合成一路輸入到CMTS，其插入損耗要根據(jù)業(yè)務(wù)帶寬按通道內(nèi)功率密度(每赫茲功率)來推算出該業(yè)務(wù)的電平值，然后再減去CMTS要求的輸入電平值而得出來。這部分是整個(gè)反向通道最大一個(gè)匯集點(diǎn)，混入一個(gè)CMTS端口的光鏈路最好是6~8路，若過多會(huì)使通道噪聲增加，過少又不夠經(jīng)濟(jì)。上行信號(hào)在進(jìn)入CMTS之前，應(yīng)接一個(gè)3dB左右的固定衰減器，其作用：一是改善通道的駐波性能；二是為其它業(yè)務(wù)的接入提供余量。
　　
　　二 HFC雙向網(wǎng)改造中應(yīng)注重的問題
　　
　　HFC雙向網(wǎng)改造進(jìn)行了幾年，雖然取得了一定成果，但不夠理想，其原因是多方面的，既有熟悉問題又有措施不力的問題。歸納起來，HFC雙向網(wǎng)改造應(yīng)注重的問題有以下3點(diǎn)，供大家參考。
　　
　　1. 反向?yàn)橹鳎骖櫿?br />　　
　　在HFC雙向網(wǎng)改造中，設(shè)計(jì)應(yīng)以反向?yàn)橹鳎骖櫿颉Ｔ跐M足反向要求的前提下，盡量減少改造工作量，并降低改造成本。設(shè)計(jì)中要注重以下3點(diǎn)：
　　
　　(1)雙向分配網(wǎng)中電纜接頭個(gè)數(shù)盡量少。有人說：“雙向分配網(wǎng)改造主要是‘接頭工程’”。這句話有一定道理，電纜接頭越多可靠性越差，每增加一個(gè)接頭就降低一部分可靠性。 (2)在反向通道中，反向損耗適當(dāng)減小，一般要求反向損耗≤30dB。當(dāng)然，通常反向通道的損耗比30dB略大幾dB，這幾dB可由樓放反向通道增益來補(bǔ)償。但是反向損耗不能過大，否則對Cable Modem的輸出電平要求太高，會(huì)造成反向通道功率飽和，使載噪比降低。
　　
　　(3)樓放輸出端口到各單元分支器(或分配器)的連接電纜長度應(yīng)不超過30m，否則，樓放均衡不了正向通道高端的損耗。
　　
　　2. 電纜接頭的質(zhì)量和接頭制作工藝
　　
　　雙向分配網(wǎng)改造時(shí)，電纜接頭的質(zhì)量和接頭制作工藝非常要害。否則，一個(gè)電纜接頭接觸不良，就會(huì)造成一戶甚至多戶Cable Modem不能工作。因此，施工時(shí)對電纜接頭要非凡重視，一般應(yīng)注重以下幾點(diǎn)：
　　
　　(1)在雙向網(wǎng)改造前，對施工人員必須進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)。考試合格后，方能上崗。
　　
　　(2)在施工中，必須對工程質(zhì)量認(rèn)真地進(jìn)行監(jiān)督和檢查。發(fā)現(xiàn)不合格的地方，必須及時(shí)糾正。
　　
　　(3)工程結(jié)束后，要對雙向網(wǎng)改造的質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收。驗(yàn)收應(yīng)包括：客觀測試、主觀評價(jià)和工程質(zhì)量檢查。
　　
　　3. 把好選材關(guān)
　　
　　雙向網(wǎng)改造中，所選用器材必須嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，非凡是下列器材必須達(dá)標(biāo)。
　　
　　(1)雙向網(wǎng)改造中，分配網(wǎng)所用的 -5和-7同軸電纜須用四屏蔽電纜，并且四屏蔽電纜的兩層編織網(wǎng)的編織密度和編織網(wǎng)絲的粗細(xì)，都應(yīng)達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。
　　
　　(2)分配網(wǎng)中的分支器分支損耗應(yīng)適當(dāng)?shù)匦。越档头聪蛲ǖ赖膿p耗值。
　　
　　(3)-5和-7同軸電纜的接頭必須選用壓接式F頭，應(yīng)禁用卡環(huán)式接頭。
　　
　　(4)用戶盒的下行電視輸出端口必須加一個(gè)高通濾波器。此高通濾波器在65MHz以下衰減應(yīng)達(dá)40dB以上。
　　
　　三 HFC雙向網(wǎng)的電平描述方法和設(shè)計(jì)原則
　　
　　1. HFC雙向網(wǎng)電平描述方法
　　
　　通常，在HFC雙向網(wǎng)中，我們采用兩種方法來描述信號(hào)電平關(guān)系：第一種方法是信號(hào)的絕對電平值以dBmV表示，適合于描述下行信號(hào)；第二種是描述信號(hào)相對電平值的“增益”或“損耗”，以dB表示，常用于描述上行信號(hào)。因?yàn)樯闲行盘?hào)是突發(fā)性的，一般儀器很難測量上行信號(hào)的電平值。因此我們通常采用測量某個(gè)設(shè)備端口CMTS上行接收端口的鏈路損耗辦法，來推算上行通道在這個(gè)端口的電平值。
　　
　　2. HFC雙向網(wǎng)設(shè)計(jì)原則
　　
　　a. 下行通道
　　
　　在設(shè)計(jì)時(shí)，我們主要考慮到達(dá)用戶的下行信號(hào)電平的高低以及網(wǎng)絡(luò)如何對電平進(jìn)行合理分配。設(shè)計(jì)方法與單向網(wǎng)基本相同，這里不再重復(fù)。
　　
　　b. 上行通道
　　
　　在設(shè)計(jì)時(shí)，對上行通道我們主要的考慮是鏈路損耗。要求有以下幾點(diǎn)：
　　
　　(1)上行通道的鏈路損耗在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)平衡和協(xié)調(diào)。樓放之后有分配器、分支器和用戶盒，還包括連接電纜和電纜接頭。這些器件的衰減之和是分配網(wǎng)的反向總損耗，可達(dá)三十幾dB。一般上行通道設(shè)計(jì)中，分配網(wǎng)的反向總損耗按30 dB考慮，多余的幾dB由樓放上行增益來補(bǔ)償。因此，上行分配網(wǎng)的反向總損耗盡量接近30dB，也就是說，分配網(wǎng)中分支器的分支損耗應(yīng)適當(dāng)用小的。
　　
　　光站以下到分配網(wǎng)前的電纜分配部分，包括樓放在內(nèi)，放大器總級數(shù)不超過兩級。分配或延長放大器的增益與傳輸電纜的損耗相抵消，達(dá)到“零增益”或“零衰減”。
　　
　　(2)關(guān)于分配網(wǎng)的結(jié)構(gòu)：在具體設(shè)計(jì)中，光站以下盡量采用星型結(jié)構(gòu)，但也可局部采用低分支損耗的樹型結(jié)構(gòu)。從本質(zhì)上講，從光站出發(fā)到每個(gè)用戶的電纜的電氣長度和長度差盡量短。
　　
　　(3)關(guān)于雙向放大器：在我們設(shè)計(jì)的HFC雙向網(wǎng)中，一個(gè)四端口光站下帶的用戶一般不超過2000個(gè)，每個(gè)端口帶的用戶最多只有500戶左右，這樣光站下最多只有兩級放大器，有的則是光站下直接帶樓放。因此，雙向放大器的正向增益可根據(jù)下行鏈路最大損耗來選擇，通常稍大一些。如延長放大模塊增益可在30dB左右，樓放模塊增益可為35~40dB。反向模塊的增益則要根據(jù)上行鏈路最大損耗，一般選擇高出5~ 6dB的反向放大模塊，但反向放大模塊的增益也不是越大越好，選得過大，既浪費(fèi)，又不利于調(diào)整。
　　
　　(4)從光站到延放，從延放到樓放或從光站到樓放的任何一級有源器件之間的鏈路損耗必須比擔(dān)當(dāng)上行放大的反向模塊增益低5~6dB左右，以確保調(diào)試中有一定余量。
　　
　　(5)同軸電纜的使用問題：通常多數(shù)人認(rèn)為，在HFC雙向網(wǎng)中應(yīng)使用鋁管電纜(主要是主干網(wǎng)絡(luò))或四屏蔽電纜(主要是分配網(wǎng)絡(luò))。因?yàn)椋脩舴峙渚W(wǎng)的無源器件對噪聲和反向信號(hào)有一定衰減作用。而在主干電纜傳輸部分，由于它對反向信號(hào)沒有衰減作用(增益衰減相抵消后約為0dB)。因此，我們建議采用鋁管或四屏蔽電纜為好。
　　
　　綜上所述，在實(shí)施設(shè)計(jì)過程中，我們就不能只考慮下行信號(hào)，而要上、下行信號(hào)一并考慮，并且當(dāng)二者出現(xiàn)矛盾時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮上行信號(hào)的要求，必要時(shí)不惜犧牲一些工程設(shè)計(jì)中的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)——浪費(fèi)一些光站和放大器輸出的電平。但由于上行頻率最高只有65MHz，上行信號(hào)的百米損耗要比下行高端信號(hào)的百米損耗低得多，因此在一般情況下，假如按以上原則設(shè)計(jì)，只要下行高端信號(hào)能滿足設(shè)計(jì)要求，上行參數(shù)基本上也能滿足設(shè)計(jì)要求。

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