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有線電視系統(tǒng)噪聲分析論文
一、電磁波噪聲干擾
有線電視HFC網(wǎng)的光纖電纜因有抗電磁波噪聲干擾的特點，所以空中的各種電磁波噪聲無法干擾光纖中傳送的電視信號和各種數(shù)字信息。而HFC中的同軸電纜分配網(wǎng)由于抗干擾能力低，所以空中傳播的電磁波噪聲非常容易從各個渠道進入有線電視系統(tǒng)，給系統(tǒng)中傳輸?shù)碾娨曅盘�、�?shù)字信息造成了不同程度的干擾，空中存在的電磁波多而復(fù)雜，但大多電磁波因功率微弱離網(wǎng)絡(luò)距離遠，不會給CATV系統(tǒng)的HFC網(wǎng)造成危害。如微波和衛(wèi)星的信號功率很小，對網(wǎng)絡(luò)造成的干擾可能性不大；短波廣播，雖然發(fā)射功率比較大，但由它它的發(fā)射有方向性且對地仰角，加上又是遠地覆蓋，如果有線電視網(wǎng)離它較遠，完全可避免這種干擾；本地電視和調(diào)頻廣播的發(fā)射功率很大，達數(shù)十千瓦以上，它容易產(chǎn)生對電視信號的干擾，如果有線網(wǎng)設(shè)置的頻道與它們避開，也可能把它們產(chǎn)生的干擾降到最低限度。利用高頻段電波的直線傳播特性和一般材料對高頻段吸收較強的特點，可比較容易解決造成的干擾。
在有線電視使用的頻帶內(nèi)，同軸電纜的屏蔽特性在低、中頻段要好一些，而在高頻段則有所下降。如果空中的電磁波場強較高，就有較大的噪聲進入網(wǎng)絡(luò)中，對高端電視頻道進行干擾。為了克服空間的電磁波噪聲干擾，應(yīng)盡量地延長光纜長度，縮短同軸電纜的長度。在電纜的選擇上應(yīng)選屏蔽系數(shù)大于120的多層屏蔽電纜，它能有效地抑制和克服外來干擾噪波對電視信號的影響。線路安裝時也要注意回避電磁波，如新建房走暗線加金屬套管等方法來避免干擾噪聲。
總之，空中的電磁波非常復(fù)雜，對網(wǎng)絡(luò)信號的干擾也顯得格外難以處理，盡管產(chǎn)生干擾的原因復(fù)雜，只要我們對它深入的研究，就能較好的克服這些來自空中的干擾噪波。
二、設(shè)備帶來的噪聲
HFC網(wǎng)絡(luò)的前端設(shè)備有調(diào)制器、光發(fā)射機等。各生活區(qū)設(shè)有大量的光接收機，它們都是產(chǎn)生隨機噪聲的主要原因。而隨機噪聲通�？煞譃閮纱箢�，其一是電路噪聲，其二是外部電磁波侵入噪聲。對于系統(tǒng)內(nèi)電路的噪聲可以通過設(shè)備電路的優(yōu)化設(shè)計、提高設(shè)備內(nèi)部元件的裝配水平，走線技術(shù)、元器件的篩選和選用好的濾波電路等措施以達到降低噪聲指標(biāo)。
而外部進入的噪聲可采取設(shè)置屏蔽網(wǎng)罩方式來達到阻止噪聲的進入，也可以設(shè)備殼體，裝配等方面采取相應(yīng)的措施以抑制外來噪聲入侵，還可在信號進入設(shè)備之前裝一只濾波器，以隔離外來噪聲的進入。經(jīng)本網(wǎng)實踐，它能有效的濾掉外界進入的各種低頻和高頻噪聲干擾。
光節(jié)點后的放大器級數(shù)應(yīng)最大限度地控制，它是設(shè)備產(chǎn)生熱噪聲和載噪比累積的主要原因。目前本網(wǎng)的改造除將光節(jié)點向小區(qū)延伸外，光節(jié)點后盡量不設(shè)放大器，最多只設(shè)1-2級放大器。放大器應(yīng)選擇噪聲指標(biāo)最低，穩(wěn)定可靠性高的寬帶放大器，為光節(jié)點以后降低噪聲把好第一關(guān)。
三、HFC網(wǎng)絡(luò)上行通道噪聲的分析
HFC中的同軸網(wǎng)大多使用物理發(fā)泡電纜，它有強度大、損耗小的特點，為了加強對空中和周邊環(huán)境電磁干擾抑制的能力，應(yīng)選用二、三、四屏蔽層的優(yōu)質(zhì)電纜，其屏蔽系數(shù)一般在80、100、120范圍內(nèi)，它能起到較強的屏蔽作用。在接頭方面應(yīng)選擇無電磁波泄露的電纜接頭，對過去使用的不良接頭，氧化松動的F頭應(yīng)逐一換掉，避免噪聲從接口進入網(wǎng)絡(luò)中。電纜的逐漸老化，會使其傳輸特性變差，不但使纜內(nèi)的射頻信號外泄嚴(yán)重，降低了有用的信號電平，外界干擾也會竄入系統(tǒng)。
HFC網(wǎng)的同軸分配系統(tǒng)一般采用樹枝型，由于網(wǎng)絡(luò)分配系統(tǒng)復(fù)雜，而且點多、面廣、線長，它能延伸到用戶的各個部位，可以講網(wǎng)絡(luò)的布局是全方位式的，正因為這個特點，整個網(wǎng)絡(luò)就象一面具大的接收天線一樣，由于各種復(fù)雜的電磁波覆蓋了整個空中環(huán)境，網(wǎng)絡(luò)會受到各種窄帶連續(xù)波和寬帶沖擊波以及無線電波的干擾。
從HFC網(wǎng)講，帶寬一般從5-750MHz，而短波無線電發(fā)射機的工作頻段是5-30MHz，剛好處在HFC上行頻率的范圍之內(nèi)，因此在回傳信號中非常容易受到許多頻率固定但幅度起伏的窄帶輻射干擾，這就是窄帶干擾的特點。
另外，在網(wǎng)絡(luò)中還出現(xiàn)時有、時無、時強、時弱的干擾，這種干擾偶然性很強，幅度大，持續(xù)期短、頻帶寬，它屬于寬帶沖擊干擾，這種干擾起源于用戶家中的電器設(shè)備，如電吹風(fēng)、電視機等家用電器的電磁輻射。其中部分電視設(shè)施與有線端口相連時，不但會產(chǎn)生本振輻射，而且對非調(diào)諧頻道會產(chǎn)生強烈反射，一些分支分配器的隔離度指標(biāo)較差時，反射后的干擾會更大。網(wǎng)絡(luò)中還發(fā)現(xiàn)一些干擾來自家用電腦產(chǎn)生的脈沖干擾，其干擾頻率一般會落在上行通道較低頻帶范圍之內(nèi)，這類故障尋找特別困難。 大氣放電、雷電、閃電、等也會產(chǎn)生感應(yīng)干擾，由于它們隨機性太強，沖擊強度大，防范起來也比較困難，它們造成的沖擊干擾的頻譜較寬，在2K-100MHz范圍內(nèi)，所以對HFC網(wǎng)絡(luò)的干擾影響更大，特別對數(shù)據(jù)傳輸會造成突發(fā)性連串誤碼，使畫面信號出現(xiàn)大量馬賽克現(xiàn)象。
對于窄帶和寬帶干擾問題的處理，可在HFC網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用碼分多址（CDMA）方式，窄帶干擾對CDMA系統(tǒng)性能的影響非常小。大家都知道系統(tǒng)的干擾主要來自成千上萬的終端用戶，利用CDMA系統(tǒng)的擴譜特性，可通過加橫向濾波器來濾除固定或慢變化的窄帶干擾，把用戶間的干擾減小到最低程度。
對于突發(fā)性沖擊產(chǎn)生的寬帶干擾，只有在CDMA的基礎(chǔ)上再采用RS碼作前向糾錯編碼才能予以克服。
1.雙向放大器噪聲
HFC網(wǎng)是以光纖和同軸電纜混合在一起的新型單、雙向傳輸網(wǎng)。同軸網(wǎng)基本采用樹枝型結(jié)構(gòu)傳輸和分配方式，也就是講它是一點對多點的分配結(jié)構(gòu)。如果在HFC網(wǎng)絡(luò)中增加回傳功能，那么上行通道的噪聲總和就是多點對一點，使上行通道的噪聲遠大于下行通道的噪聲，這樣使多支路的噪聲匯集后全部送到了前端機房。由于上行通道的信息采用數(shù)據(jù)傳送，如噪聲指標(biāo)超標(biāo)，就會使傳輸?shù)臄?shù)據(jù)和信息出現(xiàn)較高的誤碼率，影響其傳輸質(zhì)量。針對這一問題，在網(wǎng)絡(luò)升級改造時應(yīng)盡量減少雙向傳輸放大器的級連數(shù)目，因為級連多的雙向放大器產(chǎn)生的回傳噪聲和整個支路產(chǎn)生的噪聲疊加起來就會形成上行通道的漏斗效應(yīng)，它對上行通道C/N指標(biāo)影響較大，系統(tǒng)越大，用戶越多，線路越長，它們匯集到前端的噪聲功率就越大。如使用的雙向放大器噪聲指標(biāo)較低，則反向回傳到前端的噪聲功率就會明顯增加。因此，放大器的選擇很重要。
網(wǎng)絡(luò)改造時將光節(jié)點盡量靠近用戶，最大限度地把雙向放大器的級數(shù)減少到1級或不設(shè)放大器，那么就可把同軸網(wǎng)因放大器而匯集的噪聲降到最低限度，本網(wǎng)的改造基本達到這一點。
2.用戶端口產(chǎn)生的干擾噪聲
用戶噪聲來自于用戶電視機、計算機、錄像機、VCD、音響等設(shè)施。如終端用戶將收錄機、VCD、音響、電視機選擇了不合理的連接方式，加上有些家用電器出現(xiàn)故障，在播放時輻射出來的信號會竄入網(wǎng)絡(luò)，影響其它用戶收看。有的甚至不播放，只要電源插頭未拔掉，也會因產(chǎn)生的多次諧波干擾本用戶電視信號的收看。
3.用戶計算機帶來的干擾
隨著有線電視技術(shù)的迅速發(fā)展，計算機融入有線網(wǎng)的技術(shù)越來越成熟，給網(wǎng)絡(luò)的多功能綜合數(shù)據(jù)傳輸帶來了機遇。但如計算機與有線網(wǎng)的接口處理不好，它也會給網(wǎng)絡(luò)帶來難以尋找的干擾噪波。自從計算機進入有線電視網(wǎng)絡(luò)后（如利用某頻道逆程信號接收股市實施行情），在本網(wǎng)中出現(xiàn)了較多計算機噪波干擾現(xiàn)象，它產(chǎn)生的交流聲調(diào)制影響面很大，干擾還會在電纜中逆向傳輸，通過放大器后，影響數(shù)幢樓房幾百戶用戶收看電視信號。要在近幾百戶中查出有故障的微機，確實難度很大。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和人們對信息知識的需求，計算機在很短的幾年內(nèi)會大量擁入有線電視網(wǎng)，因此，對計算機產(chǎn)生的干擾應(yīng)盡快抑制，在其接口安裝隔離器件（如在分支分配器出入口、分支口加裝1000pF的電容），它能有效的阻止效調(diào)干擾進入網(wǎng)絡(luò)。
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