hfc反向通道調(diào)試

1、HFC網(wǎng)絡(luò)反向通道的調(diào)試廣州電子技術(shù)網(wǎng)：思維摘要：本文把HFC網(wǎng)的反向通道劃分為四塊分別進行分析，從而給出了建立雙向HFC網(wǎng)的相關(guān)要求和反向通道的具體調(diào)試思路及方法。有線電視HFC網(wǎng)多功能業(yè)務(wù)有：Internet、視頻點播、網(wǎng)絡(luò)電話（PCS）等，其中利用Cable Modem（以下簡稱CM）進行Internet接入的業(yè)務(wù)發(fā)展最快。這些業(yè)務(wù)的開展都要求HFC網(wǎng)絡(luò)具備雙向傳輸功能，也即HFC網(wǎng)絡(luò)需具備上下行兩個傳輸通道。按照現(xiàn)在的設(shè)備情況下行通道的頻率范圍在50750MHZ，帶寬為700MHZ，上行通道頻率范圍在540MHZ，帶寬為35MHZ。下行通道的建立與調(diào)試相信大家都非常熟悉了，在這里我就以

2、CM業(yè)務(wù)為例，詳細地論述如何建立和調(diào)試上行通道。一、 調(diào)試理念在進行CATV網(wǎng)絡(luò)的調(diào)整時，為了說明兩點或多點之間的電平關(guān)系，有兩種觀點可以采用：一種是描述信號絕對電平值的“信號電平”；另一種是描述信號相對電平值的“增益”或“損耗”。實際上反向信號是突發(fā)的，一般的儀器很難測量，因此我們沒有必要測量上行信號在每個設(shè)備的電平值，只要測量出某個設(shè)備端口到CMTS上行端口的鏈路損耗，就可以斷定上行信道在這個端口的電平值。在正向通道，我們主要考慮的是信號的電平，網(wǎng)絡(luò)是以如何合理分配信號電平來進行設(shè)計的。在反向通道我們考慮的主要是鏈路的損耗，電平并不重要，這是因為CM的輸出電平是不確定的，它受CMTS的長線

3、AGC所控制（長線AGC的控制作用是通過通信協(xié)議確定每個CM的發(fā)射電平，使不同的反向信號到達CMTS的電平值保持一致），由于每個CM的鏈路路由長度不同，所以每個CM的鏈路損耗都不同，因而就造成了每個CM的發(fā)射電平都不同。在反向回路的調(diào)試中，我們只要知道其鏈路的損耗就可推算出網(wǎng)絡(luò)某一點的反向電平值。 HFC回傳通道可分為四大塊（如圖1所示）：1、 CM至樓放輸出口，我們稱為A塊。反向損耗一般設(shè)定為-30±4db。2、 電纜干線網(wǎng)部分（包括干放、延放與樓放）至光站（具有雙向傳輸功能的光節(jié)點）的輸出端口，我們稱B塊。反向損耗設(shè)定為0db。3、 光站至光接收機部分，我們稱C塊，損耗與光設(shè)備的

4、選擇有關(guān)，一但光設(shè)備選定了，損耗也就確定了。例如安泰克LLRX200光站與LLRR光接收機組合損耗為+15db（在光接收機的輸入功率為-7dbm時）。4、 光接收機輸出端至CMTS的輸入端口部分，我們稱D塊，這塊的主要作用是將多路光鏈路混合成一路輸入到CMTS，此塊的插入損耗是根據(jù)業(yè)務(wù)帶寬按通道內(nèi)的功率密度（每赫芝功率）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的。為了使整個通道達到長線AGC的要求就需要對這一塊進行精確的設(shè)計，否則，即使光接收機之前的反向通道工作得很好，但由于反向光接收機至CMTS之間的通路沒有設(shè)計好，仍然會使反向通道工作不正常。例如安泰克的LLRR光

5、接收機在輸入光功率為-7dbm時其輸出總功率為100dbV，那么功率密度是100-10Lg(35*106)=24.6dbV/HZ，CM的業(yè)務(wù)帶寬為6MHZ，那么CM業(yè)務(wù)在反向光接收機的輸出電平中占有24.6+10Lg(6*106)=92dbV的功率，為此這一塊的損耗應(yīng)是92-60=32±1db。另外，這塊是整個反向通道最大的一個匯集點，混入一個CMTS端口的光鏈路最好是46路，若過多會使通道的噪聲增加。上行信號在進入CMTS之前，應(yīng)接一個3db左右的固定衰減器，作用是：1、改善通道的駐波性能。2、提供其它業(yè)務(wù)的接入余量。CM的最大輸出電平為120dbV，為了保證系統(tǒng)有較高的CNR值（

6、要求CNR25db, BER10-9），將CM的發(fā)射電平定為103-117dbV，其中的14db作為CMTS的長路AGC控制余量（CMTS的輸入電平通過AGC控制被鉗定在60±1dbV）。余量分配如下：1、 對于分配網(wǎng)由于各CM的路由差別所造成的匯集電平差較大，分配余量為8db，所以，在樓放的輸出端口處分配網(wǎng)的匯集電平均差不超過±4db。2、 對于電纜干線網(wǎng)部分，我們在調(diào)試中引入單位增益的調(diào)試概念，通過調(diào)試使網(wǎng)絡(luò)中的每一級放大器間的增益均為0db，從而實現(xiàn)圖1中B塊總增益為0db的目的。這塊只需分配4db的余量作為溫度所造成電纜損耗的變化和放大器增益變化的補償。3、 對于光

7、纖連路，由于采用了歸一化的調(diào)試，只需考慮設(shè)備增益變化的影響，分配2db的補償余量。那么，CM的最大發(fā)射電平為60+32-15+30+10=117dbV（由安泰克LLRX200光站與LLRR光接收機組合的反向光鏈路），這里60是CMTS的輸入電平、32是圖1中D塊的損耗值，15是圖1的C塊損耗，30是分配網(wǎng)即圖1中A塊的損耗中間值、10是附加的最大損耗值（溫度影響和設(shè)備增益變化及分配差異所引起的總損耗）。CM的最小發(fā)射電平為60+32-15+26=103dbV，這里的26是A塊的最小損耗值。從上可知，當(dāng)使用的光設(shè)備型號一旦確定后，B、C、D三塊的損耗就確定了。由于長線AGC的控制作用，此時CM的

8、發(fā)射電平將取決于分配網(wǎng)的損耗值和附加損耗值了。當(dāng)分配網(wǎng)的損耗過大時，將導(dǎo)致CM即使工作在最大的發(fā)射狀態(tài)也滿足不了CMTS的接收電平需要。當(dāng)分配網(wǎng)損耗過小時，將使CM發(fā)射電平過低而達不到通道所要求的C/N值而導(dǎo)致通信不正常。所以，我們必須要嚴格分配網(wǎng)的設(shè)計與施工，使之達到要求的損耗值。二、 上行信號電平匯集均衡問題千家萬戶的用戶信號上行回傳時由于路由各不相同，各路由的上行傳輸增益各不相同必然出現(xiàn)眾用戶信號上行到各級匯集點的電平嚴重不一致。如果其電平差異過大，即使管理CM的CMTS發(fā)出電平調(diào)整指令試圖使CM受控調(diào)整輸出電平（上行），也難以達到各用戶電平上行到中心一致的目的。這就是匯集均衡問題。 為

9、了說明問題存在的原因，先通過一個簡單的例子（見圖2）來分析：圖2的例子是最常見的情況，L1是干線路由，L2是從干線L1分取一個低電平下行信號到干放A3，因為L1遠遠大于L2，-18db分支器作為信號的分支路，按下行傳輸?shù)碾娖皆O(shè)置完全是正確的。但如果按上行傳輸來審查，問題極其嚴重。假設(shè)我們將A2的上行輸出電平調(diào)整到與A3一致，A2、A3的上行信號匯集到A1放大器的上行輸入端時，其匯集電平差將大于10db，原因是L1支路對50MHZ以下的上行信號損耗在6db左右，再加上分支器的插入損耗總損耗在8db左右，而L2支路上行損耗大于18db。傳統(tǒng)的下行傳輸設(shè)計和調(diào)試都是按下行最高頻點的損耗及工作電平來確

10、定的，所以圖2的例子在下行傳輸角度看是正確的，而對于上行信號（最高頻率僅為40MHZ），L1支路與L2支路的上行傳輸損耗卻嚴重不一致，在實際的網(wǎng)絡(luò)中，情況可能比圖2的情況更復(fù)雜，問題會更嚴重。組成上行鏈路的A、B、C三塊都存在上行電平匯集均衡問題。在A塊中網(wǎng)絡(luò)的分配器、終端器的損耗是固定的，可變的因素只剩下不同長度的電纜損耗和各終端的分配差異了，如果實際損耗均差超出了要求（±4db），則需要重新微調(diào)樓放的位置和分配方案，尋找新的損耗平衡點。從而使損耗均差電平控制在設(shè)計范圍內(nèi)。B塊存在的電平匯集均衡問題最突出，象圖2所示就是一個典型的例子。為此在這一塊，我們引入了單位增益的調(diào)試概念，并

11、通過合理的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計來解決上行電平匯集均衡問題。單位增益的概念是指網(wǎng)絡(luò)中每個節(jié)點的增益精確補償了節(jié)點間和節(jié)點內(nèi)部的損耗，損耗與增益相等，所以一個節(jié)點到另一個節(jié)點的增益為0db，“單位”的意義指1，1的對數(shù)是0，因此這里的“單位”就是指0db。通過使用單位增益的調(diào)試方法使網(wǎng)絡(luò)上每一級放大器到其上一級放大器間及任何放大器到光站的輸出端口間的增益為0db。要實現(xiàn)這一目的，首先要對電纜干線網(wǎng)進行合理的設(shè)計。通常各種雙向放大器的反向增益都在22db，為此我們規(guī)定了一個電纜干線網(wǎng)的設(shè)計原則：每個放大器與其上一級放大器間的鏈路損耗在50MHZ的頻點上都應(yīng)小于22db，這樣我們可根據(jù)鏈路的損耗情況，通過在雙向放

12、大器中插接不同的輸出衰減器來實現(xiàn)單位增益的調(diào)整。如圖2中的例子，我們可在A2中插入14db衰減量的反向輸出衰減器，在A3中插入4db衰減量的反向輸出衰減器，這樣、的鏈路損耗相等，從而解決了它們的上行電平匯集均衡問題。在調(diào)試中，我們將各放大器的輸出端口（雙向濾波器處）定為單位增益的參考點，理論上我們在對網(wǎng)絡(luò)進行調(diào)試時信號的注入點應(yīng)在單位增益參考點上，但實際上由于存在供電問題，我們不能將此點隨意斷開，通常在雙向放大器中，廠家都提供了反向調(diào)試時的信號注入端口，此端口往往都設(shè)在反向放大模塊的輸入端處，由一個-20db的定向耦合器組成，由于雙向放大器的單位增益參考點至反向放大模塊間存在一定的插入損耗，所

13、以在注入端口注入信號時我們要計算出注入多大的電平才能等效于單位增益參考點處注入的調(diào)試參考電平值。例如，單位增益參考點的注入信號電平為80dbV，放大器中的反向模塊輸入處到單位增益參考點處的插入損耗為-5db，放大器反向信號注入端口的損耗為-20db，那么可算出在反向注入端口中注入信號的電平值應(yīng)為：80-5+20=95dbV。在塊，CMTS的上行輸入口匯集了多條上行光鏈路，由于各光鏈路的損耗存在差異，所以也存在上行電平匯集均衡問題。一般來說，光鏈路損耗多1db則光接收機的輸出電平將下降2dbV，為此在反向光鏈路的調(diào)試上我們采用了歸一化的調(diào)試方法。此方法是在參與匯集的多條光鏈路中找出一條具代表性的

14、光鏈路，將此光鏈路下的輸出電平作為歸一化調(diào)試的參考值，將其余的光鏈路的輸出電平都調(diào)整在此參考電平值上，從而解決了該塊的上行電平匯集均衡問題。三、 反向通道的調(diào)試反向通道的調(diào)試要在光鏈路開始，即從C塊入手。上面說過光鏈路的調(diào)整采用歸一化的調(diào)整方法，首先在參與匯集的多條光鏈路中找出一條具有代表性的光鏈路作為歸一化調(diào)試的參考值，例如參與匯集的三條光鏈路輸出的光功率分別為：-8dbm、-7dbm、-6dbm ，那么我們可選-7dbm的光鏈路作為歸一化參考值，查廠家給出的光接收機在輸入光功率為-7dbm時的輸出電平值（增益控制電位器在中間位置時的輸出電平值），一般來說光接收機的輸出范圍是此電平值

15、7;8db，我們可將此范圍的最低輸出電平值（將增益電位器調(diào)到最小位置，這樣做有利于通道C/N指標(biāo)的改善）作為歸一化調(diào)試的輸出電平參考值。對于光站，主要是通過調(diào)試使激光器有一個最佳的激勵電平，激勵電平過低將使通道的C/N值下降，激勵電平過高會使激光器出現(xiàn)削波失真。通常光設(shè)備生產(chǎn)廠家都會給出一個光站最佳的反向信號輸入總功率值，此值也可作為電纜干線網(wǎng)調(diào)試時的單位增益參考電平值。我們現(xiàn)使用的光站型號是安泰克LLRX200，其里面的反向光發(fā)射模塊為DFB激光器，發(fā)射光功率為2mW。在其輸出端口處的最佳反向信號注入功率是85dbV（此時光站內(nèi)反向通道的衰減片均為0db）。反向光發(fā)射接收機是安泰克的LLRR

16、型，由于我們目前從各個光站到總前端最長的光鏈路輸出的光功率為-8dbm，最短的為-5dbm，所以我們選-7dbm的光鏈路為歸一化調(diào)整的參考鏈路，該型號的光接收機廠家推薦在-7dbm的光功率輸入下，其輸出電平為100dbV。那么我們就將100dbV作為光鏈路歸一化調(diào)試的參考值。在光鏈路的調(diào)試中有兩種調(diào)試方式，一種是功率表達方式，另一種是增益表達方式。功率表達方式適用于采用多載波信號發(fā)生器與頻譜儀結(jié)合的調(diào)試方法，而增益表達方式則適用于掃頻方法。在增益表達方式調(diào)試中引入一個參考鏈路增益的概念，所謂參考鏈路增益是將反向光接收機輸出的功率減去最佳反向信號輸入功率即100-85=15db，那么我們只要將同

17、一CMTS下的所有光鏈路的增益調(diào)試為15db就可以了。下面分別詳細地介紹兩種調(diào)試方式的具體操作。1、 增益表達方式的調(diào)試方法使用儀器是HP3010，接線如圖3所示。調(diào)試步驟如下：、 將HP3010R輸出的5-40MHZ掃頻信號電平設(shè)定為84dbV，此時輸入到光站輸出端口的掃頻電平實為80dbV，此電平的設(shè)定可高些也可低些，因為我們此時關(guān)心的只是光鏈路的增益（當(dāng)然此電平的設(shè)置要以使激光發(fā)射模塊工作在線性區(qū)為原則），將HP3010R的連接線與光站的主輸出口或任意橋口連接。調(diào)整反向光接收機使HP3010R所顯示的曲線平直且電平為80+15-20=75db（20是光接收機輸出檢測端口的損耗值）,將此曲

18、線作為HP3010歸一化測量的參考曲線，并且將80dbV定為調(diào)試電纜網(wǎng)時的單位增益參考電平。、 將HP3010R移到下到第一級放大器，我們在干線上用的放大器有兩種，分別是GI公司的MB-75SH和BLE-75SH，如果放大器型號為MB-75SH則接線如圖4所示，注入540MHZ掃頻電平值為100dbV；如果放大器型號為BLE-75SH則接線如圖5所示，注入540MHZ掃頻信號電平值為98dbV。、 插入反向放大模塊和適當(dāng)?shù)妮敵鏊p器，使HP3010R所顯示的該點歸一化測量曲線的增益誤差為零值。如果曲線顯示的斜率大于-2db則需加輸出均衡器。按此步驟直至調(diào)到最末級的樓放，調(diào)樓放時的接線如圖6所示

19、，注入電平值是80dbV。、 選二個有代表的用戶終端（損耗最大的和損耗最小的），將HP3010R移到此終端，接線如圖7所示，注入104dbV 5-40MHZ的掃頻電平，儀器上顯示曲線的增益差值再減去20就是這分配網(wǎng)的反向損耗最大值與最小值了，并將此值做好記錄。2、 功率表達方式的調(diào)試方法使用儀器是型號為PORLINK-3C+的有線電視信號分析儀和型號為RP-100Q多載波信號發(fā)生器。、 將PORLINK-3C+接到反向光接收機的RF輸出檢測口上。、 在光站的主輸出口或任意橋口中用RP-100Q注入10MHZ和35MHZ的載波信號，信號電平設(shè)置為85-10Lg2=82dbV。、 調(diào)整光接收機的增

20、益控制電位器，使PORLINK-3C+顯示的電平為100-10Lg2-20=77 dbV（檢測口的衰減值為-20db），并把此電平作為調(diào)試標(biāo)準值，且將82dbV定為調(diào)試電纜網(wǎng)時的單位增益參考電平。、 將RP-100Q移第一級放大器，如果放大器型號為MB-75SH，注入10MHZ和35MHZ的點頻信號（注入點參考圖4）電平值為102dbV；如果放大器型號為BLE-75SH，注入10MHZ和35MHZ的點頻信號（注入點參考圖5）電平值為100dbV。、 插入反向放大模塊和適當(dāng)?shù)妮敵鏊p器，使PORLINK-3C+所顯示的電平值與標(biāo)準值相等。斜率等于35MHZ的電平減10MHZ的電平，如果斜率大于-

21、2db則需加輸出均衡器。按此步驟直至調(diào)到最末級的樓放，調(diào)樓放時的接線參考圖6所示, 注入電平值是82dbV。、 選二個有代表的用戶終端（損耗最大的和損耗最小的），將RP-100Q移到此終端，注入10MHZ和35MHZ的點頻信號電平值為106dbV，將此時PORLINK-3C+顯示的電平值與標(biāo)準值進行比較，它們的差值再減去20就是這分配網(wǎng)的反向損耗值了，并將此值做好記錄。此法的調(diào)試的優(yōu)點是使用的儀器較簡單也符合常規(guī)的調(diào)試習(xí)慣，但必需至少要兩個人配合完成，且需要無線對講機進行聯(lián)系。整個調(diào)試工程完成后，必須要作出完整的資料文件，內(nèi)容如下：1、 圖紙（包括原理圖和路由圖）2、 調(diào)試記錄表（樣式如表1所

22、示）3、 檢測報告表（表2）工程名稱： 工程編號： （表1）光站型號安裝地點輸出端口輸入電平光接收機型號安裝地點光接收機收輸出電平放大器編號安裝地點至前級損耗值（db）均衡器（db）輸入衰減（db）輸出衰減（db）35MHZ單位增益差值調(diào)試儀器： 調(diào)試人員： 分配網(wǎng)損耗：最大 dbV，最小 dbV四、 調(diào)試完成后用戶終端的檢測調(diào)試完成后，為檢驗調(diào)試的效果，應(yīng)對用戶終端抽檢，抽檢率是10%，抽檢的設(shè)備為CM一臺、手提電腦一臺，檢測的主要項目是：1、 丟包率2、 CNR值3、 CM的發(fā)射電平與接收電平在有線電視寬帶網(wǎng)雙向調(diào)試中，可以在前端設(shè)置允許從用戶端通過計算機遠程登錄到頭端設(shè)備察看CM的發(fā)射電平、CM的接收電平、反向通道的CNR值等重要數(shù)據(jù)。如Terayon的CM系統(tǒng)就可以在調(diào)試時在用戶端通過Cable Mo