数字化有线电视前端机房信号管理解决方案.doc

数字化有线电视前端机房信号管理解决方案 一、 前言 随着广电技术的飞速发展，设备更新换代的周期变短，新技术不断涌现，如HFC双向网络、Cable Modem、数字电视、SDH传输、宽带IP千兆以太网、网络管理等等。这就带来新设备不断地投入使用，而设计规范与操作规程的制定却远远跟不上实际的需要。刚刚设计改造的前端机房，用了两年不到又要中断信号重新调整。这在西方国家的有线电视运营者来说会造成极其严重的损失。所以对于机房设计工程师来说，未来所面临的挑战是极其严峻的。 目前我国有线电视前端机房的设计越来越趋向于规范化，回顾过去的有线电视前端机房，我们大家都深刻地感受到，要想设计一个规范化的，切合实际又实用的有线电视前端机房也绝非易事，比较后可以得出，过去的前端机房，存在着连线杂乱，外挂无源器件太多，信号传输不规范，线性以及均衡调整不理想等各种因素带来电视信号等级降低，故障率高，维护困难等诸多因素。我们公司参考了国外的一些著名机房以及结合我国一些工程的具体案例，得到了一些体会愿意和大家分享。 目前我国的很多城市已经开展了各种各样的数字业务以及其它关于数字方面的增值业务，在业务开展中往往遇到很多回传噪声的问题，实在使很多工程技术人员感到头痛，那么我们应该怎样来面对这样的问题呢，是解决还是逃避，很显然逃避不是解决问题的方法，可是解决又该怎样解决呢？我想解决的方法也是很多种的，从根本上讲，与其说解决，还不如说适应性调整。因为环境是不可根本改变的情况下，只有去适应它才能保证业务的正常进行。 首先，我们来分析数字业务的回传与电视节目的下行在信号环境下的区别：电视信号在频谱上看，多半在65M以上，在这样的信号环境下输送信号，和它相伴随的噪声环境相对来说是比较小的，越是高段的信号，噪声峰值也越小，所以在信号频谱上看，电视信号的峰值相对噪声相比较， 噪声就显得微乎其微了；可是回传的频段多半都在65M以下（SCDMA在200M环境），无论从前端还是在末端看频谱，都会发现，在低段的噪声基础就比较高，信号的峰值与噪声的峰值都比较接近，关键的问题在于此，在这一段的信号使用就难上加难了。 其次，在65M以下有用信号与噪声之间的电平差很小的情况下，对于电缆分配网部分的局限性也带来了很大的不便。原因是电缆分支部分带来的差异会导致回传到放大器的回传信号的电平输入相差太远。在分支分配末端，对于电视信号相差5-10dB是很正常的事情，可是这种差距对于回传到放大器就不能忍受了，特别是在再加上电缆长度的不同，分支分配器之间的差别，到放大器回传模块的电平，可能会相差太远，尤其是在回传频段上的噪声电平又很高，同样会进入放大器的可能性就很大。 第三，分支器之间有差异，5-65M之间也有差异，可是最大差异在于电缆，因为电缆在5-65M以下的损耗与750或860M时的电缆损耗相差实在太大了。虽说使用回传均衡器带来一定的方便。但是总的来说，调整电缆接入部分的回传，包括回传放大器以及单位增益准则的应用，都不是一件特别轻松的事，它需投入大量的人力物力，经过长时间的摸索才可能达到稍微好的效果。 可在这时候，前端回传混合分配的设计是马拉松长跑的最后100米冲刺，前端回传系统的产品选型以及设计直接决定了该回传整体系统的最后总体得分。它的重要性如同心脏，决定这个业务的运营效果。 不仅仅是回传，电视信号下行的前端机房部分同样起到心脏的作用，很多的网络维护人员都会对其维护工作的难度感到头痛，网络一级一级往下传，越是环节多偏差越大，甚至达到没有办法调整的地步，我们该怎么办？该责怪电缆还是放大器，是光传输还是前端？在这么多的环节当中，要想得到每一部分能够调整，首先要有可靠的前端，前端的性能直接决定所有其它的东西，如果前端有1-2dB的误差，那么谁能轻易的告诉我到了电缆分配后会造成多少偏差？这是一个很难回答的问题，所以，在整体网络当中，首先我们要有一个值得信赖的部分，也就是一个基准，如果没有基准，整个网络没有办法解决。很显然，前端部分的无源及有源的设计就要求高精度高标准的设计，才能给末端工作带来改善的可能。 很多工程设计人员把注意力全部集中在价格最昂贵的设备上，而往往忽略了辅助周边设备的重要性，如同一匹千里马没有给它配上合适的马掌一样，即使是很昂贵的马，没有好的马掌，也不能达到日行千里的能力。从中我们发现，加拿大PCI是一家专门把注意力放在这些机房辅助周边设备上的厂家，他的理念是不同运动项目要配不同的鞋。目的是要让非常昂贵的设备能够达到其应有的效果。 二、 PCI 简介 加拿大PCI是全球最齐全的有线电视周边设备生产厂商，并通过了ISO9001认证，为宽带服务供应行业专业设计和制造高品质、创新的产品，大多数产品供应有线电视市场。其产品尤其适合数据传输对器件的要求，对于解决在双向网络中因器件问题造成双向数据传输不通畅的情况优势相当明显，而且PCI公司的产品在北美乃至全球数据网络建设和运营中不断总结、改进和完善，使其日趋完美。 在20年发展过程中，PCI利用全球领先的核心RF滤波技术生产出高性能的产品提供给广大客户，PCI在RF滤波和RF信号管理概念方面是行业的领导者，受到全球知名厂商及用户的赞誉。PCI不断在研发和制造更加创新的滤波器、混合/分配网络（RF和L-Band信号管理）、射频放大器、末端无源设备、测试信号发生器、连接头和终端产品。 走进我国一些有线电视台前端机房，表面上机架排列整齐、清洁、美观，但到机架背后看，从卫星接收的信号分配到前端RF信号的混合、分配等，用的都是小功分器、混合器、定向耦合器、分支分配器，这些小器件用电缆吊挂在设备后面，显得非常杂乱，是造成前端不可靠性的重要原因之一，也给设备维修带来麻烦。 PCI公司把上、下行信号混合、分配、监测器件集成在1 Ru或5 Ru机架上（SCN-1000 19",SCN-2000 23",MAXNET系列）。SCN-4000则是将16路光节点回传信号的混合、分配、测试等器件集成在19" 2RU的机架内，其外部只有16路输入端口和4路混合，8路混合，16路混合等多种选择及测试端口，器件在内部连接，连线最短，可靠性最好，还大大减小外部干扰的侵入。 PCI的专业研发中心不断的开发创新的技术，高品质、高科技的产品给客户带来更多有益的帮助。PCI的客户来自全球，包括北美地区大的有线电视系统运营商和小的电缆网络运营商，也包括更多的通信供应和制造厂商，PCI靠快速的响应时间、产品定制、高品质的产品供应和强大的技术支持来赢得客户的信任。 PCI产品包括： l PCI滤波器 l MAXNETTM 系列RF and L-Band信号管理产品 l SCN系列RF and L-Band信号管理产品 l SCN-ManagerTM RF信号管理 l DigiMAXTM 射频放大器 l DigiMAXTM 末端无源产品 l COMPRESSORTM 连接器、终端器和附件 PCI目前在国内的主要用户（未详细列出）： 青岛有线台 深圳有线台 南宁有线网络中心 广州市环网 瑞安有线网络中心 中广有线舟山分公司 岱山有线台 陕西宝鸡广电网络 江苏泰州有线台 福州宁德有线台 宁波有线台 北京TPV（全球第三大显示器厂商） 三、 加拿大PCI----- 信号管理专家 首先我们来讨论一下，机房内有些什么昂贵的设备？我们根据机房内的信号性质以及功能来分成几个部分的设备：L-BAND 信号、A/V信号、RF信号、光信号、监控设施、强电设施、接地以及五金设施等。对于我们广电人士最重要的是L-BAND 信号、A/V信号、RF信号、光信号、监控设施等四大部分。在这四大部分当中，加拿大PCI 为我们提供了什么呢？ 如何设计前端机房，不如展开实例边说边强调： 加拿大PCI 为我们提供了品种繁多，系列齐全，应用灵活的产品，在这里我们可以仅拿出其二至三个系列的产品来说明一下： 3.1 SCN-1000系列： 该系列是19”机架1RU高的系列产品，每一个SCN-1000可插两个8路以下的模块，16路占一个1RU机架，模块种类齐全： L-BAND：可分为2路、4路、8路、16路，双2路、双4路模块等等。 RF：也分为2路、4路、8路、16路、宽带滤波器、定向耦合模块，双2路、双4路模块等等。其中还有3个2路模块、4路+定向耦合模块、2路+4路模块、2路+双定向耦合、双定向耦合、3定向耦合、宽带滤波器模块、8个定向耦合等等。其它的模块不一一列举。 8路分配/混合模块 4路分配/混合模块 2路分配/混合模块 SCN-1000系列机架 PCI陡峭型 陷波器/滤波器 ` PCI所有产品的特点是高屏蔽度120，高线性+/-0.5。而SCN-1000系列产品是为19”机架式设备所应用，比如说一个机柜一般放置16台1RU调制器，而一个SCN-1000插上一个16路模块就可以完成本机柜内16套节目混合的所有RF连线，而输出线只有一条，达到RF信号连接最短的目的，机柜内只有一条RF信号线输出，而每套节目的连线都套上相应的开线套管，这样对未来的系统维护和调整都带来了方便。如果机柜内部根据其他的具体情况，有一些特定的节目编排，利用其丰富的模块种类，也可以达到输出最少线的目的。它的特点在于可以灵活组合模块，达到整体布线规范，没有外挂器件，结构分明，维护简单的效果。同时PCI 还提供系列的在线衰减器和均衡器等，可以用来对信号做相应的调整。 PCI产品设计的思路是强烈的模块化结构，他们认为机房的每一个环节都应该是模块化的结构，模块化的产品的目的是为了每一部分都是模块化的，包括机柜也视为模块化，机柜就是一个更大的模块，卫星部分模块化，调制部分模块化，光传输部分模块化，节目或信号的调整只是在模块上增加模块而已，整体的布线是不轻易去改动的。而且是为将来预留好的，随时增加的。 图： （图一） 19”机架式混合分配器的应用是针对不同的设备结构而设计的。1RU高单16路可应用于19”机架式设备的连接，输出线只有一条，1.5RU双16路的可应用于模块式设备的连接，输出线只有两条。如图所示。 （图二，16路机架式调制器） （图三， 32路模块式调制器） 3.2 MAXNET(系斯耐特)系列： 该系列是PCI引以为自豪的产品，也是所有系列中品种最齐全，功能最强大的系列产品，它几乎所有的要求都能满足，从卫星部分开始到回传方案都有其施展的空间。虽然SCN-1000系列也有相应的卫星L波段以及RF射频，可跟MANXNET系列相比，那远远不能相比。上述（图三）就是MAXNET 产品的其中一款16路混合。详细介绍如下： 首先我们从机架谈起，MAXNET系列的机架就分很多种，其中分为 （1）、有源和无源设备机架 （2）、1RU、1.5 RU、3RU、5RU （3）、水平安装及垂直安装 （4）、前面板安装及后面板安装 （5）、多种电缆扎线管理架等等。 19”1RU机架正面 19”1RU机架背面 19”3RU机架正面 19”5RU机架正面 19”5RU机架背面 3.2.1 电源： （1）220V （2）110V （3）48V （4）24V （5）24V远程供电等等 （6）带有电流监视的电源模块等等 3.2.2 L-BAND