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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(diǎn)，所以空中的各種電磁波噪聲無(wú)法干擾光纖中傳送的電視信號(hào)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(gè)渠道進(jìn)入有線電視系統(tǒng)，給系統(tǒng)中傳輸?shù)碾娨曅盘?hào)、數(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(yuǎn)，不會(huì)給CATV系統(tǒng)的HFC網(wǎng)造成危害。如微波和衛(wèi)星的信號(hào)功率很小，對(duì)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(duì)地仰角，加上又是遠(yuǎn)地覆蓋，如果有線電視網(wǎng)離它較遠(yuǎn)，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(dá)數(shù)十千瓦以上，它容易產(chǎn)生對(duì)電視信號(hào)的干擾，如果有線網(wǎng)設(shè)置的頻道與它們避開(kāi)，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(duì)高頻段吸收較強(qiáng)的特點(diǎn)，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(chǎng)強(qiáng)較高，就有較大的噪聲進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)中，對(duì)高端電視頻道進(jìn)行干擾。為了克服空間的電磁波噪聲干擾，應(yīng)盡量地延長(zhǎng)光纜長(zhǎng)度，縮短同軸電纜的長(zhǎng)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(lái)干擾噪波對(duì)電視信號(hào)的影響。線路安裝時(shí)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(lái)避免干擾噪聲。
總之，空中的電磁波非常復(fù)雜，對(duì)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)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(duì)它深入的研究，就能較好的克服這些來(lái)自空中的干擾噪波。
二、設(shè)備帶來(lái)的噪聲
HFC網(wǎng)絡(luò)的前端設(shè)備有調(diào)制器、光發(fā)射機(jī)等。各生活區(qū)設(shè)有大量的光接收機(jī)，它們都是產(chǎn)生隨機(jī)噪聲的主要原因。而隨機(jī)噪聲通�？煞譃閮纱箢�(lèi)，其一是電路噪聲，其二是外部電磁波侵入噪聲。對(duì)于系統(tǒng)內(nèi)電路的噪聲可以通過(guò)設(shè)備電路的優(yōu)化設(shè)計(jì)、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(dá)到降低噪聲指標(biāo)。
而外部進(jìn)入的噪聲可采取設(shè)置屏蔽網(wǎng)罩方式來(lái)達(dá)到阻止噪聲的進(jìn)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(lái)噪聲入侵，還可在信號(hào)進(jìn)入設(shè)備之前裝一只濾波器，以隔離外來(lái)噪聲的進(jìn)入。經(jīng)本網(wǎng)實(shí)踐，它能有效的濾掉外界進(jìn)入的各種低頻和高頻噪聲干擾。
光節(jié)點(diǎn)后的放大器級(jí)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(diǎn)向小區(qū)延伸外，光節(jié)點(diǎn)后盡量不設(shè)放大器，最多只設(shè)1-2級(jí)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(diǎn)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(qiáng)度大、損耗小的特點(diǎn)，為了加強(qiáng)對(duì)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(qiáng)的屏蔽作用。在接頭方面應(yīng)選擇無(wú)電磁波泄露的電纜接頭，對(duì)過(guò)去使用的不良接頭，氧化松動(dòng)的F頭應(yīng)逐一換掉，避免噪聲從接口進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)中。電纜的逐漸老化，會(huì)使其傳輸特性變差，不但使纜內(nèi)的射頻信號(hào)外泄嚴(yán)重，降低了有用的信號(hào)電平，外界干擾也會(huì)竄入系統(tǒng)。
HFC網(wǎng)的同軸分配系統(tǒng)一般采用樹(shù)枝型，由于網(wǎng)絡(luò)分配系統(tǒng)復(fù)雜，而且點(diǎn)多、面廣、線長(zhǎng)，它能延伸到用戶的各個(gè)部位，可以講網(wǎng)絡(luò)的布局是全方位式的，正因?yàn)檫@個(gè)特點(diǎn)，整個(gè)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(gè)空中環(huán)境，網(wǎng)絡(luò)會(huì)受到各種窄帶連續(xù)波和寬帶沖擊波以及無(wú)線電波的干擾。
從HFC網(wǎng)講，帶寬一般從5-750MHz，而短波無(wú)線電發(fā)射機(jī)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(hào)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(diǎn)。
另外，在網(wǎng)絡(luò)中還出現(xiàn)時(shí)有、時(shí)無(wú)、時(shí)強(qiáng)、時(shí)弱的干擾，這種干擾偶然性很強(qiáng)，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(jī)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(shí)，不但會(huì)產(chǎn)生本振輻射，而且對(duì)非調(diào)諧頻道會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈反射，一些分支分配器的隔離度指標(biāo)較差時(shí)，反射后的干擾會(huì)更大。網(wǎng)絡(luò)中還發(fā)現(xiàn)一些干擾來(lái)自家用電腦產(chǎn)生的脈沖干擾，其干擾頻率一般會(huì)落在上行通道較低頻帶范圍之內(nèi)，這類(lèi)故障尋找特別困難。 大氣放電、雷電、閃電、等也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)干擾，由于它們隨機(jī)性太強(qiáng)，沖擊強(qiáng)度大，防范起來(lái)也比較困難，它們?cè)斐傻臎_擊干擾的頻譜較寬，在2K-100MHz范圍內(nèi)，所以對(duì)HFC網(wǎng)絡(luò)的干擾影響更大，特別對(duì)數(shù)據(jù)傳輸會(huì)造成突發(fā)性連串誤碼，使畫(huà)面信號(hào)出現(xiàn)大量馬賽克現(xiàn)象。
對(duì)于窄帶和寬帶干擾問(wèn)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(duì)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(lái)自成千上萬(wàn)的終端用戶，利用CDMA系統(tǒng)的擴(kuò)譜特性，可通過(guò)加橫向?yàn)V波器來(lái)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(duì)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(cuò)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(shù)枝型結(jié)構(gòu)傳輸和分配方式，也就是講它是一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)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(diǎn)對(duì)一點(diǎn)，使上行通道的噪聲遠(yuǎn)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(jī)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(huì)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(duì)這一問(wèn)題，在網(wǎng)絡(luò)升級(jí)改造時(shí)應(yīng)盡量減少雙向傳輸放大器的級(jí)連數(shù)目，因?yàn)榧?jí)連多的雙向放大器產(chǎn)生的回傳噪聲和整個(gè)支路產(chǎn)生的噪聲疊加起來(lái)就會(huì)形成上行通道的漏斗效應(yīng)，它對(duì)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(zhǎng)，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(huì)明顯增加。因此，放大器的選擇很重要。
網(wǎng)絡(luò)改造時(shí)將光節(jié)點(diǎn)盡量靠近用戶，最大限度地把雙向放大器的級(jí)數(shù)減少到1級(jí)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(dá)到這一點(diǎn)。
2.用戶端口產(chǎn)生的干擾噪聲
用戶噪聲來(lái)自于用戶電視機(jī)、計(jì)算機(jī)、錄像機(jī)、VCD、音響等設(shè)施。如終端用戶將收錄機(jī)、VCD、音響、電視機(jī)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(shí)輻射出來(lái)的信號(hào)會(huì)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(huì)因產(chǎn)生的多次諧波干擾本用戶電視信號(hào)的收看。
3.用戶計(jì)算機(jī)帶來(lái)的干擾
隨著有線電視技術(shù)的迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)融入有線網(wǎng)的技術(shù)越來(lái)越成熟，給網(wǎng)絡(luò)的多功能綜合數(shù)據(jù)傳輸帶來(lái)了機(jī)遇。但如計(jì)算機(jī)與有線網(wǎng)的接口處理不好，它也會(huì)給網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)難以尋找的干擾噪波。自從計(jì)算機(jī)進(jìn)入有線電視網(wǎng)絡(luò)后（如利用某頻道逆程信號(hào)接收股市實(shí)施行情），在本網(wǎng)中出現(xiàn)了較多計(jì)算機(jī)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(huì)在電纜中逆向傳輸，通過(guò)放大器后，影響數(shù)幢樓房幾百戶用戶收看電視信號(hào)。要在近幾百戶中查出有故障的微機(jī)，確實(shí)難度很大。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和人們對(duì)信息知識(shí)的需求，計(jì)算機(jī)在很短的幾年內(nèi)會(huì)大量擁入有線電視網(wǎng)，因此，對(duì)計(jì)算機(jī)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(jìn)入網(wǎng)絡(luò)。
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