论提高有线电视网络传输质量的若干技术要点

有线电视网络具有产业性、公益性和运营性的属性,能否把这种属性所确定的服务性作为有线电视网络文化的核心,关系到其自身的生存和发展。因此,有线电视网络示发展的出路就是要以高的传输质量和服务水平为前提,找市场,找用户,拓宽领域,服务大众。从各地运行的有线电视网络传输质量而言,或多或少地存在各种不容忽视的质量问题,对此我们不能熟视无睹。

1有线电视网络前端存在的主要问题

1.1如何保持各频道图、声均衡一致,方便用户调节收看各频道电视节目

有线电视系统中通常传送着几十套电视节目,而每套节目均由频道调制器(中频调制形式类同),将音视频信号调制为射频送人混合器,混合后的频道群频信号经传输网络送给用户收视。在这个过程中,若各频道调制的音视频信号幅度不尽一致,会使用户端调换频道时其电视机的音量、色度、亮度和对比度发生大的变化。

1.2如何消除有线电视前端觉的几类干扰源

有线电视前端是设备最为集中的地方,也是最容易受到各类电磁干扰信号侵入的地方。在前端设备均处于良好无故障工作状态下,而电视墙监视的多个频道或单个频道发生图像翻滚、横白道干扰、闪烁、黑或白滚道,网纹干扰以及伴音中的交流杂音等现象时,主要是前端各设备没有良好接地,导致交流电源和其他电磁杂波的窜入所引发的故障现象。解决的关键是认真检查工作地线的接地电阴和核查各设备的良好接地问题,以消除干扰源。

1.3光发射机的维护与有线电视传输质量的关系

当前,有线电视前端使用最多的是AM-ZM(调幅-光强度调制)光发射机,它影响有线电视传输质量的因素有以下几个方面。

1)光发射机的射频信号输入电平值为80dBμV/ch左右(以使用说明书为准),电平值过高会引起保护电路动作,使激光器自动关闭而信号中断;电平值过低会降低光调制度,载噪比下降,使传输信号质量变差。

2)激光器是光发射机的核心部件,它对工作电压的稳定度要求很高,为了获得高质量的有线电视信号和延长设备的使用寿命,应当采用高精度交流稳压器供电。

3)当光电耦合器上落有灰尘时会使光损耗加大,因此在拆卸光纤连接器(法兰头)时要戴上防尘帽,安装时先用无水酒精擦拭光输出口和光纤连接器后,将光纤连接器的突棱对准光输出口的缺口,把螺帽旋到底,保证两者良好接触。

4)光发射机送出的光信号,通过光纤传到光接收机后,如果选用的光发射机功率余量太大,或因网络的升级发行及其他原因使光接收点位置的改变而出现光接收输入功率过强时,若不进行适当的衰减,会使光接收机输出的射频信号严重下降。考虑到选购光衰减器既不太方便又增加了工程造价,这时应采取的办法是:将场强仪接于光接收机RF输出端监测,然后把尾纤在光终端盒所盘的圆圈直径缩小或进行不同角度的弯曲,以达到场强仪显示的RF电平符合要求为止,用胶带固定其形状即可,在这一过程中谨防将尾纤折断。

2关于有线电视干线传输信号质量优劣的技术要点

在HFC有线电视传输网络中,影响传输信号质量的主要部位是同轴电缆干线系统和用户分配系统。这里我们围绕同轴电缆的干线传输系统展开对其突出影响传输质量的要害点进行分析讨论。

2.1如何正确调测有线电视放大器的输入、输出电一

在有线电视放大器的调测维护中,往往有人只注重输出电平是否满足技术指标,而忽视对输入电平的测量,这是一个误区。因为当放大器的输入电平过低时,它不足以推动功率放大器的工作,也就无法保证传输信号载噪比(C/N)指标;当输入电平过高时,会使功率放大级过载而进入非线工作状态,严重影响信号的交调指标。

传输干线网络的载噪比为:

C/N=Si-10lgn-F-2.4式中:C/N为干线载噪比;Si为放大器的输入电平;n为放大器的串接台数一数;F为噪声系数;2.4为基础热噪声。

从上式可知,在C/N和F给定的条件下,所有放大器的输入电平Si随台数n的增加而按10lgn的规律增加,考虑到环境温度升高电缆损耗增大的因素,Si需增加余量△dBμV,其最小输入电平应为:

Si=C/N+10lgn+F2.4+△dBμV

设计中传输干线网的C/N一般定为了46dBμV,不用ALC(自动电平控制)的干线放大器余量最大不超过5dBμV,采用干线ALC的干线放大器余量选取3dBμV,每台放大器的噪声系数若为8dBμV,则在第三者10个ALC放大器的输入端最小电平应为:

Si≥46+10lg10+8+2.4+3=69.4(dBμV)传输距离越远,放大器的台数越多,输入电平就要求越高,这就是在干线传输系统中限制串联放大器台数的理由。

值得注意的是,在干线网的升级改造中,例如将300MHz,传输电缆的高频损耗就随之增大,显然原有放大器的输入电平达不到要求,放大器的载噪比降低,图像雪花严重。为此必须对干线网重新设计,对放大器的安装位置重新面置。无论是干线放大器还是用户放大器,其输入端频道电平要求基本平直,相邻频道的允许偏差为1～2dB,偏差过大会使放大器动态范围减少,容易产生非线性失真。通常要求放大器的输入电平为70～80dBμV,如LF33-4放大器输入电平的标准值为71dB±1.5dBμV。

有线电视传输系统中,交扰调制比限制比限制着放大器输出电平的提高;随着放大器串接台数的增加,其输出电平同样会减小。我们知道,交扰调制是31dBμV时,交扰调制比就能提高2dBμV。干线网络的总交扰调制比是n台放大器交扰调制比叠加的结果,其总交扰调制比为:

CM=48+2(Smax-S)-20lgn式中:CM为干线系统总交扰调制比;Smax为放大器最大输出电平;48为最大输出电平时放大器的交扰调制比;n为放大器串接的台数。

输出工作电平为:S≤Smax-1/2(CM-48)-10lgn由于环境温度的影响还应减去3dBμV的余量△dBμV,而频道的数量N造成交扰调制比降低10lg(N-1)dBμV,由此可知放大器输出的实际工作电平应为:

S≤Smax-1/2(CM-48)-10lgn-5lg(N-1)-△dBμV

可见,为了保证交扰调制比指标则应降低放大器的输出电平;为了保证载噪比指标又必须升高放大器的输入电平,因此,随着干线放大器台数的增加,其输入、输出电平之差就越来越小。一般干线放大器的增益在20～20dB范围内,放大器的实际增益不能超过其输入、输出电平的差值。

放大器的输出电平还应将低端信号比高端信号调低约3dB,以免随着线路的自保形成低端信号电平过大,高端信号电平达不到指标的局面,造成过强的低端输入信号采用均衡器或衰减也无法控制的后果。

2.2关于均衡器对传输质量影响的相关技术要点

同轴电缆对电视信号的衰减与其信号频率的平方根成正比,信号的频率越高则衰减越大。均衡器的作用就是用来补偿这种衰减特性的。均衡器对下限频率(衰减大)与上限频率(衰减少)的衰减量之差称为均衡量。

当干线传输系统的最高频率与均衡器的上限频率不符时,会反映出2种结果:1)系统的最高频率大于均衡器的上限频率时,则系统最高频率大于其上限频率的部分信号不能通过均衡器或衰减很大。2)当系统的最高频率低于均衡器上限频率时,会对系统的最高频率产生较大的衰减。

可见,考虑均衡器的均衡量时,必须注意系统的最高频率与均衡器的上限频率相符,杜绝根据高端信号电平的大小选择均衡器的以压低端信号电平的作法,否则,对于末端放大器由于线路的衰减而输入、输出电平难以达到要求,若再用均衡器将低端信号电平降到高端电平值,会使低端信号更低,严重影响图像质量。

由上述可引出2个要点:1)选用均衡器不但要依据其均衡量,而且要求它的上限频率与系统最高工作频率相一致;这一点对于升级改造的有线电视网络有现实意义;2)根据上述论述和实践证明,在不产生互调、交调的前提下,末端干线放大器不加均衡器对提高系统传输信号质量更有利。

2.3有效削除有线电视传输系统中各接插件引发的信号意外损耗方法

虽然有线电视网络的各种传输损耗已在设计和施工中采取了补偿措施而加以解决,但是各个环节的大量接插件所产生的意外损耗不容乐观,由于各个接头不尽密封,长期暴露在空气中,接头被氧化而接触不良屡见不鲜,阻抗和损耗随之增大。更为严重的是接头处渗水危害更大,造成电视信号轻微或严重短路。总之,接插件处的处理不当会产生下列现象:收视节目逐日不够清晰;雪花点变大;雨天电视图声变差,天晴好转;更甚者整片服务区有线电视中断。解决的办法是:在每个接头处都加热缩管,把接头处进行除氧化清洁后接好,然后将热缩移到接头处,用电吹风或喷灯加温,加温后的热缩管紧紧地包在接头处,这种处理方法等于对接头实施了全密封,潮气或雨水不致渗透到接头内,对于防止氧化、减小接触电阻、消除接头损耗、提高绝缘电阻性能、防止电视信号短路和增强接头处的机械强度等诸多方面都有重大的积极意义,进而提高了有线电视网络运行的高质量、不间断;既稳定又安全效益。

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