有线电视宽带HFC网络回传系统的上行信道噪声分析与抑制措施

摘要：有线电视网络信号的传输，受到的噪声和干扰信号的干扰的种类很多，需要根据实际的情况进行分析处理，提高信号传输的稳定性，文章通过阐述各种噪声的产生及特点，并提出一些抑制HFC网路传输中噪声和噪声干扰的方法和措施。

关键词：有线电视；宽带HFC网络；回传系统；信道噪声

中图分类号： TN943.6 文献标识码： A 文章编号：

光纤铜轴混合网（HFC网络）是有线电视网络常用的结构之一，它的铜轴电缆部分的结构一般是树型结构，采用的是共享信道的信号传输方式，网络的下行信道传输的带宽比较大，能够满足多路模拟信号、数字信号、常见的IP电话信号等信号的同时传输，而且具有良好的通信信道质量。但是在实际的工作过程中，HFC上行信道的带宽比较窄，一般只占用5～42MHz或5～65MHz频带，并且采用的的一点到多点的信号传输方式，网络中的干扰和噪声容易汇聚到前端，造成信息不稳定的现象。

一、HFC网络的结构噪声

根据噪声和干扰产生的来源，结构噪声可以分为内部的结构噪声和外部的侵入噪声。内部结构噪声有内部噪声和公共通道干扰两类，内部噪声是由于网络元件的变化产生，是不能够消除的，公共通道干扰是由于同轴连接部件的非线性失真，导致下行信号差拍分量对上行信道的干扰。

1、噪声的漏斗效应。在HFC网路中，用户在下行链路中接收前端发来的电视信号，同时，也会将前端到用户线路上的的正向放大器的热噪声和线路上的干扰信号传输，在经过线路分支器是噪声信号会产生衰减，分支器能够定向的消除了噪声或者干扰信号对分支器信号衰减的影响，这样用户在收视是噪声产生的影响不大。但是，在上行链路中，由于HFC网络的树状网结构，噪声和干扰信号会沿着传输网络进行汇聚，在HFC的光节点进行汇聚，产生很大的影响，这种汇聚现象称为漏斗效益。它的影响效果直接与网络上的用户多少有关系，在一般的情况下，一个光节点的用户数量控制在300户左右，信号的网络传输比较稳定，传输速率能够保证用户的需要。

2、公共通道失真。在主干线的分节点中，如果双向射频信号通过光分节点，信号的射频电流经过线路的器件机械触点时，往往会有氧化层在光分节点形成，产生接触的电位差，就像二极管一样，具有非线性传输的特性，造成下行多频信号存在差拍。当上、下行信号通过同一触点时，二者的差拍产生的混合物就会混入上行信道的频谱，就会对线路的公共信号产生公共干扰，由于下行的信号的电平高，产生的差拍也比较大，造成公共信道的信号失真比较严重，而且信号的干扰还会与外界的环境（如温度、湿度）有着很大的关系，在实际的工作中要保证触点的清洁干燥和进行防水处理。

3、哼声调制与电源辐射形成噪声。上行通道的信道电源产生干扰的原因有：一部分是由于上行信号被信道电源调制，造成信号在线路传输中携带有少量的未被滤除的交流电部分，在放大器的RF端就会产生噪声效果；另一原因是直流电源的杂散辐射。

二、汇聚噪声

1、汇聚噪声的形成。一是在有线电视的室内输入端，能够产生强的上行干扰，干扰的能量集中在5～35MHz频段上，干扰的能量呈单调下降曲线，而且这种干扰的频谱能量强度高，一般为70～90dBuv，当所有支路的干扰汇聚在一起就会产生很大的影响；第二个原因是环境电磁干扰，对电视信号的输入造成侵入干扰，产生的干扰强度一般为10～60dBuv。

2、汇聚噪声的途径。当电视的下行信号从楼宇经放大器输出后，在经过分配器、分支器后进入用户，这时的电视信号约为64dBuv，是下行信号的高电平转为低电平进行传输的过程。线路的上行信号也是电平降低的过程，在经过分支器时，信号的电平会严重的下跌，干扰信号在分支器这个地方就比较容易入侵。如果分支器经过上行信号越多，干扰信号入侵就越严重。但是不同的用户的上行信号经由不同的路由，产生增益就会不同，形成各用户上行信号产生汇聚电平存在差异，当这种汇聚电平回传时，必然会出现信号上行到各级汇聚点的电平也不相同。如果电平差异过大，即使通过CMTS 发出电平调整指令，调整Cable Modem 上行输出电平，也不能满足各用户电平上传到中心一致，就没有办法保证各用户上行路由的传输增益信号差小于±5dB，形成一些用户的上行信号产生过载失真，就产生了电平的汇聚均衡问题。

3、汇聚噪声的干扰抑制途径

（1）合理的利用信号的频道资源，有效的控制干扰信号的产生。可以在单向有线广播电视的下行信号与上行传输信号之间设置隔离频带，控制上行信号与下行信号之间的相互干扰。

（2）改进有线电视的接入方法，选用带有双向滤波器电路的用户盒。有效防止用户端馈入系统中因为信号的衰减而产生的噪声干扰，也能够有效的从根本上避免噪声的入侵传输线路造成的干扰。

（3）提高电视上行信号的电平，增强上行信号的抗干扰能力。根据国家公共防辐射安全的要求，上行信号的电平的值为114dBuv,在实际工作中可以将用户上行电平提升到105dBuv左右。

三、HFC网的侵入干扰

HFC网的侵入干扰一般从入户线缆端、接头和主干线路侵入，外界的环境侵入主要是电磁干扰通过电缆屏蔽层和接头侵入而形成的。由于HFC网的电缆网外界存在电磁环境中，网络结构又是树形结构，各种干扰和噪声信号容易汇聚到一起。由于外界的干扰有无线电干扰、电磁干扰等干扰，根据干扰信号的特征，可以分为：窄带连续波和宽带冲击波干扰两类。

1、窄带连续波的干扰。无线电广播以及业余无线电等相关的无线电波形成窄带连续波，主要原因是由于短波无线电频段是5～30MHz,在HFC网的上行信道频率范围之内，可以产生频率固定幅度起伏的窄带辐射干扰，无线电短波的传播是利用电离层的散射，信号的传输受到昼夜和四季做周期性的随机起伏，而且受环境的影响也比较大。

2、宽带冲击波干扰。这种干扰的产生有人为因素和自然因素，宽带冲击干扰对HFC 网上行信道的信号传输会产生重要的影响，宽带冲击干扰的偶然性强，幅度大，持续期短，频带宽，容易造成信号传输的中断。这种冲击干扰信号的随机性强，冲击强度大，如果对电视信号的输出产生干扰，会造成系统的突发性误码，导致HFC网络的上行信号失真，CM容易掉线。

四、HFC 网络的上行链路噪声与干扰的抑制措施

1、限制光站的服务用户数量，减少用户传输信号的干扰。控制光节点服务用户的数量，减少侵入噪声途径，抑制信号的干扰产生。用户终端越多，传输产生的噪声叠加值就比较大，对HFC网络的上行信道信号的干扰就比较厉害，网络传输稳定性就差。

2、采用高屏蔽的电缆和高指标的设备，优化用户分配系统的屏蔽，降低侵入噪声。在HFC网络实际工作中，对同轴电缆质量要采用高质量的屏蔽电缆，要求用户分配系统的电缆和无源器件的屏蔽性能要强。

3、合理设计和分析传输线路，减少线路接头的数量。提高电视网络接线的施工质量，保证接头的施工工艺符合要求，保证接头清洁、干净、干燥和屏蔽性能。

4、增加施工的控制设备，消除用户端设备的侵入噪声。例如可以加滤波器或带滤波功能的接口模块，来降低用户的接入噪声，可以采用带通滤波器对回传频带外的噪声信号滤除，对未使用的回传业务信号进行隔离等，可以有效的降低线路信号传输的噪声。

五、小结

HFC网络信号传输的影响因素比较多，需要对具体的情况进行具体的分析，采用多种技术途径，注意信号传输的细节处理，有效的降低线路的信号干扰，提升HFC网络电视信号传输的稳定性。

参考文献：

[1]郭星海，论HFC网络回传通道的建设[J].中国有线电视，2011(12).

[2]齐建生,有线电视宽带HFC网络的噪声[J].有线电视技术,2012(3).

[3]王东升，HFC网络上行通道噪声分析及抑制措施[J],2010(5).