HFC双向改造方案
一、HFC双向改造的必要性与可行性
1、必要性
l 优质、可靠的双向HFC网是广电建设综合信息网最基础的物理平台。
l 数字交互式电视是数字电视的发展方向，要求网络必须是双向的。
l 单向网络不具备数据通信能力，HFC网的资源优势得不到体现。
l 数字电视对网络的要求是稳定、可靠、低故障。
l 老网已经成旧，信号差，不稳定，故障率高，严重影响收视效果，不改不行。
l 用户私拉乱接现象严重，广电对用户缺乏有效的技术管理手段。
l 收视费的交纳率低，严重影响网络的发展后劲。
2、可行性
l 已有国家标准
l 优质双向网络的设计理论已经成熟
l 双向网比单向网的建设成本只高5～10％
l 国内外大量的网络营运实践证明了该技术的稳定性、可靠性。
二、DOCSIS对HFC网的性能要求
1、对下行通道的要求
参数名称 | 参数值 |
频率范围 | 91~860MHz |
频道带宽 | 6MHz 或 8MHz |
从最远端的CM到CMTS之间的传输延时 | <=0.800msec |
模拟视频载噪比(6MHz) | >=35dBc |
载波与总离散信号和带内侵入噪声之比 | >=35dBc |
CTB(对模拟调制载波而言) | <= －50dBc（在设计带宽内） |
CSO(组合二阶失真,对模拟调制载波而言) | <= －50dBc（在设计带宽内） |
交扰调制(CM) | <= －40dBc |
带内平坦度 | 0.5dB |
群延时(CMTS所占带内) | 75ns |
回波损耗 | －10dBc@<= 0.5μsec；－15dBc@<=1.0μsec －20dBc@<= 1.5μsec；－30dBc@>1.5μsec |
载波交流哼声调制 | <= －26dB（5%） |
突发噪声 | <= 25μsec（平均出现率10Hz时） |
季节性及昼夜信号电平波动 | <= 8dB |
信号电平倾斜(50~750MHz) | 16dB |
输入到CM的模拟视频信号的最大电平 | 17dBmV |
输入到CM的模拟视频信号的最小电平 | －5dBmV |
2、对上行通道的要求
参数名称 | 参数值 |
频率范围 | 5~42MHz 或 5~65MHz |
从最远端的CM到CMTS之间的传输延时 | <= 0.800msec |
载噪比 | >= 25dB |
载波与带内总的离散和侵入信号之比 | >= 25dB |
载波与各种干扰(噪声、失真产物等)之比 | >= 25dB |
载波交流哼声调制 | <= －23dB（7.0%） |
突发噪声 | <= 10μsec（平均出现率1KHz时） |
幅度波动 | 5~42MHz：0.5dB/MHz |
群延时波动 | 5~42MHz：200ns/MHz |
回波反射 | －10dBc @ <= 0.5μsec; －20dBc @ <= 1.0μsec; －30dBc @ >1μsec |
季节性及昼夜信号电平波动 | <= 8dB （从最小到最大） |
三、双向HFC网络设计要点
双向HFC网的建设包含三个重要方面：严谨的设计，精心的选材，认真的施工。
l 遵循“总体规划、分步实施、持续发展”的原则实施双向网络的新建和改造。
l 系统频率规划：上行5—65MHz，下行91—860MHz。
l 网络结构选择：以前端或分前端机房为网络管理中心，光分配网以星型结构方式连接各同轴电缆分配网，并同样以星形结构入户。
l 设计和计算：统筹兼顾下行和上行信号的电平分配。对上行而言，在汇聚点的电平均衡尤为重要。
l 光节点的划分：尽量以光站下不带或只带一级放大器为原则来划分光节点，而不要以每个光节点必须覆盖多少户来计算。
l 入户方式的选择：星形入户
² 双向可寻址集中分配器
² 带双向放大器的集中分配器
² 无源集中分配器
采用双向可寻址管理系统是值得首先推荐的方式。不仅仅是技术先进成熟，设备完善可靠，更重要的是保证了网络的可管理性、稳定性和可靠性。在降低了设计工作量的同时，极大地降低了日后网络维护的成本。对控制和侦测回传噪声具有很好的效果。
l 严把选择各种器材的选择关，干线电缆宜选－12或－9的铝管（带）屏蔽电缆，选择放水接头时，能用贯通的就不要用F型的。－5的接头应选用冷压型的。
l 精心组织施工，尤其是接头工艺。
l 建立完善的设计图纸文档资料，不论是施工调试还是检修维护，均应以图纸为依据。不能随意更改线路。
四、有关设计和调试参数
为方便用户在实际工作中操作，我们特整理如下参数指标供参考。
l 双向放大器和可寻址管理集线器等设备的下行入口电平：70~75 dBuV
l 光工作站回传光发射机的入口电平：75—95 dBuV
l 双向放大器反向模块的入口电平：≈80 dBuV
l CMTS的上行接收电平：60dBuV
l Cable Modem的接收电平：45—75 dBuV，最大不超过90 dBuV
l Cable Modem的发送电平：65—118dBuV
l 检测双向HFC网络的指标是否已适合CMTS运行的简单办法：
在用户端发送一个频率范围在5—65MHz的100 dBuV的信号，在CMTS端的接收电平达到60 dBuV即可满足要求。如果没有上行信号发生器，在实际操作中可选用1频道调制器作为信号源。
五、如何降低HFC的回传噪声
有人认为双向HFC网存在固有的“漏斗噪声”，无法克服。其实这这已经是多年前的老观念了。依据双向传输的理论进行严谨的设计，采用可靠质优的设备器材进行精心施工，漏斗噪声可以控制在很低的水平，完全可以满足数据信号的传输。
1、回传噪声的形成及来源
l 有源器件的热噪声，构成噪声频谱的基底
l 电缆接头接触不良，可能会影响整个上行通道
l 反向放大和光发射模块非线性失真
l 网络中未匹配的空余端口会成为外界各种突发干扰的侵入口
l 电视机高频头的低频段辐射泄漏，对回传噪声贡献不小
l 家中电器设备的电磁干扰也会侵入到回传通道
l 短波电台信号干扰，尤其是晚上特别强，主要集中在20MHz以下
l 回传网络衰减不均衡，造成整个网络的动态范围变窄
2、降噪措施
l 缩小光节点覆盖范围，可减小噪声影响面
l 回传按“汇聚均衡”原则计算，尽量用分配器，少用分支器
l “星形入户”，使用三态可寻址系统更有助于控制和侦测噪声
l 严格选材，照设计图精心施工，认真做好每一个接头,要求能防、水防潮
l 无双向业务的支路可用噪声抑制器（88MHz的高通滤波器）堵截噪声
l 从用户端到第一级反向放大器或光站之间的反向衰减不大于30dB
l 反向放大器的输入电平一般以80dBμV为准；光站的反向激励电平要求参照厂家给定的标准，一般在75～95dBμV
“汇聚均衡”，是使每一条回传支路的信号在汇聚点（放大器或光站）保持电平平衡，按这个原则去计算每个放大器的回传增益。从网络规划上要尽量采用星形布线的结构，可采用三态可寻址系统，严格施工工艺，严格按图施工。
有了良好的设计和施工，网络的质量就有了保证，维护工作量也会因此而降低。但是，双向网对网络维护人员的要求更高了。应该在建设时就对维护人员进行培训，同时配备必要的检测仪器，例如频谱分析仪。