直调技术中的数字电视论文范文

1系统原理及调试

1.1直调技术的应用

我公司1550nm直调光发射机是上海凌云公司生产的TBT3155直调发射机，是专为Overlay插播系统而设计的，针对插播系统的应用，优化设计了插播发射机的性能与结构，具有最大支持32个IPQAM频点插播的能力；独有的电控光衰减功能，可以在设定插播系统所需的光差值后，由程序自动根据主播光信号的大小来控制插播光信号，确保两者差值自动控制在用户设定的值。实现插播系统全程自动调节，人性化、简单易用的设计。同时以电控衰减器为核心的独特的AGC电路实现光调制度的自动控制，可灵活地调节驱动电平的大小，同时确保了系统调试后电平的稳定不变，从而大大简化工程调试。在具体应用时，我们在对应的前端机房将要插播的信号通过一台1550nm直调式光发送机调制后，与原有光纤传输的信号经光复用器耦合进入同一芯光纤传输。在正常光纤传输组建的HFC网中，通过光纤放大器、光纤分配器把信号传输至各光节点，每个光节点再解调出对应信号进入千家万户。为提高整个传输系统的指标，我们要尽量避免二级光电转换，IPQAM调制器可根据业务需求下移至分前端机房，甚至可下移至光站。通过1550nm直调技术将IPQAM信号直接从对应的机房（节点）混入，实现IPQAM信号的异地插播。IPQAM数字信号的插入结构图如图1所示。

1.1.1系统结构原理边缘IPQAM调制器把前端视频服务器下传的IP数据流重新封装打包后，经数字调制后直接送给1550nm直调制光发射机，1550nm直调制光发射机与分前端下传的数字电视信号经光纤耦合器混合后传输至1550nm光放大器，经HFC网络传输至用户端。根据上述原理，我们可根据业务发展需求，把IPQAM调制器下移至光节点，利用空间分割的方法获取更大的下行带宽，以满足海量下传业务所需的网络信道。用户端的互动电视VOD系统工作原理是：用户从机顶盒上发出服务需求，通过HFC网络（或电话等上行通道）上传至视频点播服务器，视频点播服务器响应机顶盒的点播请求，将节目传输流封装打包经数据网络传输至IPQAM调制器；IPQAM将多个节目复用成节目流，通过QAM调制输出射频信号进入HFC网络，经HFC网络传输到用户机顶盒。

1.1.2系统的灵活性与扩展性通过1550nm直调制光发射机不但可以插播数字信号，还可以插播模拟信号，IPQAM下行的频段由当地网络公司网络频率分配给定。由于HFC网络的下行带宽是有限的，利用1550nm直调技术与IPQAM技术的特点，我们可以根据业务发展情况确定组网方式。由于传统数字电视下行业务是采用外调制1550nm光发射机进行组网的，一个前端机房的下行在500~860MHz，若业务量不断加大后，我们不需要重新再组建一个前端，只需要利用空间分割的分式把1550nm光发射机和IPQAM调制器下移至下一级节点即可。

1.2系统调试

1.2.1系统调试原则（1）频道数与主路信号不重叠光接收机是不能分辨两路光信号的，若是两个重叠射频信号，光接收机只能得到两个同频信号的叠加。（2）确定主路光信号与插播光信号的比例确定主路光信号与插播光信号的比例是系统能否取得成功的关键。

1.2.2系统调试中存在的问题当完成1550nm直调光发射插入后，每个光节点都同时接收下行数据信号和插入窄播信号，网络会存在以下问题。（1）当下行数字信号频道数远多于窄播插入信号频道数时，窄播光波的接收光功率应比数字信号光波的接收光功率低8～10dB。为保证数字信号信道的载噪比维持在50dB以上，数字信号光功率在-1～0dBm，我们只能把窄播光波的接收光功率降到-10～-6dBm。（2）当数字信号和窄播信号传输的频道数相同或相近时，两个信号进入光接收机的接收光功率应基本相同，此时，同二级光电转换一样，CNR有3dB的劣化，但广播信号的非线性指标不会有劣化，整体的系统指标仍好于二级光电转换模式。因此，利用1550nm光发射机与IPQAM调制器进行组网的这种模式可解决多套本地电视节目和IPQAM并发流插入问题，可保持HFC网络数字信号指标基本不变的情况下，提高插入信号的性能指标，同时避免二级光电转换；通过空间分割方式将IPQAM下移后可实现IP数据分流，同时有效地提高了HFC网络的下行有效带宽，为今后的增值业务提供良好的基础。

1.2.3调试（1）为确保主路光信号的传输指标，减小插播信号的影响，一般情况下我们把插播信号的光功率定的比主路信号光低6dB。①一般情况下，光接收机的正常接收光功率为0dBm。我们按这个参考值计算，若主路信号的光为-1dB，插播信号为-7dBm，这样插播信号对主路信号的载噪比影响会较小。②如果我们按正常调制度下直调发射机的CNR为50dB，则此时-7dBm接收时载噪比会降低4~7dB，而接收机的输出电平会比主路信号的低12dB。③我们既要保证接收机的输出电平，又要提高插播频道的载噪比，所以必须降低插播的频道数。（2）由上述分析可知，模拟信号插播发射机信号调制度需比正常情况下提高12dB，在保证总功率不变的情况下，频道数约为4个频道。（3）饱和输出功率如图2所示，若光发射机是17dBm输出，那么理想状态下主路光信号的功率应为16dBm，而插播光功率应为10dBm。但实际上由于目前应用的EDFA对于不同波长的增益谱不是平坦的，这给整个系统的调试带来了一定的麻烦，因为广播信号的波长域插播信号的波长有一定偏差。（4）加入EDFA的系统不同波长增益的差异使两路光信号强度比例发生了变化，在插播系统中，有的甚至加入3级光放大，这使得我们必须考虑加入EDFA后，系统如何调试。由于EDFA波长增益的不确定性，实际应用中，我们很难判断经过EDFA后，两个波长的光功率比例是多少，我们也就无法判断进入接收机的光功率比例。为了解决这个问题，我们可以采用系统联调的方式。如图3所示。我们基于这样的一个事实，进入接收机插播信号光功率比主路信号低6dB，那么，进入接收机的插播光功率为-7dBm，主路信号为-1dBm（总功率按0dBm），相比较非插播的情况，主路信号进入接收机的功率降低1dB，那么可以推出主路信号接收机的输出电平将降低2dB，如图4所示。反过来思考，如果我们插播光断掉与打开的情况下，主路光信号的输出电平会降低2dB，我们可以认为进入接收机的插播光信号光功率比主路低6dB，如图5所示。

2系统指标测试

双向HFC网络是以光纤为干线传输网，以电缆为分配网组成的传输系统，是下一代广播电视网的重要组成部分，它是目前入户率最高的多媒体通信网。数字电视信号是应用数字压缩技术进行编码，采用高效数字调制技术进行调制，与传统有线电视传输不同的是，传输网络中入侵的干扰噪声会对数字电视业务造成严重影响，直接表现为数字电视图像出现马赛克、宽带业务掉线或掉包等严重故障，给用户的服务带来大量问题。

2.1前端机房测试记录我公司频率使用情况是：87~210MHz保留模拟频道信号；218~386MHz传输互动电视节目信号；394~402MHz频率预留；410~762MHz传输DVB信号；780~802MHz传输高清电视节目。主要测试互动电视频段指标和DVB数字电视频指标，抽测十六个频点。从测试结果来看，前端各项指标良好。

2.2光节点测试记录主要抽测十六个频点，直接从光接收机的输出测试口进行测试（衰减20dBμV）。从测试结果来看，各项指标均达到要求。

2.3用户端测试记录用户端主要采用DS900手持式测试仪，主要测试电平、MER、BER的相关指标，并通过电视机直接观看图像质量，直接到用户端抽测十六个频点，测试结果统计如表1所示。全网采用1550nm光传输技术，实现光节点后的无源分配，广播的MER指标仍然较高，受到的影响较小，能满足机顶盒的正常接收和解调，而插播的IPQAM指标也很好，其应用是成功的。

3总结

本文重点介绍了直调式1550nm光发射机在全1550nm光网中的应用，它能有效地提高下行带宽和实现大光功率覆盖，从而完整地构建一个全新的、性能卓越的、可靠性优良的、成本低廉的双向HFC网络。通过各级节点的测试，相关指标均能达到要求，到用户端采用电视机直接观看，达到观看级别。因此，使用直调式1550nm光发插入IPQAM信号的接入方式是可行的。

作者：李再保单位：云南广电网络沾益支公司