HFC网络上行噪声控制系统

1、引言 HFC 
       光纤同轴混合接入网是经CATV网改造而成的,在目前尚不能做到光纤到户的情况下,为满足宽带业务传输而提出的一种较为经济的解决方案。HFC最后将数据,视频和语音通过一根同轴线入室,实现一根线提供电话,通信数据传输和电视广播三种业务。它综合利用了数字和模拟传输技术,既考虑了网络设施投资的现实情况,又考虑了未来结构升级的方便性。因而这种在有线电视人户网络基础上提出的HFC网络进行综合业务传输具有很多优点。但是同时,在HFC网络上实现双向通信业有一些需要解决的问题,特别是上行通道噪声干扰问题。直接影响到通信质量。
       用户对服务质量的理解是所提供的服务的实用性以及接收到的信号的质量。对于CATV网的下行信道,已经做了许多卓有成效的工作,但相对来讲,上行信道的类似工作就收效甚微。而新的双向服务如数据、电话、交互式视频的传送,使得上行信道的服务质量和下行信道一样重要。
 
2、HFC通信特点 
       HFC网包括前端系统和HFC传输网。前端系统由各种服务业务组成,它包括射频、电话和数据三种服务,而HFC传输网是由光纤节点和同轴电缆结合而组成。HFC通信具有广泛的用户基础,几乎所有的城乡都开通了有线电视,只要加以改造即可成为HFC网络。HFC网络带宽可达1GHz,用CableModem进行双向通信时,其下行速率可达30Mbps,上行速率可达10MbPs,数据传输率比电话线调制解调高出百倍。同时由于HFC的同轴用户网是共享树型分支拓朴结构,容易产生上行噪声累积。对HFC上行通道通信产生不良影响。另外,HFC上行通道有效带宽为5-65MHz,这一频段也极易受到入侵噪声的干扰,入侵噪声是叠加在噪声基底上的一种随机的不可预见的射频干扰,它们是通过电磁场在电缆端口和馈线耦合进入电缆网络。HFC受到的入侵噪声主要有三类:冲击入侵噪声,主要是由用户端的家用电器产生的;感应入侵噪声,主要是由天电,高压线和配电站产生的;辐射入侵噪声,无线电通信以及天空中各电波差拍的多次谐波产生的。上述的各种噪声对上行数据通信都造成一定的影响,其中来自用户的噪声就占70%,由于“漏斗效应”的存在,又使得来自用户的噪声叠加、恶化,对通信造成的影响更加严重。这些噪声可能造成数据通信中误码的增加而无法收到正确的信息,还可能干扰到其他下行频道的通信质量,甚至通信中断。针对上述情况,为了降低上行通道的噪声对数据通信的影响,一般的方法有:选用好的电缆和屏蔽好的分支分配器,采用封闭接头,提高系统的蔽能力;利用滤波器对上行通道滤波,抑制来自用户端电缆的杂波。上行通道滤波可以对某些噪声加以抑制,改善上行通道的通信质量。但由于上行通道噪声的多样性和频谱的不确定性,使上述手段均不尽人意。往往出现一个接点的强入侵干扰,造成整个系统的失效。为了更好地解决这个问题。本文介绍了一种针对上行噪声的控制系统,本控制系统对上行通道定时进行C/N测量,判断入侵噪声点,并实时处理,避免其对其他线路的信号干扰。
 
3、控制系统的原理和功能
 
3.1控制系统的原理
       该系统由主控制器和通信控制器两部分组成。系统通过主控制器与安装在通信延长放大器中的通信控制器进行数据通信,实现通信监视和控制。主控制器和通信控制器之间的通信采取查询/选择方式,由主控制器轮查。通信时主控制器发出信号寻址通信控制器,并通过监测地址相符的通信控制器发回的信号,来判断线路通信状况。当检测到发来信号的信噪比小于域值时,即报警,同时记下通信不好线路的地址和发生的时间,以供外部查询时LCD显示,并同时对延长放大器上行通道进行关断或衰减增益的处理。
3.2控制系统功能
 
3.2.1且系统主控制器功能
(1)信息存储功能:存储各分支的各项相关信息。
(2)登录功能:对各个通信控制器原始信息的登录包括某些指标的设置。
(3)删除功能:把不再对其提供服务的支路从系统删除。
(4)监测功能:主控制器通过查询的通信控制器,并对地址相符的分支单元发出的信号进行监测和判断,确定通信可否。并同时将载噪比的情况定量的通过LED十段表示。
(5)控制功能:控制功能分手动和被动两种状态。手动是依据控制中心管理需要,由操作员手动操作,指示通信控制器对相应的放大器进行控制处理。而自动依据通信状况,当监测到线路通信不良时,即由主控制器自动指示通信控制器对相应放大器进行控制处理。
 
3.2.2通信控制器功能
(1)信息存储功能:存储本分支地址号,以及噪声门限值。
(2)监测功能:实时检测本延长放大器上行输入的C/N。
(3)登录功能:登录地址及本分支的噪门限。
(4)通信功能:接收主机寻址信号,如果地址相符,发信号,然后接收主控制器发来的控制指令。
(5)控制功能:依据主控制器发的指令,去控制延长放大器。
 
4、结论
本控制系统监测HFC上行通道噪声对线路通信质量的影响。当线路的信噪比低于阈值时,就对线路进行处理和控制。不仅可以防止突发的脉冲和人为噪声的影响,还可以防止“漏斗效应”和连续干扰噪声的影响,是一种多功能的控制系统。一般通信系统年停用最长时间要求小于53分钟,当然HFC达到这个要求还有许多工作要做。但是我们所研制的这套系统,作为网管系统的重要部分,对于入侵噪声的定位和排除,减少停用时间具有重要的意义。


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