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光纤同轴电缆混合(HFC)网络的频段规划与频道配置

浏览:3680  来源:通信人在线  日期:2021-12-14

光纤同轴电缆混合(HFC)网络属于一种宽带接入网络,目前的有线广播电视系统是由HFC网络所承载,因此它可以为用户提供电视广播业务(包括模拟电视与数字电视)、调频声音广播业务、宽带数据业务(如IP业务)及视频点播业务等业务的接入,尤其是广播类业务的多路传输。鉴于此,HFC网络需要对信号的传输做出频谱规划,以使各种各类、各路各套的传输信号互不影响的传输。

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光纤同轴电缆混合(HFC)网络的频率规划(包括频段规划和频道配置)沿袭于早期的模拟电视广播系统(即无线广播电视系统或开路电视系统)的规划方案,开路电视系统的频率规划主要是要适应于无线媒质传输(且为单向广播传输),要避免与其它无线通信系统的互相干扰。光纤同轴电缆混合(HFC)网络主要承载有线广播电视(此时也称电缆电视(CATV)或闭路电视)系统。因此,此时的HFC网络在频率规划,需要考虑的是:一是系统通信能力(容量)的需求;二是有线传输特性(与其它通信系统的互扰性);三是业务通信的双向性;等。鉴于此,HFC网络的频率规划,虽然沿袭了开路电视系统,然而所使用的频谱范围要远大于开路电视系统。

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为支持给用户提供非广播电视的交互式业务和数据通信的双向性,HFC网络安排双向信道,采用时分多址(TDMA)方式工作,其中上行信道在数字电视系统中也被称为回传通道。在我国,HFC网络的频谱资源仍然采用低分割(SUB-SPLIT)分配方案,我国的相关标准中给出了具体的规划方案与要求。

一、总体规划

1997年我国发布的通信内部标准YDN 061《接入网技术体制(暂行规定)》中,首次对HFC网络的频段规划进行了规定,其频段划分的具体情况详见下表1-1,包括频段编号、频段范围及使用业务的划分等。其共划定了5MHz~750MHz的频谱范围,其中包括上行频段的安排。在2000年我国发布的通信行业标准YD/T 1063《接入网技术要求--混合光纤同轴电缆网(HFC)》中,它也基本遵循了YDN 061-1997的划分规定,但频谱范围扩大为5MHz~1000MHz,且上行信号安排的频段也进行了扩大,具体详见下表1-2。表1-2应为HFC网络的频段分配的标准方案。

1-1YDN 061-1997规定的我国HFC网络频段分配方案

1-2YD/T 1063-2000规定的我国HFC网络频段分配方案

依据上述HFC网络的频段安排,与开路电视系统相比,在5MHz~1000MHz频谱范围内增加了业务(模拟电视业务和数字电视业务及通信数据业务)的使用频段,称为增补频段,这些频段主要是原来开路电视系统不能使用的频段(其它无线通信系统在使用)。下表1-3对各频段的性质进行了说明。

1-3HFC网络频段分配方案中各频段的说明

二、关于下行的频段安排与频道配置

1、频段安排

由于HFC网络主要是用于我国标准电视信号(PALD/K制式)的传输(包括模拟电视和数字电视),即有线广播电视系统是由HFC网络所承载。因此,在1999年发布的我国广电行业标准GY/T 106《有线电视广播系统技术规范》中,对于有线广播电视系统的下行频段进行了规划,具体详见下表2-1。它的配置要求是符合YDN 061-1997的相关规定,其频谱范围是在5MHz~1000MHz间,但具体频段配置及使用与YDN 061-1997的规定不尽相同,稍有差别。而是与YD/T 1063-2000的规定是相同的(表1-2)。表2-1中,87MHz~1GHz频段被安排为下行业务的传输频段,其中A频段(110MHz~1GHz)用于模拟电视业务、数字电视业务和数据业务的传输。

2-1:我国广播电视系统的频段安排(GY/T 106-1999要求)

另外,在1999年发布的国家标准GB/T 17786-1999《有线电视系统频率配置》,实际上是对GY/T 106-1999标准的频率配置的内容升级为国家标准,即GB/T 17786-1999频段安排是与GY/T 106-1999完全相同的。

2、频道配置

GY/T 106-1999只是划定了上行信道的频率范围为5~65MHz,并未配置具体频道;但对于划定的下行的广播电视信号的频段110~1000MHzGY/T 106-1999给出了具体的各频道的频率配置,给出的都是模拟电视的频道(频道带宽为8MHz,适合于我国的标准电视制式PALD/K),其数字电视和数据业务可以在模拟电视频道内安排。它包括了原开路电视系统的DS-6167~175MHz)到DS-56854~862 MHz)共51个频道和Z-1Z-42的增补频道。

欲详细了解GY/T 106-1999给出的下行电视频道具体配置的请进入

另外,对于87MHz~108MHz频段范围内的调频声音广播,GY/T 106-1999要求载频间隔不小于400kHz指配频率点(可设置52个频率点)。

欲详细了解GY/T 106-1999标准具体要求的请进入

3、频道的传输质量

我们知道,有线电视系统规划的频率范围中,包括了其它无线电业务使用的频率范围,即为共用频率范围,因此,系统有可能受到来自于其它相关无线电业务的干扰,那么在工程实际中对于有线电视系统的频道(包括DS频道和Z频道)的实际选用应引起高度关注。在我国有线电视系统的工程建设标准GB/T 50200-2018《有线电视网络工程设计标准》的附录B中,对系统所有频道中可能受干扰的频道进行了提示,所列的可能受干扰频道情况,一般而言在不同区域频道数目和受干扰程度不同,其中根据干扰情况,有的频道被列为禁止使用或尽量避免使用。

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三、关于上行频段的安排与频道配置

1、频段安排

在上述的各标准中,对于HFC网络的上行频段都是安排在最低频段,YDN 061-1997规定的频段范围为5~42 MHz范围;而YD/T 1063-2000GY/T 106-1999GB/T 17786-1999均安排为5~65 MHz范围。

2001年发布的广播电视行业标准GY/T 180HFC网络上行传输物理通道技术规范》中,对上行频段又进行了细化并提出了要求,具体详见下表3-1-1。它是将5~65 MHz的上行频段又细分为三个波段(RaRbRc)并给出了对应的传输业务的划分。

3-1-1HFC网络的上行频段安排(GY/T 180-2001要求)

在国家标准GB/T 17786-1999标准中,也将5~65 MHz的上行频段根据其传输业务的类型(主要以业务的信噪比(CNR)的高低分类)又细分为两个频段(5~15 MHz15~65 MHz),具体详见下表3-1-2。与表3-1-1相比,是对传输业务的类型进行了细化,多是相对于有线电视系统内的相关业务。

3-1-2:有线电视系统上行频段安排(GB/T 17786-1999

2、频道配置

在上述的各标准中,均未对上行频道进行配置,只有在GY/T 180-2001标准中对HFC网络的上行传输信道的频道进行了指配,要求应尽可能的优选下表3-2所列的中心频率(共19个信道),此时应考虑频率配置可能造成的对网络其它设备中频(如10.7MHz38MHz等)的影响。

3-2HFC网络的上行传输信道的频率配置表

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3、频段的传输质量

在国家标准GB/T 17786-1999标准中,对5~65 MHz的上行频段的传输质量分段进行了划定(分为好、较差和差三种传输质量),如下图3-3所示。在上行传输网络设计时,应根据实际测试情况,确定上行传输频段。在图3-3中,上行频段产生干扰的原因可参见下表3-3

3-3:上行频段传输质量图

3-3:上行频段产生干扰的原因

欲详细了解GB/T 17786-1999标准相关要求的请进入

由于HFC网络支持的通信能力(包括承载的业务种类与业务数量)巨大,且虽然提供双向通信,但重点是下行通信(特别是广播式电视业务)。因此严格遵循其频段规划和频率配置显得十分重要。

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附录
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