HFC双向网络噪声信号分析与抑制方法

广东省广播电视网络股份有限公司珠海分公司　杨逸明



HFC双向网络噪声信号分析与抑制方法

广东省广播电视网络股份有限公司珠海分公司杨逸明

本文主要介绍广东广电珠海分公司创新HFC网络调试及优化方式，打造优质有线电视承载网。

HFC网络噪声；频谱；信噪比

一、前言

我们通常把上行传输中的噪声与失真产物分为热噪声、脉冲冲激噪声、相位噪声、交调失真、反射、群延时等，其中特征明显且对双向通信有关键影响的反向噪声主要有5大类：RF侵入噪声、脉冲冲激噪声、共用通路互调失真、系统热噪声、激光器削波。

反向噪声的来源广泛，HFC网络的星—树型结构导致前端汇聚噪声大幅度波动，噪声源分散且规律性不强，给网络维护带来困难。本人针对反向噪声的频谱特性和传播特性进行分析，总结出抑制HFC网络反向噪声的方法。

二、噪声信号入侵与传播特点分析

当干扰源产生的干扰以电压形式出现时，干扰源与同轴电缆之间就存在容性电场耦合。同轴电缆在受到外界施加不同频率的干扰电压时，其隔离程度也有很大差别，对低频噪声干扰的隔离较差（图一）。

图一 电缆感应不同频率的干扰信号

同轴电缆在传输信号时，对各种频率的衰减程度也是不同的，频率越高信号衰减越大。噪声信号在分配网中传播同样遵循这一规律（图二）。

图二 噪声信号传播距离与频率的关系

三、噪声信号频谱特性分析

日常中有许多电器或多或少会产干扰噪声，一下是几种典型噪声的干扰波形（图三）。

图三 各种噪声干扰波形

从这些典型噪声干扰波形可以看出，他们都为非正弦波形。根据傅里叶变换可得出它们都是由不同频率的正弦波组成。本人用频谱分析仪对这类噪声进行测试，可以看出，噪声的分布范围一般都很宽（图四）。

图四 噪声频谱图

从频谱图可以看出，一个基频为10MHz的噪声，它的频谱分布在0～80MHz的范围，凡是在此范围内的信号都有可能受到它的干扰，但随着频率的上升，高次谐波的幅度明显减小，干扰强度也随之减小。为此，本人对常见的噪声干扰进行频谱测试，得出频谱分布特性图：

图五 常见噪声干扰频谱特性

从此类噪声的频率分布特性可以看出，它们通常干扰一个频带的信号，而不是某一个频点，频率一般分布在0～100MHz的范围内且能量主要集中在低频段。

由此可见，许多噪声信号的频谱成分大多集中在反向通道内（5～60MHz），且在这频带中信号传播能力最强，而同轴电缆在此频带内的屏蔽效果又最差，造成了双向网络中，经常遇到各种干扰而又难以排出的原因。

四、噪声信号抑制方法

虽然回传信号在反向通道内的传输有诸多不利因素，可绝大多数时间信号的传输不受噪声干扰影响的原因在于，假设CM的发射电平为110dbuv，经过链路衰减在放大器输出端通常可保证76dbuv，若回传信号强度大于噪声信号强度30db，根据电平的定义，可得：

即信噪比为30db时，回传信号强度是噪声信号的1000倍，受噪声干扰影响可忽略不计。

但若噪声信号从放大器输出端附近入侵，由于噪声在链路中的衰减较少，回传信号受干扰影响的可能性增加。

所以，抑制外界噪声干扰的重点需放在放大器端，具体要求是：

1）合理的调试，放大器输入与输出信号须在放大器的线性区之内，否则将会出现相互调制，产生干扰频率。在2010年开始的网络统调工作中，针对放大器输入输出电平的调试有合理的标准并有严格执行。

2）规范的安装，接头的选择、制作和安装是抗干扰的重点。在本次统调工作中，针对放大器端制作不合格、有转接、未压接完全、接入设备不牢固的接头进行了全面的整顿；并在空载输出口安装终端负载上紧放大器、供电分支盖板等，尽量屏蔽外界的干扰信号，不让它进入系统。

3）安装放大器回传滤波插片，针对噪声基频主要集中0～20MHz频段内，本次统调工作中对所有调试的放大器都安装了滤波插片，隔离0～20MHz信号，预防噪声信号高次谐波对回传通道的干扰。

4）合理的布线路径选择，本次统调对接入放大器端的线缆的敷设路径也有要求，尽量避开电源线、变压器等电器设施布放，避开可能的干扰源。

通过一年的统调工作，我们分配网运行状况有了较为明显的改善：

表一 2014年10月至2015年8月CMTS噪声记录

五、结束语

综上所述，面对噪声干扰，只要我们做好了放大器端的调试安装，那么就完全可能加以预防抑制，使之控制到可以接受的水平，我们的双向业务就能够顺利开展并获得成功。