高频调制与低频调制EOC技术的优劣比较

2009-06-04 12:37:00来源:DVBCN数字电视中文网 作者:余少波热度:

关于EOC是采用高频还是低频有很多的争论。从总局的需求白皮书来看,是采用高频技术。现在主要的争论是在下面的几个方面。


低频噪声和传输距离


低频噪声有多大—60-80dBμν


低频噪声到底有多大?下面是在一个用-9的电缆搭建的实验网络上进行的测试结果。

从实验的网络上看,低频噪声电平在40-50 dBμν左右。在2005年6期的《广播电视信息》上的文章“双向HFC网络建设中的经验与体会”上说,在实际的网络中,经实际测试,发现干扰产生有两个途径,其一是用户室内的电视机及其他家用电器产生强烈干扰,主要集中在5~20MHz频段(呈单调下降曲线),其频谱能量强度高,一般在70~90dBμν。其二是环境电磁干扰侵入电缆接头而形成,如短波电台信号等,对常用的电缆接头处侵入产生的干扰强度一般在10~60dBμv,电缆呈现了“接收天线”效应。两类干扰中,以电视机输入端口引入的干扰最为严重。

因此,实际网络中的低频干扰噪声大约是60-80 dBμν。


需要的SNR是多少?--25 dB


“关于 HFC接入网中几个关键问题的探讨”AM-VSB模拟电视信号需要52dB的载噪比(CNR)才能获得理想的图像质量,而采用64QAM调制方式的数字信号只需要30dB的信噪比(SNR)就能达到基本无误码传输(误码率BER≤10-9)[5]。

实际上,64QAM的SNR达到25dB就可以了。


现在来计算EOC的传输距离


假定:
发射电平:110dBμν。
低频噪声:60dBμν。
SNR:25dB。

那么,对低频EOC来说,110-60-25=25 dB,也就是说,只计算线路衰减的情况下,传输距离在300-400米左右。

那么,对高频EOC来说,110-25=85 dB,也就是说,只计算线路衰减的情况下,传输距离在400米左右。


从上面的计算来看。高频和底频的EOC的传输距离是一样的。这与实际测试的情况是一致的。问题是,低频EOC的带外抑制不容易做好,基本上现在所有的低频EOC都会干扰电视信号。


数字信号对模拟信号的干扰分析


我们知道,有线电视HFC网除了提供传统的模拟电视节目外,还要提供话音或数据业务,即传输数字信号。因此对数模混合转输的HFC网络的性能进行测试和分析是非常重要的。HFC网络结构引入了服务区(Service Area)的概念,将一个大网分解为许多物理上独立的子网(每个光节点的同轴电缆分配网),每一个子网允许采用相同的频谱安排而互不影响。HFC系统采用频分复用(FDM)方式,按照广电部门的标准,整个频段的划分如图1所示。

图1 HFC同轴电缆频谱分配示意图


  将某频段划分为若干数字信道和模拟信道,便可使数字信号和模拟信号在同一路由上混合传输。原理上,目前用于模拟传输的各频段都可用于数字传输。数模混合传输中要注意的重要问题就是模拟信号与数字信号之间的相互干扰。

  对于只传送模拟视频信号的系统,其失真包括复合二阶失真(CSO)和复合三阶差拍(CTB)。如果系统中增加了数字载波信号,与之相对应,则会产生二阶差拍复合噪声(CIN2)和三阶差拍复合噪声(CIN3),它们的总和就是互调噪声(CIN)。正如许多模拟载波的离散差拍在模拟系统中相加产生CTB一样,各种互调噪声差拍相加将产生复合互调噪声。该噪声电平取决于模拟、数字频道的位置和电平。可以用计算机程序计算出载波产生的所有差拍,这些载波可以是任意的模拟或数字载波的组合,且具有不同的振幅[4]。 图2给出了50~550 MHz的77个NTSC制式模拟载波和550~750 MHz的33个数字载波同时传输,当数字载波电平相对于模拟载波电平降低时,数字载波对模拟频道的影响。从图中可以看出,数字信号电平越低,对模拟信号造成的载噪比(CNR)的劣化越小。


图2 数字载波对模拟频道CNR的影响


  但是如果数字信号电平太低,则模拟信号反过来要影响数字信号的传输,造成误码率上升甚至通信中断。AM-VSB模拟电视信号需要52dB的载噪比(CNR)才能获得理想的图像质量,而采用64QAM调制方式的数字信号只需要30dB的信噪比(SNR)就能达到基本无误码传输(误码率BER≤10-9)[5]。 数字信号电平的高低取值是个重要的问题,它取决于许多参数,与数字信号的调制方式、调制深度、系统的噪声特性、数字信号与模拟信号之间的频带间隔等因素有关。我们对数字信号与模拟视频信号混合传输系统的性能进行了测试,测试系统框图如图3所示。

图3 数模混合传输系统性能测试框图


图中ZBL6860A多源信号发生器输出50~550 MHz的60路PAL/D制式模拟载波信号。E1数字信号发生器输出1个数码率为2.048 Mbps、线路码型为HDB3的数字信号,该数字信号通过射[FS:Page]频调制器和上变频器后,调制变频为710 MHz的射频信号,然后与50~550 MHz的60路PAL/D制式模拟载波信号混合成一路射频信号进行传输。测试结果表明,当数字信号电平比模拟载波电平低15dB以内时,系统能正常工作,数字信号对模拟载波的CNR、CSO、CTB均无明显影响,系统的误码率BER可达10-9。当数字信号电平比模拟载波信号电平低20 dB时,模拟载波信号明显影响了数字信号的传输,系统的误码率BER降至10-4,甚至出现了通信中断的现象(AIS告警)。


可扩展性


由于低频的可用带宽有限,所以在扩展性上非常不好。如果以后要扩展每户的接入速度,就没有可以使用的带宽了。而高频部存在这个问题。有足够的扩展带宽可以使用,符合NGB的要求。


现有低频技术在延迟和抖动上是不能满足要求的


低频现在使用的技术是PLC和PNA技术,主要的厂家有H3C,KT,等等。下面是他们在延迟和抖动上的测试结果。测试时在某广电上市公司做的。

1对32

厂家 包长(byte) 时延(ms) 丢包率(%)
HXX 1024 1954.424 0.22
KXX 1024 142.35753 0
ZXX 1024 239.0425 0
WXX 1024 137.451 0
AXX 1024 3.951 0

研究表明用户的需求是:
100ms 对用户来说可以接受.
1 second = 延迟太大,用户以为是中断了
10 seconds = 无法忍受,用户以为是掉线了
Voice over IP 经验表明最大250ms 延迟
建议的延迟最大 50ms (平均20ms)
最大峰值抖动 40ms(TS 102 034)

也就是说,现有的低频技术是无法满足视频信号传输的要求的。


现有低频技术在杂散输出抑制上是不能满足要求的


参考“4、EOC数据信号对数字电视信号的影响;”


现有低频技术无法满足大容量视频传输的要求


作为广电行业,传输的大部分信号是视频信号,其特点是要求带宽高。而现在的低频技术无法满足压力测试的要求。他们标称的速度可以达到100Mbps,在实际使用的过程中,测试结果为:


从上面的测试结果中可以看出,当一个局端只有一个用户的时候,速度达到90Mbps,当有32个用户的时候,整个系统的速度只有20Mbps了。

这说明两点:
1、不能满足视频传输的要求。
2、所谓的能带60个用户,完全是忽悠。因为带30个用户的时候,每户的速度都不到0.7Mbps。

作者:中数爱信网络科技 余少波 博士( DVBCN特邀嘉宾)

责任编辑:DVBCN编辑部

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