浅析有线电视前端信号系统的构建

刘 勤

（江苏省建湖县广播电视台，江苏 建湖 224700）

1 引言

有线电视前端机房承担着把中央、省、市及地方广播电视节目信号传输到千家万户的任务，其信号形成与传输质量关系到用户的收视效果，因此设计处理好机房信号从接收、调制、传输、混合、分配到播出等一系列工作，确保有线电视前端的信号传输质量，是有线电视前端信号系统构建的一项十分重要的任务。

建湖县位于江苏中北部，面积约1155 km2，辖有16个镇（区），总人口80万人，有线电视用户约16万户。全县的有线电视信号早已实现了“县—镇（区）—行政村—自然村”光纤传输的网络全覆盖工作。全县城区网络主要采用星树型结构，以1310 nm光信号传输覆盖至小区（或楼栋），县城到各镇（区）采用1550 nm光信号传输覆盖，各镇间、镇到行政村、自然村采用1310 nm光信号传输覆盖。2008年，建湖县启动了有线电视模转数工作，从县城开始，逐步实现了有线电视信号的模转数，目前县城模数转换率达95%。

按照国家标准GB/T20030-2005《HFC网络设备管理系统规范》、GY/T221-2006《有线数字电视系统技术要求和测量方法》、GY/T121-1995《有线电视系统测试方法》等相关技术规范的要求，为了建设好有线电视前端信号系统，做了精心的规划设计和认真的安装工作，使有线电视前端信号播出的质量，达到了很好的预期效果。笔者主要对有线电视前端信号系统构建过程中的做法，进行简单介绍，供同仁借鉴。

2 前端信号组成

有线电视前端系统是整个有线电视的基础平台。利用这个平台，把许许多多的广播电视节目，根据节目传输的需要，通过合理的配置信号处理或传输的设备，将多路节目信号变成一路有线电视网络信号传输。有线电视前端信号系统示意图如图1所示。

建湖县有线电视前端信号分为输入信号和输出信号。前端输入信号有：卫星接收信号、市县光纤网下传的数字电视未加扰信号和加扰信号，自办电视节目信号，自办广播节目信号等。前端输出信号有：全模拟广播电视与数字电视混合信号，6套模拟与数字电视混合信号，有线数字电视信号，有线调频广播信号等。目前有线电视前端机房建设下传34套模拟电视节目（包括2套自办电视节目），1套调频广播节目，112套数字电视节目。前端输出信号主要是光信号输出。

3 系统中信号的形成与传输

在有线电视前端中，因为输入信号源的多样性且要求输出下传多样性的信号源，所以，有线电视前端采用多种不同性能的设备接收处理不同的输入信号，形成有线电视RF信号，然后再把这些RF信号经过滤波、混合、放大、分配、光发光放等传输处理环节后，输出为有线电视下传信号。有线电视前端信号系统结构图如图2所示。

3.1 输入信号

输入信号主要分为两大类即自行产生的有线电视信号和市网下传的有线电视信号。对市网下传的有线电视信号，通过光接收机接收后，输出为有线电视RF信号。对输出传输的RF信号，根据实际要求，进行滤波、放大、混合处理，获得规定合理的传输电平，以保证正常传输使用。对自行产生的有线电视信号，通过将卫星接收的信号和自办的广播电视节目信号，在保证其输入视音频信号质量的前提下，对其信号进行合理的分配、编码、复用、调制、混合等传输处理后形成有线电视RF信号。

3.2 输出信号

建湖县有线电视网络系统采用有线模拟电视信号和有线数字电视信号混合传输的模式。前端输出信号要求的信号构成不同，信号输出为光信号。因此，要根据不同输出信号的构成要求，把不同节目的信号进行混合、放大、分配，形成不同的RF信号，传输到光发射机输出，形成不同的输出信号，作为有线电视前端播出下传的信号（如图2所示）。为了给不同的光接点提供合适的光功率信号，在实际工作中，要根据输出光发光设备的输出功率要求和HFC网络各光接点光功率的要求，按照光接点的距离，设计合理的光分路器。

3.3 信号传输

前端系统中传输有不同节目的信号，使用的设备较多，系统信号的形成及传输主要需考虑各设备之间RF信号进行混合传输的电平匹配问题，以确保获得高质量的系统信号传输质量。为了获得很好的输出信号质量，对有线电视前端中设备的输入输出信号的传输电平，尤其是有线电视RF设备和光设备电平。要按照设备的不同技术指标要求规定执行操作。以下介绍几种主要设备在实际使用中的电平要求。

1）调制器。有线广播电视前端机房使用的调制器有AM调制器、QAM调制器、FM调制器等。虽然它们性能不同，但都是把广播或电视信号调制成RF信号输出。调制器一般使用邻频型，分固定频率和捷变频率。调制器输出的RF电平一般最高为110～120 dB，最低90～100 dB，输出电平调节范围为10～30dB。实际使用时调制器输出电平宜选高些，以获得较好的输出RF信号的C/N指标。调制器输出电平一般选取比调制器最高输出电平低2～5 dB。

2）RF放大器。前端机房一般使用低噪声、平衡、宽频带放大量约20 dB的高质量前置放大器。为保证有线电视信号C/N，CTB，CSO等主要指标，一般放大器输入电平为（80±5）dB。输入电平高有助于C/N指标的改善。

3）1550 nm光放大器（掺铒系列）。一般光放大器的输入光功率在1～7 dB，如果低于0 dBm时，C/N指标将会严重下降，高于7 dBm时，非线性指标又会变差，因此，一般输入光功率选择2～5 dBm较好。

4）光发射机输入电平。一般有线电视光发射机输入电平按照厂家的推荐值为（80±5）dB，实际电平可在推荐电平基础上，加上10lg（推荐信号载波数/实际传输信号数）电平值。经多方实践证明，在有线数字电视与有线模拟电视混合传输的HFC网络中，为了保证系统C/N指标和CTB，CSO指标，一般将有线数字电视RF电平比有线模拟电视RF电平降低6 dB以上进行混合传输，以获得较高的信号质量，实际取降低8～10 dB较好。

3.4 信号频道频率的规划

建湖县有线电视前端信号中，有线数字电视信号采用市平台的同频道有线电视RF信号。市平台采用Z18～Z36频道，每频道复用7套电视节目加扰后以64QAM调制作为有线电视信号下传，同时采用Z8，Z9两个频点传送未加扰信号，供前端机房作信号源使用。Z37频道作为县自办数字电视频道使用，550 MHz的HFC网中其他频道传送有线模拟电视信号。

为了避免市平台下传的有线电视信号中其他频道的信号对县有线电视前端下传的频道信号造成同频干扰，在市下传的经光接收机输出的RF信号，采用Z18～Z36频道带通滤波器，滤出Z18～Z36频道中的有线数字电视频道信号，经放大处理后，直接作为县有线电视前端下传信号使用。对市下传的专供有线电视前端机房使用的Z8，Z9两个频点未加扰的有线数字电视信号，经分配后作为清流机顶盒信号源以解调出相关节目的视音频信号供前端机房使用。本地插播的有线数字电视自办节目经过编码压缩、复用、64QAM调制后，用Z37频道输出信号下传。市有线数字电视平台在下传信号的EPG信息中，增发Z37频点的相关信息，供用户机顶盒接收使用（自办节目为无加扰信号）。

本地自办广播节目信号采用102 MHz频点传送，信号经调频调制器调制后作为有线电视前端信号源下传。

3.5 设备信号的连接

有线电视前端信号系统中有众多设备及器件，做好他们之间的信号连接是保证信号系统良好性能指标的重要方面之一。为了获得良好的输出信号质量，必须认真做好设备之间的接线。根据有线电视前端信号系统中的不同信号类型，信号的连接要采用不同的信号线及接线方法。在实际工作中，要采用国标高质量的信号连接线和接线头，连接时要保证信号接线和焊接符合技术规范，接插头接触要良好，连接线宜短不宜长，接线固定规范，设备安装摆放要整齐等。

4 信号系统设备电源

广播电视部门是党和政府的喉舌，是重要安全保障部门之一。有线电视前端的电力保障尤其重要。因此，建湖县有线电视前端采用了双线路电源供电方式，即从两个变电所分别提供电源，确保供电的安全。同时增加了在线UPS电源连接方式，确保不断电。机房动力设备及照明设备单独供电，与机房前端设备用电相分离。

有线电视前端信号系统设备众多，因市供电源电压不稳，所以有线电视前端信号系统的设备供电必须采用经精密性能的稳压电源供电方式。在设备电源连接时，尽量保证同一传输系统设备使用同一组电源，同时各设备电源的火线与零线的连接要统一。为了避免因接地不同，各设备和系统之间易形成电位差易造成设备损坏，信号易出现网纹干扰等现象，根据实践经验，在实际工作中将安全保护接地、直流工作接地、防雷接地、防静电接地、屏蔽接地等全部就近与机房等电位网连接在一起，形成等电位系统。为了保证接地系统良好，接地体应采用较厚宽铜带连接为佳。

5 小结

建湖县建设的有线电视前端信号系统，信号从接收、分配、传输、混合、播出等一系列过程均经过缜密的筹划、合理的设计和精心的施工安装。有线电视前端运行后，信号输出正常，技术指标经测试均符合规定要求。几年来，有线电视前端信号系统播出的各类信号质量较好，性能稳定可靠，为建湖县有线电视的发展提供了重要的保证。