数字电视整体平移阶段传输设备输入状态的快速调整探讨

薛广胜

本文从光发射机运行机制出发，介绍了笔者用Excel表格函数计算驱动电平的方法，并在实践中加以应用成功的经验。

“十.二五”期间，全国有线数字电视整体平移工作如火如荼。这一阶段同一（有线）网络传送的节目形式（本文指调制混合方式）比较复杂：其一是原数十套模拟电视频道与数字电视频道混传；其二是模拟基本六套（占用六个频道）与数字电视频道混传；其三是纯数字电视频道单独传输。这三种传送形式可覆盖全网、光节点、甚至若干小区，也可由“其一”向“其二”升级，最后过渡到“其三”。理论和实践均表明，以光发射机为代表的线路传输设备是保证升级调整正常进行的核心，而其输入端的驱动电平又是关键之关键。如何快速准确地调整是值得研究的课题。

光发射机的正常运行机制（含AGC控制范围）

在“光进铜退”时代，光发射机起着至关重要的作用。其内部激光器调制度的大小决定了其输出已调信号质量的优劣。一般来说， 激光器总调制度与单个频道调制度密切相关。而单个频道调制度与其输入电平相关。对于某一特定的光发射机，总存在一个最佳（总）调制度，保证信号的最佳传输。有线电视工程上，光发射机的输入信号是以频分复用方式混合的RF信号。在幅频特性曲线上，该信号总的大小（本文称为总电平）符合积分法则：是各个面积的和。其工程上的大小的度量见本文第三节。

改变光发射机各频道的输入电平可改变各个频道的调制度。由于其AGC电路的作用，总调制度将在一定限度内保持不变。一般来说AGC的控制范围在5dB以内。以4.5 dB为例，当加入光发射机的输入总电平在最佳总电平的正负2.3 dB左右范围内变化时，光发射机的输出信号质量不受影响。但如果子信道（频道）数量变动较大，有些子信道的输入电平如果维持原值，则有可能使总电平的变化超出AGC控制范围，致使光发射机的调制度偏离最佳值，使信号传输质量劣化。

光发射机驱动电平的计算

光发射机的工作状态由内部激光器的总调制度大小决定，因而与其总输入电平密切相关。一般地，光发射机的使用说明书标明了其工作时每个频道的输入电平（一般标明多少个模拟频道下每个频道的输入电平值），而工程中往往是实际频道数与标称值不一致，或者是模数混传（模拟数字频道混合传输）。在这种情况下，需要工程技术人员求出实际每个频道的最佳电平。笔者的经验是：先根据说明书计算总电平，然后再求出实际每个频道的电平。

1）（等效）总电平的计算

设待输入光发射机的信号为m个模拟频道和n个数字频道（以频分复用方式混合），每个模拟频道的电平和每个数字频道的电平分别为U和U—△U

（ 0 dBuV≤ △U≤10dBuV），则总电平

UT=10lg[m*10U/10+n*10（U—△U）/10 ] （1）

2）单个频道电平的计算

在光发射机总电平UT已知的情况下，可根据待传的模拟频道数（设为m）和数字频道数（设为n）。假定每个模拟频道和每个数字频道的电平各自相等，且前者比后者高△U（ 0 dBuV≤ △U≤10dBuV）

由（1）式，得单个模拟频道的电平

U= UT—10lg[m+n*10（—△U）/10 ] （2）

数字频道电平为U—△U

用Excel计算驱动电平

在数字电视整体平移过程中，为了尽快完成数字电视的推广项目，光发射机输入信号的结构可能在前端、分前端变化（如前所述）。为保证其最佳工作状态，各信道（频道）输入电平的相应调整是必要的。而式（2）的计算较为繁琐。不仅费时，而且易出错。工程上如何做到快而准确呢？笔者用Excel表格的函数计算功能成功地解决了这一问题。方法如下（按如下步骤实施）：

1）将（2）式中的UT、m、n分别用Excel表格的单元格地址A1、B1、C1表示得单个模拟频道的电平（用单元格地址D1表示）

D1=A1-10lg[B1+C1*10（—△U）/10] （3）

2）将（3）式用Excel的函数表示：以10为底的对数用“LOG10（真数）”表示、以10为底的幂用“POWER（10，指数）”表示。故得

D1= A1-10*LOG10（B1+C1*POWER（10，-6/10））

（4）（设△U=6 dBuV）。

并将（4）式存入任一Word文档。

3）新建Excel文档，命名（如光发单频道输入计算.xls）。

4）分别单击A1、B1、C1单元格，并分别输入相应的值：总电平值（如98）、模拟频道数值（如40）、数字频道数值（如20）。

5）单击单元格D1，在公式编辑栏中输入（4）式D1后的值“= A1-10*LOG10（B1+C1*POWER（10，-6/10））”，如图1所示。按“Enter”后在D1单元格中即显示结果：单个模拟频道的电平值，这样该值减去6 dBuV即为单个数字频道的电平值。

当然，如果总电平未知，可在确认光发射机正常工作的前提下或根据设备的出厂说明书以公式（1）为基础仿照上述5个步骤用Excel表格函数求出其值（总电平）。

应用举例

笔者之一所在的湖北荆州视信网络公司数字电视整体平移前传送40套模拟频道和14套数字频道，某光发射机输入的每个模拟和数字频道电平分别为80和74 dBuV。整转中采用传送6套基本模拟频道和14套数字频道。每频道的电平需重新计算。笔者根据第5节的方法先求出该光发射机的最佳输入总电平为96dBuV；然后再求出传送6套基本模拟频道和14套数字频道时每频道的电平；模拟86、数字78 dBuV ，将其值带入公式（1），得总电平为96dBuV。验算正确。

结束语

以上Excel函数的计算，其结果的可信度极高。由于光发射机有约几个dB的AGC可控范围，因此在上、下的频道数不多且属应急维修时，可暂保持原单个频道输入电平不变。前提是原机是经过计算的、处于最佳工作状态。