有线电视技术监测的重点指标分析

帕孜来提·吐尔逊

【摘要】随着有线电视数字化的推进和国家对有线数字电视技术的大力支持，我国传统的有线模拟电视终将被取代，监控工作也将向数字化领域转化。本文介绍了有线数字电视的优势，对我国两种电视技术监控工作中的关键指标进行了描述和探讨，对有线电视传输流的监控要点进行了总结，分析了有线数字电视平均信号电平、载波噪声比、调制差错率和误码率之间的内在关系。

【关键词】内在关系;技术监测;指标分析;监测要点

中图分类号：TN94                     文献标识码：A                     DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.07..004

同有线模拟信号对比，有线数字信号有着极大的优势。随着大众对有线数字技术关注度的提升，本技术也越来越成熟，中国广电总局随之发布了有线模拟信号向有线数字信号过渡的时间表。目前我国数字有线电视的整体改造工作已基本完成，技术层面的工作已能满足人们的日常需求，因而数字有线电视的发展重点逐渐转移到服务层面。所以，为确保有线电视数字的稳定、安全和高效运行，有必要建立一套科学、完善的有线电视监控系统，以确保人们能够正常地享受数字有线电视带来的视觉服务。

1. 有线数字电视

简而言之，有线数字电视就是在制作、接收和播放电视信号的全过程中使用数学技术。到目前为止，有线数字电视已走进千家万户。大多数电视用户通过数字电视机顶盒或有线电视网络接收信号。该系统主要由以下几个部分组成：数据广播、前端源、SI / PSI产生、复用干扰、用户管理、网络管理、条件接入和传输等子系统及用户终端。其中最重要的是前端信号源子系统，主要由卫星信号、存储广播、SDH / DWM / IP网络、模拟信号源等部分组成。

2. 监测有线模拟电视信号的要点

监测有线电视的模拟信号时，通常需要监控信号电平质量、频道之间的载波噪声比、频道内的幅频特性、V / A电平差、频道间隔离度等技术指标。与监测有线模拟电视信号不同的是，监测有线数字电视信号并不需要关注所有指标，而主要关注信号电平、载波噪声比和非线性失真等更重要的指标，从而降低监测难度提升效率。

2.1 信号电平

在通信过程中，信号通常是从信号源传输到接收终端的。接收终端对信号源进行解析还原接收的节目，因此，接收终端设备必须具备较好的抗干扰能力以防止信号在传输中发生失真。信号电平是电视模拟信号接收器中一个必不可少的指标。但是信号电平只会受接收端的信号电压和参考电压分贝比影响，参考电压一般为1mV。信号电平主要影响有线模拟电视的图像质量。通常来说，在信号电平在58dBμV范围内时，接收到的画面有很大几率会产生雪花，或者接收到的画面没有颜色。但是如果信号电平超过836dBμV，又会发生非线性失真导致接收到的声音与画面错位，更糟糕的是信号无法被正常接收。因此，应将信号电平控制在合适范围内，以确保有线电视可以正常运行。

2.2 载噪比

载波噪声比（CNR）也是影响有线模拟信号的一个重要指标。影响它的主要因素是系统中某一固定点上图像或者声音的载波级和噪声级之间分贝比。载波噪声比（CNR）是能够充分反映早期噪声对信号影响的因素之一。此外，载波噪声比对电视用户接收到的图像质量也有很大的影响。图像质量随载波噪声比的增大而提高，随载波噪声比的减小而降低。如果信號电平在正确的范围内，但用户接收到的图像有雪花，这可能是由于信噪比低。因此，为了保证有线数字电视输出的图像质量，信噪比应高于基本值。在我国的相关规定中，载噪比需要保持大于43db。

2.3 非线性失真

系统中存在的许多非线性器件或者电路，是致使有线电视系统产生非线性失真的主要原因。例如：调制器、放大器等，这些器件或电路的存在很大程度上会对信号传输质量造成影响。因此，我们在进行有线数字电视监控的时候，必须对产生非线性失真的原因展开分析。

3. 有线数字电视信号射频监测要点

科技的发展和技术的进步将有限数字电视步步推进市场是经济发展的必然趋势。我国的有线电视模拟信号终将被有线电视数字化所取代，并消失在公众的视线中。所以，为保证电视用户的需求，监控有线数字的电视信号成为监控工作的主要内容之一。日常工作中，要从以下四个指标对有限数字的电视信号进行监测，分别是：平均信号电平、载噪比、调制错误率、误码率和电视信号传输流。

3.1 平均信号天平

平均电平是指射频信号在有效带宽内的平均平方根。由于有线数字电视采用QAM的调制方法，不存在图像载波中心频率。8MHz频段的频谱形状一般比较平坦，没有峰值。我们国家的有线数字电视基本都采用QAM64来进行调制，有线模拟电视退出市场之前，数字/模拟信号需要在HFC网络进行同时传输。为了保证两个不同的信号在同一网络上传输时不会相互干扰，必须保证平均信号电平之差在一定的范围内波动，这是因为，首先，数字电视的抗干扰效果远远高于模拟电视，对C/N的要求要远远低于模拟电视信号;其次，数字信号的峰值/平均比很高。例如，DVB-C信号在64QAM调制模式下的峰值/平均比大于-10dBμV。通常为了减少两种信号间的相互干扰及其他频道干扰，设置模拟电视的平均信号电平高于数字电视的平均信号电平。具体可参考GY/T221-2006的相关标准，数字电视的平均信号电平范围为50dBμV～75dBμV之间，在数字相邻频道间调整电气平均信号时调整值要不超过3dBμV，相邻模拟频道和数字频道间的电气平均信号差是-10dB～0dB。

3.2 调制误差率

因为数字电视信号具有较强的抗干扰能力，所以通常情况下小的干扰不会对数字信号产生影响，当信号接收连续干扰并逐渐增加和错误代码的数量超过纠错码的纠错能力，就不会有代码从而导致图像马赛克。我们可以用星座图来对信号传输过程中的损伤进行观察，当调制错误率略有降低且星座位于星座的平方范围内时，误码率不受影响;当调制误码率严重降低，星座冲击点超过平方时，误码率增大。

误码率（BER）是指传输过程中的总比特数和数字信号中误码率之比。在传输过程中有线数字信号无法避免地会产生误差，例如传输时候受到外部干扰，或由于电子元器件的电气性能不理想从而导致传输网络中的失真干扰等。在数字通信系统中，误码率可以表明信号在传输中是否受到影响和影响的程度，因此误码率也是技术检测工作的重点之一。

3.3 载波噪声比（CNR）监测

有线数字信号是一种调制传输系统，类似于有线模拟信号，载波噪声比（CNR）用于测量信号质量情况。载波噪声比可以充分显示有线数字信号对网络参数的重点要求。载波噪声比越高，信号质量则越好。否则，信号质量就会变差。不同于有线模拟信号中载波噪声比低于43db所造成的“雪花干扰”，当载波噪声比较低时，有线数字信号传送到接收端，会使用户接收到马赛克画面，甚至可能发生图像干扰或导致解码失败。

载波噪声比（CNR）与误码率（BER）密切相关。有线数字的电视信号中，传送到用户接收终端的载波噪声比和信噪比的数学关系式如下：S/N=C/N+0.44（db）

根据国家的相关要求，在64QAM情况下，数字电视运行的射频信号和噪声功率比需要大于或等于26dB。

3.4 电视信号传输流监测

对于有线数字电视的监控工作，监测射频层不能准确判断电视用户接收的信号是否有问题，必须对传输流进行监控。etsitr101-290描述了传输流监控中的三个优先级，依据MPEG-2和DVB标准，判断用户接收到的最终数字信号是否有问题。

Tr101-290共有三個优先级，它主要是用来描述DVB系统的测量标准。该标准的作用是监控传输过程中的码流是否符合mepg-2和DVB的标准。Tr101-290中所包含的很多参数，能够为有线数字电视故障点分析提供帮助。以下各段将说明TR101-290的三个优先级。

第一优先级中含有正确解码所需要的参数，例如：同步丢失错误、程序相关表错误、包识别错误、同步字节错误、连续计数错误与程序比较错误等;

第二优先级中含有同步后可以保证连续工作的参数与需要进行实时监测的参数，例如：循环冗余校验错误、数据传输错误、程序参考时钟抖动错误、程序参考时钟间隔错误、条件访问错误和广播时间标记错误等;

第三优先级是关于应用的相关参数，例如：网络信息表的错误、事件信息表的错误、非指定PID的错误、缓冲区错误、TDT错误、数据延迟错误和空缓冲区错误等。

在对数字电视进行监控时，挑选恰当的优先级与参数是监控的基础。特别是，第一优先级和第二优先级参数决定了传输流是否能够正确解码，以及是否会影响视频和音频播放效果，而第三优先级参数则对运行至关重要。

4. 结语

本研究先讨论有线数字电视的发展及优势，然后对目前我国的两种电视技术在监控工作中的关键指标进行了比较和讨论，最后着重强调了对有线数字电视传输流的监控。众所周知，随科技的进步和有线数字电视技术的逐步发展，我国有线电视的监控工作也发生了显著变化，所以在监控时就需要分析数字电视原理结合实际来进行监控，为确保电视用户的实际需求得到满足，我们需要重点监控数字电视运行中的信号技术和信号频率。

参考文献：

[1]王偲.探析有线电视网络中数字电视技术应用及发展[J].传媒论坛，2019，2（24）：108+110.

[2]周强，朱里越，汤新坤，杨宝义.基于有线电视同轴网络实现5G信号深度覆盖的一种“频分复用-中频”技术研究[J].广播与电视技术，2020，47（04）：20-23.

[3]李明洁.光纤传输技术在有线电视网络设计中的应用分析[J].江苏科技信息，2019，36（06）：41-43.

[4]杨家胜，宫良.面向4K超高清节目的有线电视网络传输技术要求研究[J].广播与电视技术，2019，46（02）：47-51.