认真核算系统指标占用系数努力提高有线电视质量指标

认真核算系统指标占用系数 努力提高有线电视质量指标

林挺逵 浙江省台州市路桥广电分局 新桥镇广电站

早期乡镇有线电通常为独立前端的纯电缆网系统，以后逐步向上与县级台乃至地级台实施光缆联网，向下将通向各村的电缆干线逐步改造为光缆干线。这样，使乡镇有线电视成为二级或三级甚至四级光缆联网的系统，噪声与非线性失真超标现象严重，其中尤以非线性失真超标为最。由于非线性失真产物并非平均散布在各个频道中,而是有些频道特别多,另一些频道特别少，即使从整个系统来说超标已经很严重了，但仍然还有一些电视频道失真尚很小，图像还相当清晰，所以这个问题常常不能引起足够的重视。也有些管理者虽然已经看到失真问题的严重性，但以为多级光缆联网之后失真超标是难免的，或者认为网络已经建成了也就没有解决的良策，只能听之任之。笔者认为只要通过认真核算系统指标占用系数，可以找出能够降低指标占用系数的单元及办法，从而采取措施降低系统指标占用系数，使有线电视的质量指标得以较大幅度的提高。在本文中笔者提出核算系统指标占用系数的方法和寻找可降低指标占用系数的单元以及降低指标占用系数的具体措施，供读者参考。

1、以放大模块的原始参数结合工作状态核算器件的实际质量指标

在核算系统指标占用系数时，一般不能按设计文书的分配值来计算，因为在实际安装中选用的器件参数及调试的结果值可能与设计文书的分配的指标值有相当大的差距；另外，有些器件（如乡镇分前端的放大器）实际安装在系统之中，它所占用的系统指标也不小,但常常没有列入设计预算。

例如，通常在设计时分配给光链路的CTB指标是65dB，占用系数KCTB为0.316。即使所选用光发射机——接收机说明书标称值是上述这个数值，而光链路实际的CTB指标与K值可能与此相差甚远。原因有两个方面，第一是说明书的标称指标值通常为光链路的理论指标值，其中往往不包括光接收机电放大器部份的指标及占用系数。光接收机的输出电平在95～102dB范围时，其所用的各种类型的电放大器部份的CTB指标占用系数在0.02～0.447之间，光链路的实际指标占用系数则在0.318～0.763、CTB指标值为65～57.7dB之间；第二是光链路的理论指标与光发射机的输入电平密切相关，光发射机的输入电平比标称值每提高（或降低）1dB，光链路的理论CTB指标就降低（或提高）2dB，C/N指标提高（或降低）1dB。因此，光发射机实际的输入电平偏离标称值后将引起光链路实际CTB与C/N指标偏离设计值。

在核算系统指标占用系数时，也不能完全按照产品说明书提供的数据来计算。虽然绝大部份厂家提供的产品说明书中标出的数值是准确的，但有一些厂家的参数明显失准。也有某些厂可能没有标明测试条件或指标所包含的范围，引起使用者的误解而导致计算失准。例如，

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某厂家提供的有线电视放大器说明书所标示的CTB指标参数实际上是放大器输出电平斜率f=6dB时的数值，但说明书未作说明，使用者就会把它当作平坦输出时的指标值，计算的结果就会使CTB值偏高6dB。又如，单一光接收机的指标通常有两种标示方法，一种是包括整个光链路的指标值（此时的C/N通常标示为51dB），另一种是不包括整个光链路而是单纯光接收机的指标值（此时C/N通常标示为62dB），一般厂家会在说明书上加以说明，使用者也不会搞错。但是也有一些厂家将C/N指标标示为整个光链路的指标值（51dB），而CTB指标则单纯是光接收机电放大器的指标值，而又不加说明，当光接收机的输出电平在100dB上下时，某些种类的放大模块的CTB指标已在65dB左右，那就很难弄清其指标值包含整个光链路还是单纯光接收机电放大器的指标了。在这种情况下，我们只能打开光接收机，查清其中所使用的模块来判别核算了。

另外，早年的放大器说明书通常不标示CTB指标，有些厂家把这一作法延续至今，因此这一类放大器CTB指标我们也只能根据其所用模块的参数来核算了。

因此，以放大模块原始参数结合实际工作状态来核算器件的质量指标和占用系数更准确和可靠一些。当然不同厂家的产品由于技术和工艺水平的差异，产品的质量指标会有些差别，但这种差别通常不会很大，不影响我们的核算工作。

2、几种放大模块的原始参数和各种运用状态下的质量指标及占用系数 有线电视常用的放大模块有摩托罗拉MOTOROLA公司、飞利浦PHILIPS公司及国产产品，有推挽型放大模块，功率倍增型放大模块及前馈型放大模块，以及175MHZ、300MHZ、450MHZ、750MHZ、860MHZ工作频率品种。近年还推出用砷化镓制作的指标性能更好的放大模块。由于笔者手头资料和本文篇幅所限，仅将放大器常用的几种模块的原始参数及60个频道时平坦输出状态的CTB值列如以表1～表3。

表1 常用550MHz放大模块主要原始参数 型 号 MOTOROLA PHILIPS 模块类型 增益 dB 频道容量 噪声系数 dB 最 大 失 真 参 数 输出电平 dBmV MHW6181 BGY584A 推挽放MHW6182 BGY585A 大 MHW6222 BGY587 18 17 22 27 34 18 20 24 77 77 77 77 77 77 77 77 2

工作频道 数量 77 77 77 77 77 77 77 77 三次差拍 比dB 56 58 57 57 57 65 64 75 6.0 6.0 5.0 6.0 5.5 6.0 7.5 11.0 44 44 44 44 44 44 44 44 MHW6272 BGY587B MHW6342 BGY588N MHW6185B BGD502 功率倍MHW6205 MFF224B

BGD504 增 前馈放大 表2 常用750MHz放大模块主要原始参数 型 号 MOTOROLA PHILIPS 模块类型 增益 dB MHW7182 MHW7222 BGY785A 推挽放BGY787 大 18 17 18 20 110 110 110 110 频道容量 噪声系数 dB 7.0 6.0 6.0 8.5 最 大 失 真 参 数 输出电平 dBmV 44 44 44 44 工作频道 数量 110 110 110 110 三次差拍 比dB 53 53 62 57 MHW7185A BGD702D 功率倍MHW7205A BGD704

增 表3 常用模块平坦输出时CTB值表 （CTB平表） 单位: dB 工作 频率 模块 类型 推挽 87.2 83.2 79.2 75.2 71.2 67.2 63.2 59.2 55.2 51.2 47.2 43.2 90 92 94 96 98 100 102 104 106 108 110 112 550MHz 放大 功率 倍增 推挽 86.3 82.3 78.3 74.3 70.3 66.3 62.3 58.3 54.3 50.3 46.3 42.3 94.2 90.2 86.2 82.2 78.2 74.2 70.2 66.2 62.2 58.2 54.2 50.2 750MHz 放大 功率 倍增 95.3 91.3 87.3 83.3 79.3 75.3 71.3 67.3 63.3 59.3 55.3 51.3 说明：（1）、表3是工作频道数为60个时数值，当频道数少于此数（N个）时的修正值△=20 lg(60-1/N-1)。

(2)、本表适用模块：550MHZ推挽原始参数CTB原=57dB的模块：MHW6222、6272、6342、BGY587、587B、588N、588/04;功率倍增CTB原 = 64dB模块：MHW6205、BGD504。750MHZ推挽CTB原 = 53dB的模块MHW7182、7222、BGY785A、BGY787；功率倍增CTB原 = 62dB的模块：MHW7185A、BGD702。

(3)、其他模块如CTB原与上述模块相同，可照用；若偏差±△dB，则查出的CTB值加上±△dB。

3、有线电视放大器和光链路实际CTB指标及K值的核算

利用表1、表2、表3，我们可以根据器件实际工作状态比较方便地核算它的载噪比C/N、三次差拍比CTB及其K值。

3.1 单模块放大器实际指标的核算。

举一个例子来说明单模块放大器实际指标的核算方法。

例1 现查出某放大器使用MHW6272模块，实测高端输出电平So=96dB，低端输出电平

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SOL=91dB，即知其工作斜率f=5dB（96-91）。查表1可知该模块属550MHz推挽放大模块，其增益G=27dB，噪声系数NF=6.0dB。

查表3“550MHz推挽放大模块输出电平96dB栏”得出平坦输出时的三次差拍比“CTB平”=75.2dB, 则其实际CTB指标“CTB实”为：

CTB实=CTB平+f =75.2+5=80.2 (dB)

查“K法表”，得KCTB实=0.055。 该放大器的载噪比C/N为：

C/N=So-G-NF-2.4-f =96-27-6-2.4-5=55.6 (dB)

查“K法表”，得KC/N=0.0692。

核算结果得知此放大器实际CTB指标为80.2dB,K值0.055;C/N指标为55.6dB,K值0.0692。

3.2 双模块放大器实际指标的核算

核算双模块放大器实际指标的方法是:首先按核算单模块放大器的指标办法分别算出放大器A2、A1的指标,分别查出K值,然后相加得出两K值之和K总，根据K总再查K法得出双模块放大器的总指标。现试算例2如图1的双模块放大器的指标。

图1 某双模块放大器示意图

查表2可知图1中的A2为750MHz功率倍增模块，A1为推挽放大模块。放大器两输出口电平为98dB，可见A2输出电平为S02=102dB，查表3“750MHz功率倍增和输出电平102dB”栏得CTB2平=71.3 dB。

CTB2实=CTB2平+f2 =71.3+6=77.3 （dB）

查“K法表”，得KCTB2实=0.077

(C/N)2=SO2-G2-NF2-2.4-f2=102-18-6-2.4-6=69.6 (dB)

查“K法表”，得K(C/N)2=0.0028.

从图中分析可知,放大器A1的输出电平So1可从下式求出:

So1=Si2+LAT2+LEQ2=So2-G2+LAT2+LEQ2=102-18+8+2=94 （dB）

式中:Si2为放大模块A2的输入电平。 LAT2为两模块中间衰减插片的衰减值。

LEQ2为均衡插片EQ2的插入损耗,通常为1～2 dB。

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又可从图中分析可知，放大器A1的输出斜率f1可从下式求出：

f1=f2-EQ2=6-4=2 （dB）

式中EQ2为两放大模块中间的斜率均衡插片的均衡值。

查表3 “750MHZ推挽放大输出电平94dB栏”得CTB1平=78.3dB,则CTB1实=80.3dB（78.3+2）,查“K法表”得KCTB1实=0.054。

(C/N)1=So1-G1-NF1-2.4-f1=94-22-6-2.4-2=61.6 (dB)

查“K法表”，得K(C/N)1=0.0174

KCTB实=KCTB1实+KCTB2=0.054+0.077=0.131

查“K法表”，得CTB实=72.65dB

K（C/N）实=K(C/N)1+K(C/N)2=0.0174+0.0028=0.0202

查“K法表”，得（C/N）实=61 dB

计算结果是该双模块放大器在750MHZ60个工作频道时的CTB指标为72.65dB,K值0.131;载噪比指标为61dB,K值为0.0202.同时可以看出双模块放大器的载噪比C/N主要由前一模块决定,而三次差拍比CTB主要由后一模块定。

3.3 光链路实际指标的核算

乡镇站常用的光发射机通常没有输入电平AGC控制和光调制度自动恒定功能，此时，光链路理论指标与输入光发射机的电平高低有关，当输入光发射机的电平比额定电平提高（或降低）1dB时，光链路的理论CTB值降低（或提高）2dB，而载噪比指标则提高（或降低）1dB。据此得出光链路理论指标修正值△1，如表4：

表4 光发射机输入电平偏差与光链路理论指标修正值 单位：dB 输入电平偏差 +5 +4 +3 +2 +1 标称值 -1 -2 -3 -4 -5 +2 +4 +6 +8 +10 -1 -2 -3 -4 -5 CTB修正值ΔC1 -10 -8 -6 -4 -2 0 C/N修正值ΔN1 +5 +4 +3 +2 +1 0 注：某些具有输入电平AGC控制和光调制度自动恒定功能的高档光发射机不适用本表 当光接收机的输入光功率偏离标称值（一般是0dBm）时，光链路的C/N指标会发生变化，在输入光功率在+2～-3dBm范围内，输入光功率每提高（或降低）1dBm时，光链路的C/N指标相应提高（或降低）1dB。据此可以得出如表5所示的C/N指标修正值△2。

表5 光接收机输入光功率变化时光链路C/N理论指标修正值 输入光功率（dBm0 C/N修正值（dB）ΔN2 +2 +2 +1 +1 0 0 -1 -1 -2 -2 核算光链路实际指标值的方法是：根据实际测定光发射机输入电平值与标称输入电平值相比较,求出偏差电平值,从表4查出CTB与C/N的修正值△1；再将光接收机的输入光功率与标称输入功率相比较，求出偏差电平值，从表5查出C/N的修正值△2，然后算出修正后的指标CTB光修和（C/N）光修 ，并查K法表得出KCTB光修，K（C/N）光修。然后再根据光接收机

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使用的电放大模块的型号参数,输出电平So、斜率f数值,计算出放大器的实际参数CTB电、（C/N）电,并查K法表得出KCTB电、K（C/N）电。

这样，光链路实际总指标值KCTB光实和KC/N光实可用下列两式求出： KCTB光实=KCTB光修+KCTB电 K（C/N）光实=K（C/N)光修+K(C/N)电

查“K”法表,即可得出光链路实际的总指标CTB光实和（C/N）光实。 现试算如图2所示的例3：

图2 光链路示意图之一

设图2中的光链路理论指标为：光发射机标称输入电平94dB，链路CTB光=65dB，光接收机输入光功率0dBm时（C/N）光=51dB。试求图中的光链路实际总指标CTB光实与（C/N）光实及K值。

解：由于光发射机输入电平为96dB比标称值94dB高2dB，查表4得CTB修正值为△C1为-4，C/N修正值△N1为+2；光接收机的输入光功率为-2dBm, 比标称值0dBm低2dB，查表5得C/N修正值△N2为-2。

CTB光修=标称值+修正值△C1=65-4=61 （dB）

查“K法表”，得KCTB光修=0.501

（C/N）光修=标称值+修正值△N1+修正值△N2=51+2-2=51 (dB)

查“K法表”，得K(C/N)光修=0.2

光接收机采用的MHW6222为推挽型放大模块,查表1得其增益G=22dB，噪声系数NF=5dB。查表3得出其输出电平为96dB时的CTB电=75.2dB,KCTB电=0.098,其载噪比C/N电为:

C/N电=SO-G-NF-2.4-f=96-22-5-2.4-0=66.6 (dB)

查“K法表”，得KC/N电=0.0056 那么:

KCTB光实=KCTB光修+KCTB电=0.501 +0.098=0.599

查“K法表”，得CTB光实=59.5dB

K(C/N)光实=K(C/N)光修+K(C/N)电 =0.2+0.0056=0.2056

查“K法表”，得（C/N）光实=50.9dB

通过以上计算表明,这一光链路实际CTB总指标为59.5dB,K值0.599;C/N指标50.9dB,K值0.2056。

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如果我们将光发射机的输入电平比标称值降低2dB，光接收机输入光功率提高到2dBm，选用功率倍增模块为末级功放并设输出斜率f=6dB来计算一下光链路的实际指标。

查表4、表5可算出：

CTB光修=标称值+△C1=65+4 =69 (dB)

查“K法表”，得KCTB光修=0.20

（C/N）光修=标称值+△N1+△N2=51-2+2=51 (dB)

查“K法表”，得K(C/N)光修=0.20 查表1、表3可算出电放大器的指标：

CTB电=CTB平+f=82.2+6=88.2

查“K法表”，得KCTB电=0.0215

（C/N）电=So-G-2.4-f=96-18-2.4-6=69.6 (dB)

查“K法表”，得K（C/N）电=0.0028。那么:

KCTB光实=KCTB光修+KCTB电=0.2+0.0215=0.2215

查“K法表”，得CTB光实=68.1 dB

K（C/N）光实=K（C/N）光修+K（C/N）电=0.2+0.0028=0.2028

查“K法表”，得（C/N）光实=50.4dB

通过以上计算表明,这一光链路实际CTB总指标为68.1dB,K值为0.2215，与前例比较,载噪比相等而CTB指标高出8.5dB,指标占用系数仅为前者的37.5%，接近三分之一。由此可见，提高光链路的失真质量指标、降低失真指标占用系数的潜力是相当大的。

4、提高有线电视质量指标的措施

只要读者把自己管理的有线电视系统从总前端开始到最远用户之间各环节的电平测量一遍，并查清光接收机和放大器所使用的模块和主要参数，按照本文介绍的办法认真核算指标及占用系数K值，自己就可以找出可降低指标占用系数的单元和提高质量的措施。笔者在这里提几个要点供作参考。

（1）将光发射机的输入电平调准在标称值或略低1～2dB。

（2）在可能的条件下，将光接收机的输入光功率提高到+1～+2dBm，以提高载噪比。但这要增加光发射机功率，只能酌情办。

（3）采用功率倍增模块输出的光接收机，并将输出电平调在95dB左右，尽量不超过98dB。在载噪比指标允许的前提下，尽可能设置输出斜率，当光接收机之下要带光发射机时，斜率f≤4dB（经分支器、分配器后成为接近平坦的讯号进入光发射机），当光接收机之下不带光发射机时，斜率f=6～8dB。

（4）总前端尽量采用低噪声、低增益（20dB左右）、低电平输出的宽带放大器，可多只并联。勿采用高增益、高输出电平的放大器。分前端尽量不设置放大器，如果要设置也一定要用低增益的放大器。前端和分前端的放大器也要设置小量斜率（f≤4dB），这样可以提

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高CTB指标，又可使经分支、分配器后进入光发射机的电平能接近平坦状态。如果放大器设置成平坦输出，经分支分配器后进入光发射机后的电平就可能成为低端高、高端低的反向倾斜状态而损伤失真指标。

（5）在关键性的位置采用功率倍增型的放大器（如在总前端或分前端），或者采用双模块放大器（干放或用放）。

（6）如果双模块放大器内两模块之间不设置衰减器和均衡器，它就相当于一只总增益等于两模块增益之和的高增益单模块放大器，不能发挥双模块放大器的优越性。因此，在调试双模块放大器时要注意在两模块之间设定适量的衰减值LAT2和均衡值EQ2，以提高前一模块的载噪比和后一模块的失真指标。但衰减值不能过大，否则会使前一模块输出失真；均衡值也不能过小，否则后一模块的失真指标提高值太小。具体数值可用前面介绍的办法经计算得出。另外还要使输出电平斜率f2=EQ2，这样会使f1=0，不致损伤前一模块的载噪比。由于双模块放大器的后级调成倾斜输出才能发挥出它既提高失真指标而又不损伤载噪比指标的优点，因此，光发射机要求平坦电平输入就不适宜由双模块放大器来驱动。

（7）干线放大器采用低增益（20～26dB）、低电平，在载噪比指标允许的前提下，尽可能设置输出斜率,一般f≤4dB。

（8）用户放大器必须设置输出斜率，一般f=5～8 dB。

（9）取消用户放大器的串联设置，将末级前的用户放大器专职用于用户分配，另外加进干线放大器承担干线讯号传输责任。

参考文献：

[1] 黄吴明：光缆电缆混合网的技术问题。中国有线电视，1997年9期P6。

[2] 林挺逵：系统指标占用系数分析法在有线电视网络上的应用。中国有线电视，1999年4

期P9。

（原文发表于《中国有线电视》200２年22期P18，本文获浙江省广播电视优秀技术论文三等奖）

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/1meo.html