浅谈CM宽带接入系统上行通道非线性失真的防范.docxVIP

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浅谈CM宽带接入系统上行通道非线性失真的防范

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文／沙振军（黑河广播电视传输网络中心）

【摘要】在双向CM宽带接入系统中，上行通道非线性失真引起的噪声对整个系统的影响是巨大的。本文从非线性失真理论入手，阐述了特征和来源，论证了其解决办法，并在其工程实践中得以验证。

【关键词】非线性失真削波失真公共路径失真最佳工作点在有线电视模拟系统的正向传输中，有三个关键指标：C/N、CTB和cso。信号电平过低，C/N下降，信号出现雪花；信号电平过高，放大器和激光器的非线性失真会使C/CTB和c/cso的指标迅速劣化。在反向系统中，信号均为数字调制信号，在频域上类似噪声，二次失真和三次失真的产物仍然类似噪声，会使整个上行系统的噪声升高，从而降低系统的载噪比。因此，在开展双向业务时，上行通道非线性失真的防范非常重要。

非线性失真的来源

一、回传光发射机削波失真

当加到激光器上的RF信号足够大时，在负方向上使驱动电流低于驱动门限，将会引起削波失真。

1．稳定的单载波引起的激光器削波

图1是利用频谱分析仪测得的，由稳定的单载波引起的激光器削波失真测试实图，频谱分析仪的分辨带宽为375KHz，单载波信号的频率为15.5MHz。

主要特征如下：

(1)上行通道内总功率很大，用测到的功率减去到激光器的链路损耗得出的值应该比阀值电平要高；

(2)根据前面提到非线性失真理论，失真的产物主要集中在2次谐波(31MHz)、3次谐波(46.5MHz)；

(3)高次失真产物的幅度呈指数性质衰减；

(4)本实验中光节点使用的是5~42MHz低通滤波器，所以42MHz以上的失真噪声成为激光器削波的最大特征。大多数激光器的工作带宽是5~200MHz，对于使用5~65MHz高分割的系统，65~200MHz存在非线性失真噪声是激光器削波区别于其他噪声的最明显特征。

2．CM信号引起的激光器削波

CM信号的带宽越窄就越接近单载波时的情况，但它携带的毕竟是数字信号，上行通道里也可能有多个载波，因此其失真产物会随其带宽和载波的增加而迅速增加。图2是利用频谱分析仪测得的，由CM信号引起的激光器削波失真测试实图，测试过程中使用了一台Terayon的Teralink1000主控制器（6MHz带宽，16QAM调制，S-CDMA技术）和一台Terayon的BW3240(3.2MHz带宽，64QAM，S—CDMA技术)，在分辨带宽为375KHz的测试仪表看来，失真信号已经变得很接近连续频谱了。

3．平坦高斯白噪声引起的激光器削波

平坦高斯白噪声引起的激光器削波，可以看作是连续频谱的多载波信号引起的失真，其失真产物也是连续频谱的，所以效果就是引起白噪声幅度的提高，本文不进行深入讨论。

二、公共路径失真

双向RF信号在电缆上传送，会经过很多机械触点。当这些触点出现氧化层时会形成二极管效应，导致正向信号间相互混频，从反向通道传回前端。

对该非线性系统来说，输入信号就是正向的信号，它们有稳定的差拍信号：8MHz、16MHz、24MHz、32MHz等，还有伴音信号与视频信号的稳定[来自www.Lw5U.c[来自Www.lw5u.coM]oM]差拍：8N±1.5MHz，N为自然数。图3是利用频谱分析仪测得的公共路径失真测试图。

公共路径失真具有以下特征：

(1)波形接近每8MHz一个周期地重复，并且各尖峰处的频率为8的倍数；

(2)各尖峰幅度相差不大；

(3)峰值较大时，回传系统的底噪也有明显的上升。

公共路径失真通常出现在受到腐蚀或松动的触点上，广电网络目前主要有3种连接方式(见图4)，弹片固定的方式发生几率最大，使用较差质量的螺钉固定的针头也容易发生公共路径失真。

能对CM通信造成影响的公共路径失真，一般都出现在正向信号比较强（反向信号比较弱）的连接处。有时因光设备信号输出波动和温度变化等因素导致正向信号比正常高了几个dB，公共路径失真也随之增加，导致一些本来因损耗较大其失真信号不至于影响CM业务的点也变得严重起来。

雨季、潮湿的环境容易发生电化学腐蚀，风吹也会使部分固定不良的电缆发生连接松动，公共路径失真就是在很多这些看起来不相关的因素共同作用下产生的。

非线性失真的防范

应对非线性失真，不仅要对整网进行规范的设计，而且回传系统的调试也尤为重要。在双向HFC系统中，上行信号与下行信号不仅传输方向不同，更主要的是传输方式不同，因此，对上行通道的调试与正向通道的调试应有不同的要求。必须注意回传信号的特点及测量方法；调试之初先确定输入信号总功率，必须保证反向激光器不要过激励。在回传光发射机激光器工作在最佳工作点和回传电缆放大器工作在基准电平的情况下，确保前端回传光接收机的输出电平保持恒定。

一、最佳工作点