探討有線電視傳輸網(wǎng)絡前端機房設計

趙光勇

山東廣電網(wǎng)絡有限公司坊子分公司 山東濰坊 261061

4K 超高清電視具有廣闊的發(fā)展前景，能夠滿足千家萬戶收看高清電視節(jié)目的需求，4K 超高清電視實踐應用有線電視網(wǎng)傳輸技術將會成為視頻信息傳輸?shù)暮诵陌l(fā)展趨勢。4K 超高清電視在有線電視網(wǎng)絡中的傳輸對設備、人員、工程、工藝都提出了更高的要求，隨著4K 技術的成熟以及4K 電視的普及，相信4K 超高清技術在電視及新媒體中會創(chuàng)造出更多價值，推動整個電視行業(yè)穩(wěn)定持續(xù)地發(fā)展，為社會創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟效益，滿足不同層次用戶的電視觀看需求。

1 4K 超高清電視的有線電視網(wǎng)傳輸特性

4K 超高清電視的最大優(yōu)勢在于其能夠給電視畫質(zhì)帶來質(zhì)的提升，對于追求極致視覺體驗的電視產(chǎn)品消費者來說極為適用。4K超高清電視屏幕實際分辨率最高支持4096×2160 像素，其有線電視網(wǎng)傳輸技術具備較高的傳輸速率，能夠滿足對大量信息的快速穩(wěn)定傳輸，充分保障電視節(jié)目的播放效果。在有線電視網(wǎng)傳輸技術應用輔助下，4K 超高清電視清晰度高、色域廣、色彩更真實，能夠最大限度地滿足用戶的消費體驗需求。除此之外，4K 超高清電視節(jié)目在通過有線電視網(wǎng)傳播時，通常以點對面的形式實現(xiàn)。這種傳播方式的優(yōu)勢在于節(jié)目傳輸?shù)脱訒r，能夠確保電視廣播信號傳播的安全穩(wěn)定，避免用戶電視畫面出現(xiàn)卡頓、模糊等現(xiàn)象，實現(xiàn)電視畫面的流暢傳播，這樣無疑能夠提升電視用戶的體驗感受水平[1]。

2 現(xiàn)狀分析

有線電視用戶的接入網(wǎng)以HFC 混合光纖同軸網(wǎng)為主，各用戶小區(qū)或村屯部署光工作站，并在本地建設同軸分配網(wǎng)，實現(xiàn)雙向數(shù)字電視的接入。HFC 網(wǎng)絡是一種點對多點的廣播式網(wǎng)絡，僅對單向數(shù)字電視而言，無疑是最經(jīng)濟的覆蓋方式之一，但在實現(xiàn)交互式業(yè)務，實現(xiàn)數(shù)據(jù)、語言、視頻的大帶寬接入方面，則出現(xiàn)如下問題。①隨著雙向業(yè)務的增加，各分前端點播IPQAM 和CMTS 設備不斷擴增，網(wǎng)絡運營成本不斷攀升。另外，各分前端機房在設備安裝空間、設備用電方面也逐漸達到上限。②雙向HFC 網(wǎng)絡面臨著上行通道中噪聲積累的問題。為解決這一問題，需要限制光節(jié)點和服務用戶數(shù)，同一區(qū)域內(nèi)額外增加了網(wǎng)絡設備的投資。另外，CMTS 上行通道工作頻率在5MHz-65MHz，此頻段存在大量的工業(yè)和民用電器噪聲干擾。③HFC 網(wǎng)絡的同軸網(wǎng)對接工藝和網(wǎng)絡的隱蔽性要求很高，樹型電纜網(wǎng)傳輸?shù)挠性雌骷蜔o源器件多，特別是電纜接頭很多，這增加了噪聲故障排查處理的難度。要想實現(xiàn)系統(tǒng)的高質(zhì)量傳輸需要網(wǎng)絡維修人員具高水平的技能。

3 有線電視傳輸網(wǎng)絡前端機房的設計要點

3.1 計算機輔助設計

資源管理是有線電視傳輸網(wǎng)絡中的核心部分，而利用有線電視網(wǎng)絡的計算機輔助設計，可以促使系統(tǒng)在進行信號傳輸時調(diào)用多種資源，實現(xiàn)網(wǎng)絡傳輸?shù)膭踊捎行p少人員操控或傳統(tǒng)電氣自動化系統(tǒng)中單一重復操控模式的資源消耗。在利用計算機輔助設計時，相關人員可以合理引進CATV 器材模板系統(tǒng)中的管理功能，選擇合適的器材符號，根據(jù)實際要求開展網(wǎng)絡參數(shù)計算。相關人員通過這種方式，可以利用計算機強大的運算功能，為設計人員的有線電視傳輸網(wǎng)絡前端機房設計工作提供便利。值得一提的是，進行有線電視傳輸網(wǎng)絡前端機房設計時，要利用計算機強大的編輯功能，將邏輯原理引入設計方案，再開展圖形化設計與編輯工作[2]。

3.2 防雷設計

雷擊是導致有線電視傳輸網(wǎng)絡前端機房設備故障、引發(fā)安全傳輸事故。如果防雷設計不合理，機房系統(tǒng)遭到雷擊，將會直接導致機房設備大面積癱瘓，直接影響用戶的有線電視使用體驗，甚至還會引發(fā)重大的安全事故。所以，在有線電視傳輸網(wǎng)絡前端機房設計中，需要重視防雷設計。首先，技術設計人員需要在機房建筑外部做好防雷措施，比如在建筑頂部、變電器低壓側安裝避雷針。其次，在有線電視傳輸網(wǎng)絡前端機房內(nèi)部，要使用單點接地的方式，做好設備及線路接地。針對有線電視光纖寬帶的中心機房，要對相關設備、電源設備進行防雷處理，選擇絕緣性、防雷性更強的設備及裝置，進一步保證系統(tǒng)不會受雷擊。

3.3 分前端機房I-PON 網(wǎng)絡建設

在分前端機房，對來自市總前端的I-PON 播出光信號（波長1550nm）進行了一級光功率放大，放大器選用摻鉺光纖放大器。如果分前端附近有小區(qū)需要由一級放大器承載，則一級放大器也可選用多路輸出鉺鐿共摻雙包層光纖放大器，并調(diào)整入纖功率。一級放大器輸出的光信號先經(jīng)1:16 分光器（插入衰減參考值取14dB）分光，經(jīng)光分后光功率降低為5dBm，送入城域光纖網(wǎng)。送入光纖網(wǎng)的信號通過8km-10km 的光纜傳輸（鏈路損耗為光纖傳輸損耗、熔接損耗和光纖活動接頭損耗，為3dB-5dB），光功率降為0-2dBm到居民小區(qū)，為居民小區(qū)模塊機房二級光放大器提供輸入信號源。

4 結語

總而言之，我國有線網(wǎng)絡已經(jīng)進入快速發(fā)展的階段，階段性的成果需要各行各業(yè)共同體驗，并對暴露出的問題提出解決的策略，為下一階段做好準備。有線網(wǎng)絡的發(fā)展需要用發(fā)展性、開放性的眼光來看待和接納，未來將會有更高端的技術應用到其中滿足社會大眾的需求[3]。