美国Arcom公司滤波器/反向衰减器：
　　　　　---解决HFC双向数据网络噪声问题的最佳选择（二）

　　　　　　　　　　　　　北京时代佳源网络技术公司

4、 反向分级衰减器（RSA）
　　分级衰减器提供一个通用的、非专业规定的解决入侵干扰的方法，它3dB分级。分级衰减器的每一级可看作为固定衰减量的HFP。分级衰减器是清除回传通道噪声问题的最完善和最通用的方法，是为用户能接收所有回传业务而设计的。

　　因为回传通道仅限于一个相对小的频率范围（5~65MHz），须由网络运营商使这些频段得到最大的利用，并在引入最有"吸引力"的业务前要再三思考。此外，对经营者来说，也许预计不到今后许多交互式应用。分级衰减器的灵活性，可使经营者免于过早地设计出限定包含某些特定导频的滤波器，何况将来的频率指配可能随今后不同的或额外的应用而变化。

　　分级衰减器的最大好处是：均衡回传信号电平；降低噪声底电平。

　　在要求的截止频率以下有不同的固定衰减电平可供应用，而在截止频率以上插入损耗极小。这些单元通常装在多分支输出端与用户入口之间，它对全部回传频率提供出宽带的噪声抑制。分级衰减器值的选择用来补正多分支值的系统设计，均衡回传通路衰减，使达到预定值。这种宽带方法减小了总的噪声电平，明显地改进用户入口的阻抗匹配。具有正向/逆向频率以及功率传送能力的不同类型器件可供应用。
因为用在正向通道中的定向分支的值不同，并考虑到不同的回传电平，所以每一个用户分级衰减器值是不同的，它与叠加的系统损耗有关，而它不必是固定值。衰减器的"分级"值通常可近似于定向分支值。（如果设计者希望更精确，就需计算每个分支的损耗。）
　　分级衰减器主要的优点是提供通用的和持久的入侵干扰消除方法，使用过程中无需切换滤波器。频道指配/频率指配均可改变，并与滤波器使用无关。这极有利于高速线缆调制解调器的应用。
分级衰减器的其他优点是：
（1） 改进正向/逆向损耗；
（2） 增加用户之间的隔离；
（3） 防止脉冲按次付费收看回传模块的过载。

　　上面几张图显示了HFC网络通道上下行的损耗特性和分级衰减器的频率和损耗特性。

　　因为会产生入侵干扰的普通有源及无源器件的增长，以及在网上任意一点都可能有的劣质施工工艺，在反向通道中，随时都会发生有害信号（EMI/RFI）的入侵，作为整个回传通道噪声混乱状况的集合。

　　高通滤波器、窗口式HPF和分级衰减器都是消除入侵干扰的最有效方法。每种部件都各有重要功能。HPF将"非双向"业务的用户与回传通路分隔开。窗口式HPF允许双向用户接入交互业务。分级衰减器是"通用"的方法，它为经营者业务的频率指配和在未来增加新业务提供了灵活性。值得指出的是，目前，有些国产的滤波器产品也已经开始在网络上应用，但如果由于生产工艺和材料控制不严，这些电磁系数指标差的产品反而会给网络带来大量预想不到的噪声。国内有些大网的实际使用经验能很大程度上说明这些问题，所以，选用性能指标优异的产品会为网络改造带来真正的方便和实用。

二、HFC上行通道信号电平汇聚均衡问题
　　当许多用户上行信号回传时，由于各路由的上行传输增益各不相同，必然出现用户信号上行到各级汇集点的电平不一致。如果其电平差异过大，即使CMTS发出电平调整指令，试图使各Cable Modem受控并同步地调整上行输出电平，也难以达到各用户电平上传到中心一致的效果。这就是汇聚均衡问题，其要点是应保证各用户上行路由的传输增益差小于±5dB，否则，必然会出现某些用户上行信号CNR值过低，而另一些用户上行信号产生过载失真，甚至还会干扰其它频段的信号。

　　调试过HFC网络上行通道的工程技术人员都有体会，汇聚电平失衡会严重影响系统的稳定性。因为在有线电视HFC网络的交互式数据业务中，每个用户都是前端又是末端，要将所有用户上行传输到中心前端或各分前端的电平调试为近似一致，其工程量将大大高于下行传输链路调试工程量。问题产生的主要原因是传输链路的损耗由二种频率特性不同的器材所决定。

　　大家知道，同轴电缆的传输损耗与信号频率的平方根成正比，如果超过450MHz以上，还会另增加介质损耗与信号频率成正比，所以，同轴电缆的传输损耗与信号频率有关。而分支/分配器的传输损耗，本质上是由于信号能量的分配关系，而呈现支路输出信号相对于输入信号的降低值，虽然频率最高端产生的损耗大一点，但可近似地视为损耗与频率无关。

　　传统的下行传输设计和调试都是按下行最高频率段的损耗及工作电平来确定。所以，在实际网络中，工程设计在下行传输时保持链路均衡，而对于信号的最高频率仅为65M的上行数据信号，主干电缆损耗极小，而支路由于存在着大分支量损耗的分支器，必然造成主干与支路的上行传输增益严重不一致。这就是我们称之为上行信号电平的汇聚均衡问题。如何解决这个问题？在实际工程中，建议根据实际网络状况，将大分支量的分支器换成小分支量的分支器，则上行电平的均衡问题就可适当解决。如果放大器输入端口的电平高于标称值时，可以用内置下行信号衰减器将之衰减，保证下行电平输出值为正常。所谓放大器的工作电平均应依据内部放大模块的工作电平值。另外，任何双向放大器在内部都是将上、下行放大分别调试的，实际工程调试中比较方便。由此，在实际工程设计和调试中，我们应该放弃过去单纯按下行传输链路设计的思维方式，改为按下行链路传输原则确定放大器间距，按上行传输进行回传电平增益的设计，而调试按下行传输调试。实际工程设计中，可考虑以下几种方式：
１、 在网络设计时，尽量少使用分支损耗过大的分支器；而采用分配器作分路器材，以保证各支路上行路由的总损耗之和，即电缆及分路器材传输损耗之和近似相等。可考虑在线路上安装Arcom公司的反向步进衰减器RSA，用以平衡反向通道。
２、 网络路由尽量设计为多级星型传输结构，即采用对称性设计；因为多级星型结构由中心到用户的分配过程正是由各用户上行逐级汇集的过程，只要保证了对称性，上行/下行电平必然一致。为了保证传输指标和网络更简化，双向放大器要选用低增益放大器，而不用上行无增益下行高增益的放大器。
3、正确选用具有真正双向功能的光工作站，而慎重选用一些号称预留上行接口的光接收机；在双向传输条件下，要求光工作站能在内部对几个端口的上行信号电平分别调整后汇集，上行调试可以在光节点处进行微调。

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