有线电视系统主要技术指标要求与测量

有线电视系统主要技术要求与测量方法,2.1有线电视系统主要技术参数2.2数字有线电视网络主要测量技术指标2.3数字电视星座图与故障判断2.4MPEG-2TS码流相关技术要求和测量方法2.5传输子系统相关的技术要求和测量方法2.6系统指标的叠加与分配,2.1有线电视系统主要技术参数,2.1.1有线电视系统技术参数概述2.1.2视频信号的技术指标2.1.3射频信号的技术指标2.1.4其他射频系统的技术指标,2.1.1有线电视系统技术参数概述,有线电视系统的技术指标是进行有线电视系统规划设计、验收测试的主要依据，我国相关行业标准均有具体规定，其主要的参数指标包括：视频信号的指标、射频信号的指标、其他射频系统的指标。,2.1.2视频信号的技术指标,（3）微分相位微分相位（DP）定义为，当电视信号的亮度变化时，其上所叠加的色度信号相位相对于色同步信号相位发生变化的最大值，用度（0）表示。,（2）微分增益微分增益（DG）定义为，当电视信号的亮度变化时，其上所叠加的色度信号幅度相对于色同步信号幅度发生变化的最大比例值，用百分数（%）表示。,2.1.3射频信号的技术指标,2.1.4其他射频系统的技术指标,2.2数字有线电视网络主要测量技术指标,2.2.1引言2.2.2平均功率2.2.3调制误差率（MER）2.2.4误差矢量幅度（EVM）2.2.5比特误码率2.2.6MER与BER之间的关系2.2.7MER和EVM之间的关系,2.2.1引言,我们要准确把握数字电视传输网络质量的好坏，应该分三步。第一步：对平均功率，MER,BER这三个指标进行测量。第二步：当这些指标恶化的时候，应该对其它指标进行详细的测量，判断造成网络质量恶化的原因。因为MER的恶化是最主要的因素，它将直接导致BER的下降并最终影响用户接收机的接收效果。所以因主要测试调制质量参数，找出问题原因。调制质量参数主要有：调制误差率、载波抑制、幅度不平衡、正交误差、相位抖动，RS解码前误码率等。其中调制误差率反映了调制的总体质量；载波抑制、幅度不平衡等反映调制中可能引起误差的主要原因；RS解码前误码率则反映了整个信道的可靠性的性能。对数字调制的直接测量是找到信号失真源头的有用工具。调制质量的估价是放在数字解调之后，自适应均衡器附近.第三步：利用星座图进行逐级排查。,2.2.2平均功率,平均功率在数字电视广播时用于表征频道信号功率强弱，也称信道功率，与模拟电视峰值电平概念和测量手段完全不同。数字调制信号类似噪声，信号在调制到射频载波前被进行了随机化处理。一个数字载波信号，无论是否调制了数据，在频域观察时一般是相同的。数字电视频道平均功率和带宽有关，带宽越宽信道平均功率越高。模拟电视场强仪只对分辨率带宽300kHz内的窄带峰值信号进行采样，完全不能表征在宽带（如数字电视8MHz）内的能量，仅当该数字频道的带内平坦度相当好时可以近似换算。,2.2.3调制误差率（MER）,MER（ModulationErrorRatio）定义原理如图所示。理想符号矢量幅度的平方和除以实际符号误差矢量幅度的平方和，计算的结果取对数以dB表示，定义为MER。,2.2.4误差矢量幅度（EVM）,2.2.5比特误码率,定义：BER（比特误码率）是发生误码的位数与传输的总位数之比BER被叙述为大量传送码的错误码比率10的几次方来表示，例如测量得3E-7表示在一千万次传送码有3次被误解，此比率是采用少数的实际传送码来实际分析并统计而推估的值，越低的BER代表越好的效能表现。BER(Pre-FEC)：纠错前误码率：FEC纠错算法可以检测出错误比特的数量，同时还可以纠正其中的一部分错误，纠错前的误码率就是实际发生错误的比特数量和总的传送比特数量的比值。BER(Post-FEC)：纠错后误码率：FEC纠错算法在检测出有多少错误比特后，根据自身的纠错能力，纠正错误比特当中的一部分或者全部的错误，用还没有被纠正的错误比特数量与总的传送比特数量进行比较就是纠错后的误码率。,2.2.6MER与BER之间的关系,数字电视和模拟电视图像方面很大的不同不仅仅是图像的清晰度更高，还有其他不同的特性，当模拟电视和数字电视同时受到噪声信号干扰的时候，随着噪声和干扰信号的增加，模拟电视的图像会渐渐恶化，由开始的清晰逐渐变为有雪花，最后雪花越来越多，最后无法观看，有一个渐变的过程，但是数字电视信号不同，数字电视信号有一定的抗干扰性，小的干扰可能不会引起数字信号出现差错，干扰逐渐增大，数字信号出现误码，但是由于有FEC纠错编码机制，对少量的错误可以全部进行纠正，当出差错的数据超过一定的数量，超过了纠错编码的错误纠正能力，信号出现错误，图像便出现了马赛克，甚至马上不能观看图像。这些变化都是在一个门限处发生的，速度很快。这种特性称为数字信号的悬崖效应。示意图如下所示。,2.2.7MER和EVM之间的关系,2.3数字电视星座图与故障判断,2.3.1星座图的原理2.3.2相干干扰2.3.3相位噪声2.3.4增益压缩2.3.5幅度不平衡2.3.6正交不平衡2.3.7载波抑制2.3.8噪声干扰2.3.9星座图测量画面技术指标说明2.3.10QAM技术参数解释2.3.11对各阶QAM参数计算的理论最大和最小值2.3.12均衡器的原理、功能和应用,2.3.1星座图的原理,在一个星座图中所有I和Q信号可能的结合表现为网格形状，使他们容易说明引起干扰的事物，星座图图表可想象为带方框的数组，每个方框代表一个状态或符号。在理想的数据传输情形下每个被接收的传送码应会落在它方框的中心点，在实际上噪声，侵入干扰与反射会让传输符号离开理论的中心点移往相邻方框的边界。相邻方框之间的分界线称为“判断门坎”，如果传送的信号被干扰推挤一个符号跨越此门坎，它会被错误的理解视为属于相邻方框的符号因此成为一个错误码。符号的干扰不足以推挤跨越门坎则永远被理解为属于正常的。星座图是一个很好的故障排除辅助工具，它可提供关于干扰的来源与种类的线索。由于屏幕上的图形对应着幅度和相位，符号阵列的形状可用来分析和确定系统或信道的许多缺陷和畸变，并帮助查找其原因，使用星座图可以轻松发现各种调制问题。以下的图片显示可各种干扰下星座图对应的不同形状。,2.3.2相干干扰,信号调制、传输网络、接收设备等均会引入连续的噪声干扰，如CSO/CTB，QAM信号中附带的噪声所产生的失真，会在星座图上形成明显的圆圈图形。如果有够多的连续噪声,在特定方框内所显示的符号形成一个粗环图形。圆环半径的大小代表带内相干干扰幅度的强弱。,2.3.3相位噪声,相位噪声是振荡器相对的相位不稳定的情况。如果此振荡器与信号处理相关(例如本地振荡器)，这些相位不稳定会影响在信号上，在信号处理设备内的振荡器在设计上是只会对所处理的信号增加非常微小的相位噪声，然而不良的调制器或变频器可能在信号上增加明显的相位噪声影响，结果在星座图上显示出绕着图形中央旋转的现象。,2.3.4增益压缩,增益压抑是在信号传送路径上因有源器件(放大器或频率变换器)过载或不良的有源器件所导致的信号压缩失真，结果在星座图上显示出四个角落被扭曲造成四边弯成如弓形的现象，而不是正常的四方形形状。由于QAM调制的峰值因子较大，星座中半径越大的部分，压缩越严重。,2.3.5幅度不平衡,由于I，Q调制部分正交载波幅度的不平衡度造成星座图I/Q两轴增益不一致，从而造成接收符号脱离理想星座点，接收星座图变成长方形装，使MER和BER指标下降，通常是QAM调制器造成这个问题。,2.3.6正交不平衡,正交度是指接收星座I，Q轴角度是否是90。由于I，Q调制部分正交载波相位正交性差，造成接收星座图有正方形变为菱形，两轴增益不一致，使MER和BER指标下降。通常是QAM调制器造成这个问题。,2.3.7载波抑制,QAM调制是载波抑制调制方式，如果调制部分载波泄漏到输出单元，就会造成接收问题。如果载波抑制差，星座图表现为接收星座点整体平移，脱离理想星座位置，相当于星座上加直流偏置效果。,2.3.8噪声干扰,在实际的网络系统中，QAM信号会一直被噪声干扰。噪声导致所显示的符号落在星座图方框内正常位置的周围，所以在累积一段时间长度后统计一特定方框内所有符号的落点就会形成如云般的形状，每个符号表示噪声干扰些微的差异。如果有够多的噪声干扰星座图会显示一些符号以表示超过判断门限形成“误码”。,2.3.9星座图测量画面技术指标说明,2.3.10QAM技术参数解释,2.4MPEG-2TS码流相关技术要求和测量方法,2.4.1TS码流的标准符合性2.4.2TS码流的测量项目和要求2.4.3TS码流测量方法2.4.4TS测量步骤,2.4.1TS码流的标准符合性,TS码流应符合GB/T17975.1-2000的所有规定。TS码流中的PSI表（PAT、PMT、NIT、CAT）的语法应符合GB/T17975.1-2000的规定，TS码流中的PSI表的语义应与网络中实际传输的数字电视TS码流一致。TS码流中的SI表应符合GY/T174-2001的相关规定，TS码流中SI表的语义应与网络中实际传输的数字电视TS码流一致。,2.4.2TS码流的测量项目和要求,按照TS码流测量的目的和重要程度，共分为三个等级，分别由表、表2、表3给出，所有测量项目均以分析报错的形式给出，表、表2、表3中判断条件为“或”逻辑，即满足多项判断条件中的一项就可判断为出现错误。,2.4.3TS码流测量方法,2.4.4TS测量步骤,TS测量步骤a)按图223连接测量仪器；b)参考码流分析仪的使用说明，直接读出第一、二、三优先级的各测量项目的测量结果；c)分析TS码流中的PSI表和SI表，检查其语法是否符合标准，语义是否正确。,2.5传输子系统相关的技术要求和测量方法,2.5.1有线数字电视广播QAM调制器的技术要求2.5.2QAM调制器的技术参数测量方法2.5.3HFC网络下行传输系统主要技术参数要求2.5.4HFC网络输出口的指标的技术要求2.5.5上行传输通道主要技术要求(GY/T108-2001)2.5.6下行传输通道主要技术参数测量方法,2.5.1有线数字电视广播QAM调制器的技术要求,(1)有线数字电视广播QAM调制器的技术要求技术要求和测量方法应符合GY/T198-2003的规定。有线数字电视广播QAM调制器的技术要求见表28。,2.5.2QAM调制器的技术参数测量方法,2.5.3HFC网络下行传输系统主要技术参数要求,HFC网络应符合GY/T106-1999的技术要求，测量方法应符合GY/T121-1995的有关规定。除此之外，HFC网络输出口的指标还应该符合GY_T_221-2006_有线数字电视系统技术要求和测量方法的技术要求。GY/T106-1999有线电视广播系统技术规范下行传输系统主要技术参数要求（见表29）,2.5.4HFC网络输出口的指标的技术要求,2.5.5上行传输通道主要技术要求(GY/T108-2001),2.5.6下行传输通道主要技术参数测量方法,(1)主要测量仪器可选用以下设备之一进行测量：有线数字电视标准测量接收机；数字矢量分析仪；带QAM分析的频谱分析仪。(2)测量框图传输子系统中输出电平、调制误差率、误码率和数字射频信号与噪声功率比的通用测量框图见图2-28。,(3)测量步骤a)根据所用设备，连接测量仪器和系统输出口；b)根据仪器操作说明，调节测量仪器的测量频率到被测频道，并设置调制方式、符号率；c)记录相