初心者のための CATV 伝送技術 1 CATV 伝送システムの調整とレベル測定 デジタル伝送 測定概要 ミハル通信株式会社 2012 年 9 月 10 日
ケーブルテレビの普及状況 ( 自主放送を行う許可施設 ) 2 出典 : 平成 24 年 6 月総務省報道資料 ケーフ ルテレヒ の現状
ケーブルテレビの使用周波数帯域 アンテナで受信する場合 3 VHF low VHF high UHF 上り帯域 90 108 170 222 470 770MHz 1~3ch 4~12ch 13~62ch ケーブルテレビの使用周波数帯域例 制御信号 FM VHF ローチャンネル 下り帯域 放送波帯 ローサブバンド 10 50 70 76 90 108 170 222 ミッドバンド VHF ハイチャンネル スーパーハイバンド 周波数 [MHz] 70~250(222)MHz (NHK 共同受信施設 障害対策共同受信施設など ) 70~450MHz( 自主放送型ケーブルテレビ ) 70~770MHz( ) 450 UHF 770
初期のケーブルテレビネットワーク (~ 約 1985 年 ) 4 ツリー型分配網 ( 全同軸システム ) 数台 ~ 数十台 NHK 難視共聴 建造物障害 初期型都市型ケーブルテレビ ( 主に 300~450MHz 施設 ) 4
全同軸システム HFC システムへ (1986 年以降 ) 5 光ファイハ ーの特徴 広帯域である 同軸ケーフ ルは周波数特性を持つ 光ファイハ ーはフラット特性 伝送損失が小さい光ファイハ ーは 0.35dB/km(@1550nm) スター型分配網 HFC システムの特徴 多チャンネル伝送が可能 サーヒ スの広域化が可能 ~30km 程度 樹枝状分配網 ヘッドエンド 15 HE 装置から数十 ~ 数百ノード
ケーブルテレビの基本 システム構成例 6 CATVとは 同軸ケーブルや光ケーブルによる伝送路網 (HFC) を介して加入者各家庭に映像情報を配信するケーブル網システムであり, 配信する映像情報はヘッドエンド機器側に地上デジタル放送,BSデジタル放送やCSデジタル放送などの多チャンネルサービスを集約し, まとめられた番組情報信号をRF 多重して同軸ケーブルや光ファイバーケーブルでの伝送路網を介して加入者宅での受信レベル, 信号品質を確保しながら配信しています 伝送路網では, 伝送による信号レベルの減衰を補う為に増幅器を使用し長距離伝送を行っている 加入者宅へは タップオフ ( 分岐 分配器 ) から引き込み, 保安器を介して一般的にCATV 専用のSTBを使用して視聴する
各種ヘットエンド装置 7 デジタル HE 装置 光 HE 装置 光パッシブ装置
ケーブルテレビシステム伝送路装置 8 増幅器 ( アンプ ) 電源供給器 クロージャ ( 光接続箱 ) 分岐器 保安器
架柱引き込み工事 宅内工事例 9 配電線 同軸ケーブル (CATV 伝送路 ) タップオフ引込線共テレビ テレビ 分配器 保安器 ブースタ STB テレビ 同軸ケーブルを利用したインターネットサービス ( ケーブルモデム )
ケーブルテレビ事業者の伝送路の現状 出典平成 24 年 6 月総務省報道資料 ケーフ ルテレヒ の現状 10 10
BS デジタル放送の各種伝送方式 11 BS-IF 直接伝送方式周波数変換伝送方式 64QAM 再変調伝送方式 VHF MID パススルーシステム 周波数変換パススルーシステム トランスモシ ュレーションシステム SHB BS テ シ タル放送波 BS-IF 帯 UHF BS-IF 将来追加 1032 1336 1489 BS-IF 将来追加 250 710 BSテ シ タル放送波 BS-IF 帯 BS-IF 将来追加 1032 1336 1489 VHF MID SHB BS テ シ タル放送波 BS-IF 帯 UHF BS-IF 将来追加 1032 1336 1489 増幅器 内容 BS テ シ タル放送をそのまま BS-IF 伝送 利点 HE 設備に変調機を使用しないですむ為, センター設備構築費用が安価 市販のテ シ タル受信機がそのまま利用できる 課題 FTTH ハ ススルーシステムが必須 (1032~1489MHz) BS-IF 帯 (1032~1489MHz) で伝送が条件なので伝送路が HFC 及び同軸システムでは伝送出来ない 伝送するためには,FTTH ハ ススルーシステムの構築が必須条件 V-ONU ( 映像用光端末 ) BS テ シ タル受信機 テレビ受信機 周波数変換 BS-IF (1032~1489MHz) 帯域に再変換する SHB UHF 帯へ周波数変換 周波数変換 BS テ シ タル受信機 テレビ受信機 内容 HE 設備にてBSテ シ タル波を伝送路帯域内 (SHB UHF 帯 ) に変換して伝送し各家庭にて受信機の入力でBS-IF 帯に戻して受信する 利点 施設が広帯域化 (~770MHz) 済みの場合,HE 設備にタ ウンコンハ ータ, 各家庭にアッフ コンハ ータ設置することにより市販のテ シ タル受信機がそのまま利用できる 課題 SHF 帯とUHF 帯 (250~710MHz) を全て使用するため地上テ シ タル放送を伝送する帯域がMID 帯のみとなるので帯域の確保が困難 ( 各事業者の周波数利用状況による ) 各家庭にて周波数変換機( アッフ コンハ ータ ) を設置する必要がありシステムコストが上がる BS テ シ タル 64QAM 変換機 内容 伝送路 770MHz 以上の HFC FTTH システムが一般的 BS-IF 帯域をトラホ ン単位で 64QAM 変調方式に変換空チャンネルにて伝送 統合テ シ タル STB テレビ受信機 BS テ シ タル放送を 64QAM( トランスモシ ュレーション方式 ) にて再変調 利点 テ シ タル STB を設置すれば市販されているテ シ タル受信機がそのまま利用できる BS テ シ タル放送を 64QAM で再変調して伝送するので伝送路の空きチャンネルを使用し運用できる 課題 センター設備のコストが 3 方式 (BS-IF 直接伝送方式 周波数変換伝送方式 64QAM 再変調伝送方式 ) の中でも最も高くなります 11
地上デジタル放送の伝送方法 12 周波数帯 :UHF 変調方式 :OFDM パススルーヘッドエンド 同一周波数パススルー方式 周波数帯 :UHF 変調方式 :OFDM 伝送波 VHF MID SHB UHF 地上デジタル受信機 受信した放送波をそのまま伝送 伝送帯域 周波数帯 :UHF 変調方式 :OFDM パススルーヘッドエンド 低い周波数に変換して伝送 周波数変換パススルー方式 周波数帯 : VHF MID SHB UHF 変調方式 :OFDM VHF MID SHB UHF 地上デジタル受信機 (CATVパススルー対応) (2003 年 11 月 JEITA 標準化 ) 周波数帯 :UHF 変調方式 :OFDM トランスモジュレーションヘッドエンド トランスモジュレーション方式 周波数帯 : 全帯域変調方式 :64 QAM VHF MID SHB UHF デジタル STB + TV 変調方式を変換して伝送
地上デジタル放送のみの再送信サービス の導入状況 13 1 登録一般放送事業者のうち自主放送を行う 560 事業者を対象として調査を行ったもの ( 一部の地域のみサービスを提供している事業者を含む ) 2 平成 23 年 6 月 29 日までの数値は 旧有線テレビジョン放送施設者たる旧有線テレビジョン放送事業者のうち自主放送を行う事業者を対象として調査を行ったもの 3 STB のレンタル料金を含まない月額料金 ( 税抜き ) 13 出典平成 24 年 6 月総務省報道資料 ケーフ ルテレヒ の現状
地上デジタル放送 (OFDM 信号 ) の測定 地上デジタル放送信号スペクトル 14 中心周波数 レベル 3MHz 3MHz -3dB ナイキスト帯域幅 :5.57MHz 1ch あたりの帯域幅 :6MHz 周波数 13 セグメント 11 9 7 5 3 1 0 2 4 6 8 10 12 3MHz 1/7MHz シフト ( 0.143MHz) 6MHz 全帯域の右に CP(Continual Pilot) 用キャリア 1 本が追加されている 6MHz/14=428.57kHz 中心周波数 (Center Frequency) UHF: 470+(ch-13) 6+3+0.143
OFDM 信号と 64QAM 信号のレベル (1)OFDM 搬送波レベルを電力測定機能を用いた測定法 スペクトラムアナライザの中心周波数を変調波形の中心周波数に設定し, スパン, リファレンスレベルを適切な値に設定する スペクトラムアナライザの分解能帯域幅 (RBW)30kHz に, 映像帯域幅 (VBW) を 300kHz 以上 (RBW の 10 倍以上 ), 検波モードを Sample に設定する スペクトラムアナライザのチャンネルパワー測定機能を選択し, チャンネルパワーの測定帯域幅を OFDM 信号の帯域幅 5.6MHz に設定し, 測定値の平均回数を 30 回以上に設定する レベル単位は dbμv 表示とし, 表示された搬送波平均値レベルを測定する 15 推奨するスペクトラムアナライザの設定 地デジ OFDM CATV 64QAM 測定帯域 5.6MHz 5.3MHz SPAN 10MHz 10MHz RBW 30kHz 100kHz VBW 300kHz 1MHz 検波モード Sample Sample 測定値アベレージ 30 回 30 回 測定補正値 不要 不要
OFDM 信号と 64QAM 信号のレベル (2)OFDM 搬送波レベルを dbμv/ Hz 測定値から換算する測定法 16 スペクトラムアナライザの中心周波数を変調波形の中心周波数に設定し, スパン, リファレンスレベルを適切な値に設定する スペクトラムアナライザの分解能帯域幅(RBW)100kHzに, 映像帯域幅 (VBW) を1kHzに, 検波モードをSampleに設定する スペクトラムアナライザのレベルは平均値表示 ( 波形の平均表示に設定 ) にし, レベル単位はdBμV/ Hz 表示とする スペクトラムアナライザにて平均化されたOFDM 信号スペクトラムの中心周波数にマーカを設定し, 表示値 X dbμv/ Hz を測定する OFDM 搬送波平均値レベルC dbμvは,ofdm 帯域幅 5.6MHzより+67.5dBをスペクトラムアナライザ読み値 X dbμv/ Hz に換算する 例)22.5(dBμV/ )+67.5(dB)=90(dBμV) Hz 地デジ OFDM CATV 64QAM 測定帯域 5.6MHz 5.3MHz SPAN 10MHz 10MHz RBW 100kHz 100kHz VBW 1kHz 1kHz 検波モード Sample Sample 測定値アベレージ 30 回 30 回 測定補正値 +67.5dB +67.24dB 表示による測定表示例
OFDM 信号と 64QAM 信号のレベル (3)OFDM 信号アナライザによる測定 17 注意 ) 帯域内偏差が大きい信号を測定する場合はdBμV/ Hz 測定値から換算する測定法のように特定のポイントでレベル測定し帯域換算を行うため測定誤差も大きくなる OFDM 信号アナライザによる測定表示例 21.19+67.5=88.69(dBμV) 電力測定機能による測定表示例 dbμv/ Hz 表示による測定表示例
OFDM 信号と 64QAM 信号のレベル (4)64QAM 搬送波レベルを電力測定機能を用いた測定法 スペクトラムアナライザの中心周波数を変調波形の中心周波数に設定し, スパン, リファレンスレベルを適切な値に設定する スペクトラムアナライザの分解能帯域幅 (RBW)100kHz に, 映像帯域幅 (VBW) を 1MHz 以上 (RBW の 10 倍以上 ), 検波モードを Sample に設定する スペクトラムアナライザのチャンネルパワー測定機能を選択し, チャンネルパワーの測定帯域幅を 64QAM 信号の帯域幅 5.3MHz に設定し, 測定値の平均回数を 30 回以上に設定する レベル単位は dbμv 表示とし, 表示された搬送波平均値レベルを測定する 18 推奨するスペクトラムアナライザの設定 地デジ OFDM CATV 64QAM 測定帯域 5.6MHz 5.3MHz SPAN 10MHz 10MHz RBW 30kHz 100kHz VBW 300kHz 1MHz 検波モード Sample Sample 測定値アベレージ 30 回 30 回 測定補正値 不要 不要 電力測定機能による測定表示例
OFDM 信号と 64QAM 信号のレベル (5)64QAM 搬送波レベルを dbμv/ Hz 測定値から換算する測定法 スペクトラムアナライザの中心周波数を変調波形の中心周波数に設定し, スパン, リファレンスレベルを適切な値に設定する スペクトラムアナライザの分解能帯域幅(RBW)100kHzに, 映像帯域幅 (VBW) を1kHzに, 検波モードをSampleに設定する スペクトラムアナライザのレベルは平均値表示 ( 波形の平均表示に設定 ) にし, レベル単位はdBμV/ 表示とする Hz スペクトラムアナライザにて平均化された64QAM 信号スペクトラムの中心周波数にマーカを設定し, 表示値 X dbμv/ Hz を測定する 64QAM 搬送波平均値レベルC dbμvは,64qam 信号の帯域幅 5.3MHzより+67.24dBをスペクトラムアナライザ読み値 X dbμv/ Hz に換算する 例 )23.3(dBμV/ )+67.24(dB)=90.5(dBμV) Hz 19 地デジ OFDM CATV 64QAM 測定帯域 5.6MHz 5.3MHz SPAN 10MHz 10MHz RBW 100kHz 100kHz VBW 1kHz 1kHz 検波モード Sample Sample 測定値アベレージ 30 回 30 回 測定補正値 +67.5dB +67.24dB dbμv/ Hz 表示による測定表示例
ビット誤り率 (BER:Bit Error Rate) デジタル信号の品質を最終的に評価するのに用いられるもので BER と表記され, 伝送された全ビット数に対する誤ったビット数の比である 有線テレビジョン放送法施行規則の技術基準ではデジタル有線テレビジョン放送方式 (64QAM) や標準デジタルテレビジョン放送方式 (OFDM) によるデジタル放送用ヘッドエンドにおける入力信号について復調後におけるビット誤り率を 1 10-4 以下 短縮化リードソロモン (204,188) 符号による誤り訂正前 ) と規定している と規定している 又, ビット誤り率の値を適用するヘッドエンドの主たる機器の入力端子箇所が規定されている 20 20
変調誤差比 (MER:Modulation Error Ratio) MER はデジタル変調信号の変調誤差 ( ベクトル誤差 ) を示すもので, デジタル伝送信号の品質劣化を総合的に評価するのに使用される MER は雑音や妨害波などがない理想的な信号状態の理想シンボル点に対する雑音などの影響で変動したシンボル点との間の誤差ベクトル成分との比をもって表す MER は通常電力比 (db) で表示される 21 周波数偏差 MER コンスタレーション
ケーブルテレビの基本 システム構成例 22 ( 集合住宅 ) 棟内分配増幅器 地上波アンテナ 4F 3F 2F 1F 壁面端子 住戸 BSアンテナ CSアンテナカメラ / マイクスタジオ 調整室 ヘッドエ PS 光送信器光受信器 E/O O/E 光ケーブル幹線路 同軸線路 STB テレビ受信機 ネットワーク監視装置 加入者端末制御装置 打合せ用送受話器 ン ド STB テレビ受信機 ( 戸建住宅 )
ヘッドエンド出力の調整 (1) ヘッドエンド装置総合の出力レベル測定ポイントは, ヘッドエンドの最終段の双方向増幅器出力モニタ端子とする (2) このヘッドエンド装置の標準出力は, 次のとおりとする PG: 73MHzにおいて 88.0(dBμV) PG:451.25MHzにおいて 95.0(dBμV) 770MHz 付近にPGを入れる場合あり (3) ヘッドエンド出力において, ローチャンネルからハイチャンネルまでが, 上記のレベル範囲になるように調整する 個々のチャンネルの調整は, 各チャンネルの増幅器 (TVシク ナルヒ ロセッサ) 又はTV 変調器の RF 出力レベル調整ボリュームを調整ドライバーで可変して調整する 全体的な微調整は最終段双方向増幅器のFORWARD GAIN, TILTで行う 23
ヘッドエンド出力の調整 (4)OFDM 信号 ( 地上デジタルテレビジョン放送信号 ) とアナログ TV 信号 ( 標準テレビジョン放送信号 ) とを隣接させて伝送する場合 24 OFDM 信号 ( 地上デジタルテレビジョン放送信号 ) とアナログ TV 信号 ( 標準テレビジョン放送信号 ) 信号搬送波の周波数の間隔は 下側にあっては 4.085MHz 以上 上側にあっては 7.869MHz 以上とし また 搬送波のレベルは映像信号搬送波の下側にあっては映像信号搬送波のレベルに対して -6dB 以下 -24dB 以上 映像信号搬送波の上側にあっては映像信号搬送波のレベルに対して -15dB 以下 -21dB 以上とする -6 NTSC- VSB-AM -15 レベル (db) -24 OFDM OFDM -21 4.085 以上 7.869 以上 周波数 (MHz) OFDM 信号 ( 地上デジタルテレビジョン放送信号 ) とアナログTV 信号 ( 標準テレビジョン放送信号 ) との周波数配置と隣接伝送する場合におけるレベル差
ヘッドエンド出力の調整 (5)OFDM 信号 ( 地上デジタルテレビジョン放送信号 ) と 64QAM 信号 ( デジタル有線テレビジョン放送信号 ) とを隣接させて伝送する場合 OFDM 信号の搬送波と 64QAM 信号の搬送波の周波数の間隔は OFDM 信号が下側にあっては 5.835MHz 以上 OFDM 信号が上側にあっては 6.119MHz 以上とし 又搬送波のレベルは OFDM 信号が 64QAM 信号の搬送波の下側にあっては +14dB 以下 -19dB 以上 OFDM 信号が 64QAM 信号の搬送波の上側にあっては +18dB 以下 -20dB 以上とする 25 14 OFDM OFDM 18 レベル (db) 64QAM -19-20 OFDM 信号と 64QAM 信号との周波数配置と隣接伝送する場合におけるレベル差 5.835 以上 6.119 以上周波数 (MHz)
CATV システムの画質劣化を招く要因 内部要因 : 伝送路機器 26 該当機器 原因内容 症状 C/N 比不良 増幅器 ランダム雑音 スノーノイズ 混変調, 相互変調 増幅器 非直線歪 ウインドワイパビート,CTB ハム変調 増幅器 電源, 電源系フィルタ フリッカ 反射 増幅器 接続点の接触不良で生じる直線歪 ゴースト パッシブ 端子間結合損失 リンギング コネクタ 解像度不良 26
デジタル放送の品質評価 27 画像評価評価基準 正常に受信 ブロックノイズや画面フリーズあり 受信不能 受信機もしくは測定器でのBERを適切な時間測定し評価する 品質評価 評価基準 A: きわめて良好画像評価で で BER 1 10-8 B: 良好画像評価で で 1 10-8 <BER 1 10-5 C: おおむね良好画像評価で で 1 10-5 <BER 2 10-4 D: 不良 画像評価で であるが BER>2 10-4 または画像評価 E: 受信不能 画像評価
増幅器で発生するランダム雑音 CN 比 28 C/N 比 (Carrier to Noise Ratio: 搬送波対雑音比 ) 信号が増幅器など能動素子を通過すると素子で発生するランダム雑音が付加され出力側で雑音が増加する CATVシステムでのデジタル変調信号のCN 比は, デジタル変調信号全体の電力と伝送帯域幅内の雑音電力の比であり 雑音電力が高くCN 比が低いとブロックノイズ等の障害が発生する ケーブルテレビシステムでは雑音に関する信号の質をこの値を用いて表わす 増幅器 入力 出力 入力信号 e in 出力信号 e out 28
増幅器で発生するランダム雑音 雑音指数 29 雑音は回路で生ずる不規則な雑音によって生ずるものでランダム雑音といわれている ランダム雑音は熱雑音とショット雑音から成り, 前者は抵抗体の中で電子が熱によって不規則な運動をすることによって生じ, 後者は増幅回路素子内部の電流が個々の電子の不規則な動きにより変動するために生ずるものである ランダム雑音の周波数分布はほぼ一様であって, フィルターを用いて帯域を制限すれば, 雑音電力はその周波数帯域に比例する 増幅器の内部で発生する雑音の相対的な量を表すために雑音指数が用いられる 増幅器の出力側に得られる信号対雑音比 (CN) が, 入力側の信号対雑音比に比べてどれだけ悪化しているかを示す数値が雑音指数である ( NF) C N i N C i o o
C/N と雑音指数 ( 増幅器 ) の関係 30 各放送の占有帯域幅と熱雑音 放送種類 帯域幅 (MHz) 熱雑音 db(μv) 地上アナログテレビジョン放送 4.0 1.0 デジタル有線テレビジョン放送 (64QAM 信号 ) 5.3 2.0 地上デジタルテレビジョン放送 (OFDM 信号 ) 5.6 2.3 衛星放送デジタルテレビジョン放送 (BS 110 度 CS 放送 ) 28.9 9.4 1 地上アナログテレビジョン放送 2 デジタル有線テレビジョン放送 db ( V ) F ( db ) 1.0 db ( V C i db ( V ) F ( db ) 2.0 db ( V C i ) ) 3 地上デジタルテレビジョン放送 4 衛星デジタルテレビジョン放送 db ( V ) F ( db ) 2.3dB ( V C i db ( V ) F ( db ) 9.4 db ( V C i ) )
増幅器で発生する信号歪 増幅器 31 入力 出力 入力信号 e in 出力信号 e out 歪の発生原因増幅器では入力電圧の利得倍の出力電圧が得られ入力と出力の電圧は比例関係にあるが厳密に比例 ( 直線的 ) しているのではなく非直線性を持っている これはトランジスタやHICなど増幅回路素子 の特性に起因している 3 波増幅時発生する歪成分 ひずみ種類 ひずみ成分 周波数 2 波増幅時発生する歪成分 ひずみ種類 ひずみ成分 周波数 2 次ひずみ 3 次ひずみ 高調波相互変調成分高調波 2 f f f 2 1 2 1 f 2 3 f f 1 3 相互変調成分 2 2 2 f f 1 2 f f 1 2 2 次ひずみ 3 次ひずみ 高調波 相互変調成分 f f 3 f 1 f 2 f 3 高調波相互変調成分 3 波の和差成分 3 1 f 2 2 f f 3 2 2 f f 1 2 f f 1 2 f 2 2 3 f f 1 3 f 2 3 2 f f 2 f f 2 3 3 3 2 f 2 f1 2 f1 f 2 f f 31 1 2 f 3 1 3
3. 増幅器で発生する信号歪 3 出力信号f1 f2 レベル力信号レベル 増幅器で発生する 2 次歪 3 次歪成分 (2 波同時に入力時 ) f 1 f 2 f 2 -f 1 2f 1 -f 2 2 f 2 -f 1 増幅後 f 1 +f 2 2f 1 2f 2 出3f 1 2 f 2 +f 1 2f 1+ f 2 3f 2 32 2 波入力時に発生する増幅器のひずみ成分のイメージ
レベルUHF 帯域で帯域内に発生する 3 次相互変調歪 UHF 帯域では帯域内に2 次ひずみは発生しないため 3 次ひずみによる相互変調成分 (IM 3 ) のみとなり 帯域内で9 波のひずみが発生する 太字は伝送チャンネルに発生する組合せで レベルにより妨害源となる f1 521MHz( ch21) f 2 527MHz( ch22) f 3 533MHz( ch23) 33 No 周波数組合せ発生周波数 (MHz) No 周波数組合せ発生周波数 (MHz) 2 f f 1 1 2 515(ch20) 2 2 f f 533(ch23) 2 f f 3 3 1 545(ch25) 4 2 f f 509(ch19) 5 2 f 2 f 3 521(ch21) 6 539(ch24) f 7 2 3 515(ch20) 8 f f 527(ch22) f 1 f f 1 f f 9 2 3 539(ch24) 2 1 2 f f 3 1 3 2 1 2 f 3 UHF 帯域で帯域内に発生する 3 次相互変調歪配列 2f 2 -f 3 f 1 -f 2 +f 3 2f 1 -f 1 2f1 -f 2 f 1 f 2 f 3 2f 3 -f 2 2f 1 -f 3 f 1 +f 2 -f 3 f 2 +f 3 -f 1 2f 3 -f 1 509 (ch19) 515 (ch20) 521 (ch21) 527 (ch22) 533 (ch23) 539 (ch24) 545 (ch25) 周波数 (MHz) 33
参考 CSO( 複合二次歪 ) と CTB( 複合三次歪 ) 34 CSO(composite second order) 都市型 CATV システムで考えられているように伝送チャンネル数が数十チャンネルになり 6MHz 間隔で搬送波が配列されると 2fa,f a +f b の2 次歪成分が同一搬送波上に現れる 同一の搬送波上に現れる成分の合計と搬送波レベルとの比をCSOと定義し多チャンネル伝送用広帯域増幅器の規格項目として表している CTB(composite triple beat) 都市型 CATV システムで考えられているように伝送チャンネル数が数十チャンネルになり 6MHz 間隔で搬送波が配列されると fa+ fb -fc,2fa-fb の 3 次歪成分が同一搬送波上に現れる この成分は伝送波数が多くなるほど急激に増加し 2 次歪成分より画像に与える影響が大きい 同一の搬送波上に現れる成分の合計と搬送波レベルとの比を CTB と定義し多チャンネル伝送用広帯域増幅器の 規格項目として表している 34
参考 CSO( 複合二次歪 ) 74 波伝送時の CSO 歪波数 CSO 歪波数 35 30 25 20 15 10 5 0 35 35 91.3 115 139 165 193 217 243 271 295 319 343 367 391 415 439 463 489 513 537 CSO:-1.25 CSO:+1.25 CSO 波数 周波数 (MHz)
参考 CTB( 複合三次歪 ) 74 波伝送時の CTB 歪波数 CTB 歪波数 1100 900 700 500 300 36 36 415 91.3 115 139 165 193 217 243 271 295 319 343 367 391 439 463 489 513 537 CTB 歪 CTB 波数 周波数 (MHz)
有線テレビジョン放送法施行規則の技術基準 37 有線テレビジョン放送施設の性能は 1972 年に 標準テレビジョン放送方式 (NTSC-VSB-AM: アナログテレビジョン放送 ) の規格が 所要性能 と 望ましい性能 と呼ばれる二つの段階に分かれている 所要性能は有線テレビジョン放送施設にとって必要最低限の規格を示すもので, その値がほぼそのまま有線テレビジョン放送法施行規則の技術基準にとり入れられている また デジタル伝送においても 1996 年に デジタル有線テレビジョン放送方式 (64QAM) が 2000 年に 標準デジタルテレビジョン放送方式 (OFDM) が制定され 放送メディアの拡充や高度化に対応し規格が追加されている
CATV システムのシステム性能について 38 同一規格の増幅器の縦続接続 ケーブルテレビシステムに使用される同軸幹線系の増幅器は同一規格のものが同一の入出力レベルで用いられるのが一般的である 各々の性能劣化は以下の通りです 電力加算 C/N: 雑音電力 CSO:2 次歪成分の電力 10logχ 電圧加算 CTB XM:3 次歪成分の電圧 20logχ 電力と電圧の中間の加算 HM 成分 15logχ
参考 電圧加算 電力加算早見表 39 歪悪化値 (db) 6.5 5.5 4.5 3.5 2.5 1.5 0.5 電圧加算早見表 (CTB XM) CTB 悪化値 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 歪値性能差 (db) 電力加算早見表 (CSO C/N) CSO C/N 悪化値 歪 C/N 悪化値 (db) 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 歪値性能差 (db) 39
HFC システムの変動要因 温度変化によるもの 40 1HE 温度変化 HEで発生する温度変化はパイロットAGCでは吸収できない変動要因として最終段まで残るので注意を要する 2PG レヘ ル変動 変動は ケーブルの減衰量の変化をハ イロット信号の変動に置き換えたもの以外に 残る分なので システムの最終段まで影響を与えることになる 3 光機器及び同軸増幅器温度変化 増幅器の周囲温度の変化に対する出力レヘ ルの変動要因として考えるが 温度変化 としては帯域内全体の変化と考えられるので当然ハ イロット信号も同時に変化分だけ動く 為 前段の温度変化分は次段のパイロット AGC で吸収される 7 同軸ケーフ ル温度変化 真夏の昼直射日光から真冬の夜間ではかなりの外気温の変化がある ケーブル 減衰量の温度変化は 0.2%/ であるのでシステムでのケーブル温度変化を考える 場合は 外気温の年間での変化量を勘案する 40
HFC システムの変動要因 41 周波数特性によるもの 1 光機器, 同軸増幅器及びパッシブ機器のf 特偏差増幅器の増幅帯域内での偏差で各チャンネル毎の出力レヘ ルの変化となって現れ システムシステムの歪特性の悪化となって現れる 2 同軸ケーフ ルf 特偏差同軸ケーフ ルの持つ周波数特性の偏差で各周波数の標準減衰量に対するばらつき バラつきや機器調整によるもの 1 各種ケーブルの特性 長さのバラツキ 2 種増幅器の特性バラツキ (AGC 圧縮残等 ) 3 各種受動機器の特性バラツキ 4 増幅器モニター端子の結合精度 5 システム調整誤差 ケーブルや機器のバラツキは調整によってカバーできることが多く, 累積することは少ない モニター端子の精度についてはその誤差だけ実際のレベルが狂うことになるので高精度である必要があるが, 調整誤差と同様であって累積することはない 41
変動要因のシステムに与える影響 42 1 増幅器入力でのレヘ ル変動入力レヘ ルの変動で一番影響を受けるのがC/Nである C/Nは入力レヘ ルと増幅器のもつ雑音指数で決まるので 夏場は同軸ケーフ ルの減衰量が増し 入力レベルが下がるのでC/Nが悪くなる これはどの増幅器でも同じ様に悪くなり システム全体が悪くなるので入力レヘ ル変動は注意を要す 2 増幅器出力でのレヘ ル変動 出力レベルが変動した場合には システムとして歪特性が悪くなる パイロット AGC 方式では増幅器出力を一定となるようにしているが AGC 残等の変動要因が重なった場合には増幅器単体総合の歪特性が 悪化する 42
伝送路機器 幹線系調整 (1) (1) 増幅器の概要 CATV システムに使用される線路系増幅器は ヘッドエンド出力端子から保安器までの幹線 分岐線に使用されているケーブルの減衰量 分岐 分配器損失を補償するために使用される その種類としては ヘッドエンドから送出された信号の質を損なわないようにできるだけ信号を遠くに送ることを目的とした線路増幅器 できるだけ多くの加入者に信号を分配することを目的とした分岐増幅器 もう少し分岐線を延長できればその付近一帯の加入者を満足させることができる場合に使用する延長増幅器などが主なものである 43 1 増幅器の構成 ケーブルの持つ f 特性に比例する伝送損失を補い またこの伝送損失は温度に対して変化するので必要な場合には この変化量を吸収する システムは基本的に1( ヘッドエンド ):n( 加入者 ) の形をとる分岐 分配システムなので この分岐 分配損失 ( フラット損失 ) を補う 補償する損失がケーフ ル損失のみの場合 またはケーブル損失の他に分岐 分配器などのフラット損失を含む場合等 それぞれの状態によって図 1のような増幅器内部にある切替え可能な補償回路や減衰回路 (BON EQ ATT) を調整することによって対応する 入力 BON EQ ATT 増幅回路 出力
伝送路機器 幹線系調整 (2) 2BON( 疑似線路網 ) BON は設計帯域内ではケーブルと同じ f に比例した減衰特性をもっている ケーブルが短い場合は BON の値を増やすことによって増幅器の入力レベルを標準の値にすることができる 44 BON の減衰特性例 BON 使用例 1 2 3 44
伝送路機器 幹線系調整 (2) 3 イコライザ (EQ 等化器 ) EQ は BON とは逆に ケーブル損失のスロープとは反対の周波数特性を持ちケーブルや分岐 分配器などによる減衰特性を補償する イコライザを使用する増幅器の利得は 基本的にフラットな特性でありケーブル減衰量の大きさによってイコライザを変えて調整する EQ の減衰特性例 EQ 使用例 1 45 2 フラット損失が入ってf L が下がった分 EQを変えてA 2 の入力レベルを標準状態に戻している f H : ケーブル損失 =26-4=22 22 ケーブル長 = 68 km=0.324km=324m f L : ケーブル損失 =0.324 19dBkm / km=6.16db EQ 入力レベル f H =94-(22+4)=68dB f L =85-(6.16+4)=74.84dB EQ: 0 16.10 とすれば標準状態となる
プラグイン減衰量表 下り用 BON 46 型名 73 91.25 171.25 217.25 289.25 451.25 543.25 770 FB7701S 0.3 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 1.0 FB7702S 0.6 0.6 0.9 1.0 1.1 1.5 1.6 2.0 FB7703S 0.8 1.0 1.3 1.5 1.7 2.2 2.5 3.0 FB7704S 1.1 1.2 1.7 2.0 2.3 3.0 3.3 4.0 FB7705S 1.4 1.6 2.2 2.5 2.9 3.7 4.1 5.0 FB7706S 1.7 1.9 2.6 3.0 3.5 4.5 5.0 6.0 FB7707S 2.0 2.2 3.1 3.5 4.1 5.3 5.8 7.0 FB7708S 2.2 2.5 3.5 4.0 4.7 6.0 6.6 8.0 FB7709S 2.5 2.8 4.0 4.5 5.3 6.7 7.4 9.0 FB7710S 2.8 3.1 4.4 5.0 5.9 7.5 8.3 10.0 FB7711S 3.1 3.5 4.9 5.5 6.4 8.2 9.1 11.0 FB7712S 3.3 3.8 5.3 6.0 7.0 9.0 9.9 12.0 FB7713S 3.5 4.1 5.7 6.5 7.6 9.7 10.7 13.0 FB7714S 3.9 4.4 6.2 7.0 8.2 10.4 11.6 14.0 FB7715S 4.2 4.7 6.6 7.5 8.8 11.2 12.4 15.0 FB7716S 4.5 5.1 7.1 8.1 9.4 12.0 13.2 16.0 FB7717S 4.8 5.4 7.5 8.6 10.0 12.7 14.1 17.0 FB7718S 5.1 5.7 8.0 9.1 10.6 13.5 14.9 18.0 FB7719S 5.3 6.0 8.4 9.6 11.2 14.2 15.7 19.0 FB7720S 5.6 6.3 8.9 10.1 11.7 15.0 16.5 20.0 FB7721S 5.9 6.6 9.3 10.6 12.3 15.7 17.5 21.0 FB7722S 6.2 7.0 9.7 11.1 12.9 16.4 18.3 22.0 FB7723S 6.5 7.3 10.2 11.6 13.5 17.2 19.2 23.0
プラグイン減衰量表 下り用 EQ 47 型名 FE7701S FE7703S FE7705S FE7707S FE7709S FE7711S FE7713S FE7715S FE7717S FE7719S FE7721S FE7723S FE7725S 73 91.25 171.25 217.25 289.25 451.25 543.25 770 0.7 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.0 2.2 2.1 1.7 1.5 1.2 0.8 0.5 0.0 3.6 3.4 2.8 2.5 2.0 1.2 0.9 0.0 5.0 4.8 3.9 3.5 2.9 1.8 1.2 0.0 6.5 6.1 5.0 4.5 3.7 2.3 1.5 0.0 7.9 7.5 6.1 5.5 4.5 2.8 1.9 0.0 9.5 8.9 7.2 6.4 5.4 3.3 2.2 0.0 10.8 10.2 8.3 7.4 6.2 3.8 2.5 0.0 12.2 11.6 9.5 8.4 7.0 4.3 2.8 0.0 13.7 13.0 10.6 9.4 7.8 4.8 3.2 0.0 15.1 14.3 11.7 10.4 8.7 5.3 3.5 0.0 16.5 15.6 12.8 11.4 9.5 5.8 4.0 0.0 18.0 17.1 13.9 12.4 10.3 6.3 4.2 0.0
プラグイン減衰量表 上り用 48 プラグイン減衰量表 上り用 EQ 型名 5 10 13.25 19.25 25.25 31.25 37.25 49.25 55 RE5501S 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.2 0.1 0.0 RE5503S 2.1 1.8 1.6 1.3 1.0 0.8 0.6 0.2 0.0 RE5505S 3.5 2.9 2.6 2.1 1.7 1.3 0.9 0.3 0.0 RE5507S 4.9 4.1 3.7 3.0 2.3 1.8 1.3 0.4 0.0 RE5509S 6.3 5.3 4.7 3.8 3.0 2.3 1.7 0.5 0.0 プラグイン減衰量表 上り用 BON 型名 5 10 13.25 19.25 25.25 31.25 37.25 49.25 55 RB5501S 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.7 0.8 0.9 1.0 RB5502S 0.6 0.8 1.0 1.2 1.3 1.5 1.6 1.9 2.0 RB5503S 0.9 1.3 1.4 1.7 2.0 2.2 2.4 2.8 3.0 RB5504S 1.2 1.7 1.9 2.3 2.7 3.0 3.3 3.8 4.0 RB5505S 1.5 2.1 2.4 2.9 3.3 3.7 4.1 4.7 5.0 RB5506S 1.8 2.5 2.9 3.5 4.0 4.5 4.9 5.7 6.0 RB5507S 2.1 2.9 3.4 4.1 4.7 5.2 5.7 6.6 7.0 RB5508S 2.4 3.3 3.8 4.6 5.3 6.0 6.5 7.6 8.0 RB5509S 2.7 3.8 4.3 5.2 6.0 6.7 7.3 8.5 9.0
伝送路機器 幹線系調整 49 4AGC(Automatic Gain Control) 増幅器の重要な機能にAGC( 自動利得調整 ) がある ケーブルには温度特性があり 夏と冬では伝送損失がかなり異なってくる 最も遠い加入者までのケーブル全長の長いシステムでは この変動が大きくなり信号品質の劣化を生じさせる この対策として幹線増幅器の利得をケーブル減衰量の変化に応じて自動的に制御させ 一定の出力レベルが得られるようなAGC 回路を設けている AGCの方式としてはパイロットAGCが一般的である その回路構成は下図のように出力側からパイロット信号の一部を分岐し パイロット信号増幅器 ( 他の帯域はカットした狭帯域の特性をもつ ) で増幅後検波してその値を基準電圧と比較し 定められたレベルになるよう増幅器本体の利得を制御する 従って 個々のテレビチャンネル信号を個別に制御するものでないことを注意する パイロット信号は 通常は周波数帯域の端に近いところにおかれるが ケーブル減衰量の温度変化が周波数によって異なる分もそれに応じて制御するチルト補償 AGC( ツイストAGC) の動作するものが望ましい チルト補償 AGCではパイロットレベルの変化による利得の変化分も ケーブルの周波数特性に近いものになっている
注意 :AGC 動作について 下り幹線出力レベル調整においてAGC(Auto Gain Control) からMGC(Manual Gain Control) に切替えた時には 以下の動作をします AGC 動作はパイロット信号 (451.25MHz) を基準に f 特性で利得調整動作します そこでMGC 時のパイロット信号レベルが標準出力レベルより高く設定された場合 AG Cに切替えると標準出力レベルに合わす制御をする為 MGC 時のレベルよりも利得を下げる動作をします f 又 AGCの利得調整幅は特性より周波数に比例して大きくなります ( 下表 ) したがって 高域 (770MHz) の利得が下がっている増幅器の場合 ( 主に後段の増幅器 ) 以下に示しますようにMGC 時の利得は標準出力レベル (AGC 時 ) より低くめに設定して下さい 50 73MHz 451.25MHz 770MHz AGC/MGC の利得差 0.2 0.5 0.7 0.4 1.0 1.3 0.6 1.5 2.0 0.8 2.0 2.7 0.9 2.5 3.3 1.1 3.0 4.0
注意 :AGC 動作について 51 例 1)MGC 時にパイロット信号が標準利得よりも 1.5dB 高く調整した場合 AGC に切替えると 73MHz で 0.6dB 770MHz で 2.0dB MGC 利得に比べると低くなる 73MHz 0.6dB 1.5dB 451.25MHz 図 1 770MH z 2.0dB MGC 標準利得 AGC ATT+EQ で調整した場合 FE77 S は 2dB ステップのため MGC 利得調整の際に必要とする値が表 2 のような値の場合 FE7703S を選択して下さい FE7701S 必要とする値 FE7703S 73MHz 0.7dB 1.4dB 2.2dB 451.25MHz 0.3dB 0.5dB 0.8dB 770MHz 0dB 0dB 0dB 表 2.EQの減衰量
注意 :AGC 動作について 52 例 2)FE7701S を選択した場合パイロット信号 (451.25MHz) において MGC 利得が標準利得に比べて 0.3dB 高く調整されるため AGC に切替えた際 770MHz の利得が 0.4 db 低くなる 0.3dB 0.4dB AGC 標準利得 MGC 0.1dB 73MHz 451.25MHz 図 3 770MH z 例 3)FE7703S を選択した場合パイロット信号 (451.25MHz) において MGC 利得が標準利得に比べて 0.3dB 低く調整されるため AGC に切替えた際 770MHz の利得が 0.4 db 高くなる 0.1dB 0.3dB 0.4dB MGC 標準利得 73MHz 451.25MHz 図 2 770MH z AGC
参考 デジタル放送受信に要求される性能 53 テレビ受信機 (STB) の所要入力条件 (JCTEA STD-013-2.0) 項 放送の種類目 地上デジタル BS デジタル 110 度 CS デジタル CATV デジタル (64QAM) 入力レベル 46 (*1) ~89dB(μV) 50 (*2) ~81dB(μV) 50 (*2) ~81dB(μV) 49~81dB(μV) CN 比 22 (*3) db 以上 11 db 以上 8dB 以上 26dB 以上 (*1) テレビ受信機に必要な最低入力レベル 34dB(μV) に受信電界強度の時間変動などの余裕を加算 (*2) テレビ受信機に必要な最低入力レベル 48dB(μV) に降雨マージン 2dB を加算 (*3) ( 社 ) 電波産業会 ARIB STD-B21 4.5 版付属 -10 1.3 最小入力レベルについて (*4) CN 比 : 帯域幅地上デジタル放送 5.576MHz,BS 110 度 CS デジタル放送 28.86MHz,UHF アナログ放送 4MHz 53
54 オールデジタル時代 ケーブルテレビの高度化 ~256QAM 運用 伝送路の256QAM 運用への対応 伝送路の256QAM 運用レベルの検討課題 ( 案 ) FTTH 型 CATVのオールデジタルへの取組み 各種変調方式での所要性能比較 伝送機器の評価方法 ( デジタル測定法 ) 出展 :JCTEA セミナー資料抜粋 2012.07.18
伝送路の 256QAM 運用への対応 55 概要 2015 年 3 月末までの暫定的デジアナ変換を除いてケーブル伝送路上では, ALL Degital 放送信号となる 今後 CATV の高度化に伴い (256QAM H.264) の運用開始が予想される 問題点 256QAM の所要 CN 比は受信者端子で 34dB と 64QAM に対して 8dB 高いのでデジタル信号として同レベルでの運用は難しいと思われる 256QAM を 64QAM 他の信号レベルより高いレベルで運用することを検討する必要がある 課題 運用レベルを高くした場合光変調度の設定などに影響がある ( 運用波数 ) 異なる運用レベルのシステムが乱立すると, システムの互換性や機器のマルチヘ ンタ ー化を阻害する可能性がある 受信機の入力レベルの見直しが必要 256QAM と他の変調波との隣接妨害の評価実験を踏まえ, 伝送レベルを決定する必要があると思われる 運用レベルの標準化の可能性あり ( 既存システムからのシームレスな運用変更 )
伝送路の 256QAM 運用レベルの検討課題 ( 案 ) 56 現行の映像伝送レベル ( 例 ) オールデジタル時の 256QAM 映像伝送レベル検討
FTTH 型 CATV のオールデジタルへの取組み 57 FTTH システムに対する要望 システムの低コスト化最低受光レベルの拡大による光分岐数の増加 最大伝送距離の延長が望まれる 受光レベル :-6~-14dBm( ロスバジェット最大 34dB) 256 分岐 /1 ポート ロスバジェットの不足 GE-PON など通信のロスバジェット (29dB) の許容範囲の方が広く,V-ONU の受光レベル範囲の拡大が望まれる 受光レベル :-6~-14dBm( ロスバジェット最大 34dB) 256 分岐 /1 ポート オールデジタルで可能な対応 ( 案 ) アナログ信号が無くなると所要性能 (C/N) が低くなり低受光レベル化が可能 アナログの所要 C/N は 40dB,64QAM の所要 C/N は 26dB で運用レベル差 10dB を加味しても 4dB のマージンがある アナログ信号が無くなると総合電力が軽減され, 変調度の変更 (UP) が可能 デジタル信号に対して 10dB 高く運用されていたアナログ信号が無くなると, 光の総合変調度が下がるので, デジタル信号の変調度を上げて C/N 比の改善が可能 オールデジタル信号による新しい標準規格の策定 システムの低コスト化 高機能化を実現
参考 アナログ放送停波による光送信器運用レベルの検討 変更 58 概要 目的 1 2011 年 7 月 24 日のアナログ放送停止に伴い 今後 CATV 事業者においてもフルデジタル化が急速の進んで来ると思われる 多数の CATV 事業者ではアナログ放送停止後も地上デジタル放送のデジアナサービスを期間限定 (2015 年 3 月末 ) で継続するが何れフルデジタル化に移行していく そこで現在 CATV 局の HFC システムで使用されている映像送出用光送信器の運用レベルを変える必要があります 運用レベルを変更しない場合の症状としてはアナログ停止に伴い 現状のデジタル信号の運用レベル ( アナログに対して -10dB) では光変調度が浅くなるため光伝送路のレーリー散乱の影響や SBS の影響を非常に受け易くなります 結果 ある条件下でデジタル信号の C/N 特性が極端に劣化し映像障害を引き起こします これを回避する為 弊社では対策方法を検討しました 補助金対象 58
概要 目的 2. 59 アナログ放送終了に伴い アナログ放送波の減少から光送信器の変調度が浅くなる システムによっては 現状のデジタル運用レベル ( アナログに対して -10dB) では光伝送路の散乱の影響や SBS の影響を受け易くなり ある条件では映像障害を引き起こす LD 光波長 1.31μm 光送信器の場合 主にレーリー散乱の影響 光伝送路 PD 直接光散乱光 レーリー散乱雑音は ファイバ中の屈折率のゆらぎによって生ずる雑音であり 受け側では散乱されずに伝送された直接光とファイバ内で多重反射された散乱光を同時に受けることになる LD は無変調或いは変調不足の場合 コヒーレントが高まる特性があり 長距離光伝送するとレーリー散乱の影響を受け低域周波数を中心にノイズ特性が劣化する 光波長 1.55μm 光送信器 ( 直接変調型 ) の場合 主にSBSの影響 FTTHシステム等で光ファイバ入射レベルが高い場合 低変調になるとSBSの影響をうけC/N 特性及び歪特性が劣化する いづれも対策方法は 光変調度を上げる 光ファイバへの入射パワーを抑える
例 1:1.31μm 光送信器の場合 60 下記測定系にてアナログ信号が停止した場合において 各伝送条件での光伝送状態 1 アナログ信号有無 ( テ シ タル -10dB) 2 デジタル信号 +6dB +10dB アップ 3 デジタル信号 +10dB アップ 3dB 光 ATT 実装 アナロク 無し アナロク 無し テ シ タル +6dB アナロク 有り テ シ タル +10dB 光 ATT3dB テ シ タル +10dB 光送信器のデジタル信号入力レベルを10dB 上げ 更に光 ATTを光送信器出力に実装することで伝送特性は改善する
例 2:1.55μm 光送信器 ( 直接変調型 ) の場合 アナログ信号が停止した場合において 各伝送条件での光伝送状態 61 1 アナログ信号有り ( テ シ タル -10dB) 2 デジタル信号無し 373MHz をアナロク レヘ ルで挿入 上記システムの場合 低域 (73MHz) に信号を挿入することで伝送特性は改善する
アナログ停波に伴う 光伝送システムの注意点 (1) 62 1 光送信機を MGC 光受信機を MGC で運用している場合 2 光送信機を MGC 光受信機をパイロット AGC で運用している場合 3 光送信機を MGC 光受信機を光 AGC で運用している場合 アナログ信号が無くなることで 光変調度が浅くなり 光信号は伝送路において散乱の影響を受け易くなります 結果 CNR の特性が劣化し 映像障害を引き起こす場合があります パイロット信号が従来のアナログ信号と同レベルで運用し続ける場合は 影響は少ない 受信点とセンター間を光伝送している場合は 特に注意は必要 4 光送信機を AMC 光受信機を MGC で運用している場合 光送信機を AMC で運用している場合には 自動で最適な光変調度に調整されるため 伝送する波数が減った際は 各キャリアの変調度が深くなります 結果 光受信機の RF 出力レベルが上がります よって光受信機の RF 出力レベルを再調整する必要があります 5 光送信機を AMC 光受信機をパイロット AGC で運用している場合 4 と同様に各キャリアの変調度が深くなり 光受信機の RF 出力レベルが上がります AGC の調整範囲内のレベル変動であれば問題ありませんが 調整範囲を超える場合は再調整が必要になります 62
アナログ停波に伴う 光伝送システムの注意点 (2) 63 6 光送信機を AMC 光受信機を光 AGC で運用している場合 4 と同様に各キャリアの変調度が深くなり 光受信機の RF 出力レベルが上がります この時光入力レベルの変動は無いため RF 出力レベルは変調度の深さに応じて高くなります よって光受信機の RF 出力レベルを再調整する必要があります AMC(Auto Modulation Control) で運用している場合には 自動で最適な光総合変調度に調整されるため 入力される波数が減少した際には 各キャリアの変調度が上がります 結果 光受信機の RF 出力レベルが上がります 光受信機がパイロット AGC(Auto Gain Control) で運用されている場合は 問題無い場合もありますが 光 AGC 或いは MGC(Manual Gain Control) で運用されている場合は RF 出力レベルが高くなりますよって光送信機が AMC で運用されている場合は 光受信機の RF 出力レベルを再確認或いは再調整する必要があります 63
各種変調方式での所要性能比較 (1) 性能配分例 ( 戸建内の増幅器 1 段を想定 ) NTSC-VSB-AM の CN 比 :59dB 以上 64 注 ) 有線一般放送の品質に関する技術基準を定める省令 JCTEA STD-018-2.0 FTTH 型ケーブルテレビシステム 光ネットワークの性能 より抜粋
各種変調方式での所要性能比較 (2) 性能配分例 ( 棟内の増幅器 4 段を想定 ) NTSC-VSB-AM の CN 比 :45dB 以上 65 注 ) 有線一般放送の品質に関する技術基準を定める省令 JCTEA STD-018-2.0 FTTH 型ケーブルテレビシステム 光ネットワークの性能 より抜粋
伝送機器の性能評価方法の課題 66 アナログ伝送機器の評価 CN 比 CSO CTB BER オールデジタル伝送機器の評価 CINR( 要検討 ) BER CINR:Carrier to Interference and Noise Ratio ( 搬送波レベル対干渉 雑音比 ) フルデジタル信号伝送における信号劣化要因の特徴 多チャンネル伝送時発生する複合 ( 相互変調 ) 歪は, フルデジタル信号伝送の場合ディスクリートな歪成分の相加でなく, ランダム性なノイズの様な成分の相加であることから CINR と呼ばれる これまでのアナログ信号とデジタル信号混在の伝送路システムの場合, 複合歪は CSO と CTB で制限されていた フルデジタル信号伝送の場合, 複合 4 次,5 次オーダーの歪の寄与も考えられる
デジタル測定法について 67 これまでのアナログ信号主体の伝送路評価はコンポジットキャリアを用いた測定を行ってきた しかし, デジタル信号主体となる伝送路品質評価では, BER との相関性の良い,APD,NPR,CINR 等の測定法が検討されている 1CINR :Carrier to Interference and Noise Ratio ( 搬送波レベル対干渉 雑音比 ) 2NPR :Noise Power Ratio( 雑音電力比 ) 3APD :Amplitude Probability Distribution ( 振幅確立分布 )
1CINR :Carrier to Interference and Noise Ratio デジタル変調されたそれぞれの伝送信号を, 多チャンネルで DUT に加えノイズ成分として発生する複合された非直線性歪測定する手法 アナログ測定では,CSO CTB 等をそれぞれの性能値として解析する事が容易であったが, デジタル測定ではそれら全ての非直線性歪が複合したノイズ成分として発生することから, 測定値だけではその歪成分の解析が出来ない 測定結果の傾きから, 支配的な歪成分を解析する 68
2NPR :Noise Power Ratio( 雑音電力比 ) 測定チャンネルのみノッチにより除いた, ガウスノイズ雑音を DUT に加えて DUT の非直線性により生ずる歪成分を測定する手法 69 測定チャンネルで十分にノイズ除去された試験信号を用いる事が重要 NPR は 全チャネルに相加性白色ガウス雑音 (AWGN) を与えた状態で 任意のチャネルで測定した平均ノイズパワーと 測定するチャネルを除く全チャネルに AWGN を与えた状態で そのチャネルで測定した平均ノイズパワーとの比として求めます
3APD :Amplitude Probability Distribution 振幅確立分布測定法 妨害波の実効値振幅が, ある一定レベル ( 閾値 ) を超える時間率 変動する信号の強さ ( 振幅 ) がある値以上になる時間の確立を示す東経的手法で, バースト信号測定に適している 70