CN109547296A - 一种有线电视网络链路信号质量的监测方法、监测模块及系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种有线电视网络链路信号质量的监测方法、监测模块及系统，方法包括获取光信号；将光信号转换为光电流信号；获取RF信号并放大；将RF信号路径合并；将RF信号解调，得到I/Q数据；根据I/Q数据计算MER值，并绘制星座图；将MER值发送至网络管理终端。本申请使得网络管理终端可以从信号源、头端设备、传输网设备等全链路设备中获取各个网络节点设备上的数字电视信号MER指标，从而进行长期的监控，并且，能及时感知网络上任意节点的核心链路指标的变化，判定链路传输质量及链路劣化点，提前识别潜在网络故障，大大提升了网络的可用性、可维护性。

Description

一种有线电视网络链路信号质量的监测方法、监测模块及 系统

技术领域

本申请涉及信号传输控制技术领域，尤其涉及一种有线电视网络链路信号质量的监测方法、监测模块及系统。

背景技术

随着有线电视网的规模日益扩大和数字电视等功能不断增强，如何有效地提高网络的运行效益和可靠性已经成为网络运营者必须要解决的问题。传统的管理方法主要依靠人工管理，一旦发生故障，管理员只能通过用户反馈的信息以及网络设备本身极其有限的管理能力查找到故障点，再通过一定的手段排出故障，若用户没有反馈信息，管理员往往不能及时发现故障，更不能有效定位故障点，将直接导致网络故障修复严重推迟。显然这种状态完全不益于FTTX或HFC网规模的扩大和数字电视等综合业务的开展。

对于有线电视网络来说，以FTTX/HFC网络为例，网络的规模越大，故障出现的概率就越大，故障的危害也越大；另一方面，用户对服务质量的要求不断提高，必然驱使着构成有限电视网络的新技术、新产品不断地引入，这种条件下，提高电视网络的运行、管理和维护成本，加强对有线电视网络的管理力度是十分必要的措施。因此，当前有线网络主要的设备供应商纷纷采用网络管理软件来管理有线网络。各种网络管理软件在行业内的应用已经展开，大部分用户已经能够接受并且开始使用网管软件逐步对网络进行实时监控与管理。

然而，目前对于有线电视网络的管理只能针对网络设备、光纤等参数状态进行监控，比如对光发射机的输出光功率、激光器电流、设备温度等参数实施监控，简而言之，当前的有线电视网络链路中的监控仍停留在设备参数监控层面，其只能发现传输链路设备或器材的异常，而无法发现链路中传输的信号异常，如果网络链路上的数字信号载波的信号指标(例如有线网络数字电视核心指标MER)恶化，当前的网络链路管理监测系统及方法是无能为力的。

发明内容

本申请提供一种有线电视网络链路信号质量的监测方法、监测模块及系统，以解决现有技术中无法对网络链路上的信号指标进行监控的问题，并且本申请通过软硬件结合，准确有效地监测有线网络数字电视核心指标MER，使网络管理监测水平有着质的飞跃。

本申请提供了一种有线电视网络链路信号质量的监测方法，包括：

获取光信号；

将光信号转换为光电流信号；

获取RF信号并放大；

将RF信号路径合并；

将RF信号解调，得到I/Q数据；

根据I/Q数据计算MER值，并绘制星座图；

将MER值发送至网络管理终端。

可选的，所述获取RF信号并放大包括：

从所述光电流信号中获取RF信号；

或者，直接获取RF信号。

可选的，所述MER值采用下面公式得出：

其中，数字电视中每一个符号在I/Q数据绘制的星座图中都有一个相应的位置，Ij表示第j个符号的I轴坐标位置，Qj表示第j个符号的Q轴坐标位置，N表示一定时间内统计的符号总数，δIj、δQj分别代表某一次第j个符号解调后在星座图上的实际位置与理想位置的坐标轴偏差。

可选的，星座图上的理想位置的I/Q值采用区域划分法确定。

本申请还提供了一种有线电视网络用的MER监测模块，所述监测模块包括光探测器，射频放大器，功分器，调制解调器，信号处理器和信号发送器；

所述光探测器，用于获取光信号，并将获取到的光信号转换为光电流信号；

所述射频放大器，用于放大射频信号；

所述功分器，用于将不同路径获取的射频信号进行路径合并；

所述调制解调器，用于将射频信号解调，得到I/Q数据；

所述信号处理器，用于根据I/Q数据计算MER值，并绘制星座图；

所述信号发送器，用于将MER值发送至网络管理终端。

可选的，所述调制解调器采用集成Tuner+QAM Demodulator功能的芯片；所述信号处理器采用MCU芯片。

本申请还提供了一种有线电视网络链路信号质量监测系统，包括顺次连接的信号源，头端设备，传输网设备，分前端设备，接入网设备；还包括网络管理终端，所述网络管理终端分别与全链路设备相连接；所述头端设备包括但不限于1550nm外调发射机和和掺铒光纤放大器；所述传输网设备包括但不限于多级掺铒光纤放大器；所述分前端设备包括但不限于1550nm直调发射机、铒镱共掺大功率光纤放大器及掺铒光纤放大器；所述接入网设备包括但不限于FTTX光接收机和FTTH光接收机；所述信号源，1550nm外调发射机，掺铒光纤放大器，1550nm直调发射机，铒镱共掺大功率光纤放大器及FTTX光接收机内分别嵌入或者外置连接有一个MER监测模块；

所述MER监测模块包括光探测器，射频放大器，功分器，调制解调器，信号处理器和信号发送器；

所述光探测器，用于获取光信号，并将获取到的光信号转换为光电流信号；

所述射频放大器，用于放大射频信号；

所述功分器，用于将不同路径获取的射频信号进行路径合并；

所述调制解调器，用于将射频信号解调，得到I/Q数据；

所述信号处理器，用于根据I/Q数据计算MER值，并绘制星座图；

所述信号发送器，用于将MER值发送至网络管理终端。

由以上技术方案可知，本申请提供了一种有线电视网络链路信号质量的监测方法、监测模块及系统，使得网络管理终端可以从信号源、头端设备、传输网设备等全链路设备中获取各个网络节点设备上的数字电视信号MER指标，从而进行长期的监控，并且，能及时感知网络上任意节点的核心链路指标的变化，通过网络管理终端上获取的整个链路的连接情况，进行数据分析，及时判定链路传输质量及链路劣化点，提前识别潜在网络故障，大大提升了网络的可用性、可维护性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的一种有线电视网络链路信号质量的监测方法的流程图；

图2为本申请提供的一种有线电视网络用的MER监测模块的结构示意图。

具体实施方式

有线电视网按副载波复用(SCM，所谓副载波是指射频载波，以区别于光载波)方式工作，既可以传输模拟电视，又可以传输数字电视。图像和声音的原始信号直接调制在射频副载波上传输的，是模拟电视传输；图像和声音的原始信号经数字压缩编码后调制到射频副载波上传输的，是数字电视传输。基于有线电视网络本身的特点，本申请提供了一种网络链路信号质量的监测方法，以达到提高网络管理监测水平的目的。

参见图1，为本申请提供的一种有线电视网络链路信号质量的监测方法的流程图；

由图1可知，本申请实施例提供了一种有线电视网络链路信号质量的监测方法，包括：

S01：获取光信号；以1550外调发射机设备为例，可以将外调发射机输出光中分一小部分出来用于信号监测，作为信号的路径之一。

S02：将光信号转换为光电流信号；在本实施例中，可以采用不限定型号的光信号接收装置，其主要功能为执行步骤S01及S02的工作过程，在信号转换的过程中，主要先通过吸收光信号，产生光电流；再将光电流分解成直流成分和交流成分，其中，直流成分用于监测光功率的大小，交流成分的本质是射频载波，可以分离出来；由于光电流信号本身比较微弱，因此在获取射频信号后，为了方便后续的操作，需要进行步骤S03进行放大处理。

S03：获取RF信号并放大；在本实施例中，通过射频放大器等具有放大信号功能的装置，方便后续的解调操作。

上述步骤S01至S03即为本实施例中光信号输入路径工作过程。

由图1还可知，除了光信号输入路径，路径二需要执行步骤S04：直接获取RF信号；同样以1550外调发射机设备为例，可以将外调发射机的输入射频信号的测试点端口接入监测设备以供监测使用。

S05：将RF信号路径合并；将路径一和路径二的信号进行路径合并(路径一和路径二的信号是二选一的关系)，便于后续处理。

S06：将RF信号解调，得到I/Q数据；

S07：根据I/Q数据计算MER值，并绘制星座图；MER(调制误差比)是用来比较接收符号(用来代表调制过程中的一个数字值)的实际位置与其理想位置的差值。因此计算出的MER值能有效反映监测结果，从星座图上可更加直观的显示。

可选的，所述MER值采用下面公式得出：

其中，数字电视中每一个符号在I/Q数据绘制的星座图中都有一个相应的位置，I_j表示第j个符号的I轴坐标位置，Q_j表示第j个符号的Q轴坐标位置，N表示一定时间内统计的符号总数，δI_j、δQ_j分别代表某一次第j个符号解调后在星座图上的实际位置与理想位置的坐标轴偏差。

S08：将MER值发送至网络管理终端。通过网络管理终端实时接收各个节点设备的MER值，能够及时感知网络上任意节点设备上的数字电视信号MER指标，以判定是否出现异常状态，并且，经过长期的监测及大数据分析，用于监测的系统能够及时判定链路传输质量及链路劣化点，针对性地给出相应的预警和风险提示，从而提前识别潜在网络故障，大大提升了网络的可用性、可维护性。

由以上技术方案可知，本申请提供了一种有线电视网络链路信号质量的监测方法，包括获取光信号；将光信号转换为光电流信号；获取RF信号并放大；将RF信号路径合并；将RF信号解调，得到I/Q数据；根据I/Q数据计算MER值，并绘制星座图；将MER值发送至网络管理终端。本申请提供了的方法使得网络管理终端可以从信号源、头端设备、传输网设备等全链路设备中获取各个网络节点设备上的数字电视信号MER指标，从而进行长期的监控，并且，能及时感知网络上任意节点的核心链路指标的变化，通过网络管理终端上获取的整个链路的连接情况，进行数据分析，及时判定链路传输质量及链路劣化点，提前识别潜在网络故障，大大提升了网络的可用性、可维护性。

参见图2，为本申请提供的一种有线电视网络用的MER监测模块的结构示意图。

本申请还提供了一种有线电视网络用的MER监测模块，由图2可知，所述监测模块包括光探测器1，射频放大器2，功分器3，调制解调器4，信号处理器5和信号发送器6；

所述光探测器1，用于获取光信号，并将获取到的光信号转换为光电流信号；

所述射频放大器2，用于放大射频信号；

所述功分器3，用于将RF信号路径合并；功分器全称功率分配器，是一种将一路输入信号能量分成两路或多路输出相等或不相等能量的器件，也可反过来将多路信号能量合成一路输出，此时可也称为合路器，在本实施例中，功分器3主要就是提供合路器的功能。功分器的输出端口之间应保证一定的隔离度。

所述调制解调器4，用于将射频信号解调，得到I/Q数据；

进一步的，在一种可行性实施例中，所述调制解调器采用集成Tuner+QAMDemodulator功能的芯片，这种芯片广泛用于机顶盒产品中，通过该芯片将DVB-C上的调制在QAM上的数据解调下来，其中，DVB-C使用64QAM或256QAM，对应的空间信号矢量端点分布图称为星座图，分别有64/256个矢量端点，DBV-C信号经过解调会先将射频信号解调为I、Q两个信号，再根据I/Q的值计算MER值，并画出星座图。

所述信号处理器5，用于根据I/Q数据计算MER值，并绘制星座图；

进一步的，在一种可行性实施例中，所述信号处理器采用MCU芯片。MCU为微控制单元，又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)或者单片机，是指随着大规模集成电路的出现及其发展，将计算机的CPU、RAM、ROM、定时计数器和多种I/O接口集成在一片芯片上，形成芯片级的计算机。

所述信号发送器6，用于将MER值发送至网络管理终端。

由以上技术方案可知，本申请公开一种有线电视网络用的MER监测模块，包括光探测器，射频放大器，功分器，调制解调器，信号处理器和信号发送器；本申请的模块接入有线电视网络链路的各设备后，可使得网络管理终端可以从信号源、头端设备、传输网设备等全链路设备中获取各个网络节点设备上的数字电视信号MER指标，从而进行长期的监控，并且，能及时感知网络上任意节点的核心链路指标的变化，通过网络管理终端上获取的整个链路的连接情况，进行数据分析，及时判定链路传输质量及链路劣化点，提前识别潜在网络故障，大大提升了网络的可用性、可维护性。

本申请实施例还提供了一种有线电视网络链路信号质量监测系统，包括顺次连接的信号源，头端设备，传输网设备，分前端设备，接入网设备；还包括网络管理终端，所述网络管理终端分别与全链路设备相连接；所述头端设备包括但不限于1550nm外调发射机和和掺铒光纤放大器；所述传输网设备包括但不限于多级掺铒光纤放大器；所述分前端设备包括但不限于1550nm直调发射机、铒镱共掺大功率光纤放大器及掺铒光纤放大器；所述接入网设备包括但不限于FTTX光接收机和FTTH光接收机；所述信号源，1550nm外调发射机，掺铒光纤放大器，1550nm直调发射机，铒镱共掺大功率光纤放大器及FTTX光接收机内分别嵌入或者外置连接有一个MER监测模块；

所述MER监测模块包括光探测器，射频放大器，功分器，调制解调器，信号处理器和信号发送器；

所述光探测器，用于获取光信号，并将获取到的光信号转换为光电流信号；

所述射频放大器，用于放大射频信号；

所述功分器，用于将不同路径获取的射频信号进行路径合并；

所述调制解调器，用于将射频信号解调，得到I/Q数据；

所述信号处理器，用于根据I/Q数据计算MER值，并绘制星座图；

所述信号发送器，用于将MER值发送至网络管理终端。

由上述技术方案可知，本申请提供的系统应用于本申请提供的方法及模块，对于技术方案的描述与前述技术方案相同，在此不再赘述。

本申请实施例提供了一种有线电视网络链路信号质量监测系统，包括顺次连接的信号源，头端设备，传输网设备，分前端设备，接入网设备；还包括网络管理终端，所述网络管理终端分别与全链路设备相连接；所述头端设备包括但不限于1550nm外调发射机和和掺铒光纤放大器；所述传输网设备包括但不限于多级掺铒光纤放大器；所述分前端设备包括但不限于1550nm直调发射机、铒镱共掺大功率光纤放大器及掺铒光纤放大器；所述接入网设备包括但不限于FTTX光接收机和FTTH光接收机；所述信号源，1550nm外调发射机，掺铒光纤放大器，1550nm直调发射机，铒镱共掺大功率光纤放大器及FTTX光接收机内分别嵌入或者外置连接有一个MER监测模块；本系统中，网络管理终端可以从信号源、头端设备、传输网设备等全链路设备中获取各个网络节点设备上的数字电视信号MER指标，从而进行长期的监控，并且，能及时感知网络上任意节点的核心链路指标的变化，通过网络管理终端上获取的整个链路的连接情况，进行数据分析，及时判定链路传输质量及链路劣化点，提前识别潜在网络故障，大大提升了网络的可用性、可维护性。

领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (7)

1.一种有线电视网络链路信号质量的监测方法，其特征在于，所述方法包括：

获取光信号；

将光信号转换为光电流信号；

获取RF信号并放大；

将RF信号路径合并；

将RF信号解调，得到I/Q数据；

根据I/Q数据计算MER值，并绘制星座图；

将MER值发送至网络管理终端。

2.根据权利要求1所述的一种有线电视网络链路信号质量的监测方法，其特征在于，所述获取RF信号并放大包括：

从所述光电流信号中获取RF信号；

或者，直接获取RF信号。

3.根据权利要求1所述的一种有线电视网络链路信号质量的监测方法，其特征在于，所述MER值采用下面公式得出：

其中，数字电视中每一个符号在I/Q数据绘制的星座图中都有一个相应的位置，I_j表示第j个符号的I轴坐标位置，Q_j表示第j个符号的Q轴坐标位置，N表示一定时间内统计的符号总数，δI_j、δQ_j分别代表某一次第j个符号解调后在星座图上的实际位置与理想位置的坐标轴偏差。

4.根据权利要求3所述的一种有线电视网络链路信号质量的监测方法，其特征在于，星座图上的理想位置的I/Q值采用区域划分法确定。

5.一种有线电视网络用的MER监测模块，其特征在于，所述监测模块包括光探测器，射频放大器，功分器，调制解调器，信号处理器和信号发送器；

所述光探测器，用于获取光信号，并将获取到的光信号转换为光电流信号；

所述射频放大器，用于放大射频信号；

所述功分器，用于将不同路径获取的射频信号进行路径合并；

所述调制解调器，用于将射频信号解调，得到I/Q数据；

所述信号处理器，用于根据I/Q数据计算MER值，并绘制星座图；

所述信号发送器，用于将MER值发送至网络管理终端。

6.根据权利要求5所述的一种有线电视网络用的MER监测模块，其特征在于，所述调制解调器采用集成Tuner+QAM Demodulator功能的芯片；所述信号处理器采用MCU芯片。

7.一种有线电视网络链路信号质量监测系统，包括顺次连接的信号源，头端设备，传输网设备，分前端设备，接入网设备；还包括网络管理终端，所述网络管理终端分别与全链路设备相连接；所述头端设备包括但不限于1550nm外调发射机和和掺铒光纤放大器；所述传输网设备包括但不限于多级掺铒光纤放大器；所述分前端设备包括但不限于1550nm直调发射机、铒镱共掺大功率光纤放大器及掺铒光纤放大器；所述接入网设备包括但不限于FTTX光接收机和FTTH光接收机；其特征在于，所述信号源，1550nm外调发射机，掺铒光纤放大器，1550nm直调发射机，铒镱共掺大功率光纤放大器及FTTX光接收机内分别嵌入或者外置连接有一个MER监测模块；

所述MER监测模块包括光探测器，射频放大器，功分器，调制解调器，信号处理器和信号发送器；

所述光探测器，用于获取光信号，并将获取到的光信号转换为光电流信号；

所述射频放大器，用于放大射频信号；

所述功分器，用于将不同路径获取的射频信号进行路径合并；

所述调制解调器，用于将射频信号解调，得到I/Q数据；

所述信号处理器，用于根据I/Q数据计算MER值，并绘制星座图；

所述信号发送器，用于将MER值发送至网络管理终端。