1 初心者のためのＣＡＴＶ伝送技術 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 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 Ｎｏ．710B-06-030-01 ケーブルテレビの普及状況（自主放送を行う許可施設） Ｎｏ．710B-06-030-01 2 出典：平成24年6月総務省報道資料 「ｹｰﾌﾞﾙﾃﾚﾋﾞの現状」 ケーブルテレビの使用周波数帯域 3 ●アンテナで受信する場合 VHF VHF 【low】 【high】 90 108 170 1～3ch UHF 222 470 4～12ch 770MHz 13～62ch ●ケーブルテレビの使用周波数帯域例 下り帯域 上り帯域 制御信号 FM VHFローチャンネル ローサブ バンド 10 放送波帯 ミッド VHF バンド ﾊｲﾁｬﾝﾈﾙ スーパーハイバンド 50 70 76 90 108 170 222 UHF 450 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（ 〃 ） Ｎｏ．710B-06-030-01 770 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 Ｎｏ．710B-06-030-01 全同軸システム HFCシステムへ（１９８６年以降） 光ﾌｧｲﾊﾞｰの特徴 ＨＦＣｼｽﾃﾑの特徴 広帯域である ・同軸ｹｰﾌﾞﾙは周波数特性を持つ ・光ﾌｧｲﾊﾞｰはﾌﾗｯﾄ特性 多チャンネル伝送が可能 伝送損失が小さい 光ﾌｧｲﾊﾞｰは0.35dB/km（@1550nm） スター型分配網 ヘ ッ ド エ ン ド ＨＥ装置から数十～数百ノード Ｎｏ．710B-06-030-01 ｻｰﾋﾞｽの広域化が可能 ・～３０km程度 樹枝状分配網 15 5 ケーブルテレビの基本【システム構成例】 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。 Ｎｏ．710B-06-030-01 6 各種ヘットエンド装置 7 【デジタルＨＥ装置】 【光ＨＥ装置】 Ｎｏ．710B-06-030-01 【光パッシブ装置】 ケーブルテレビシステム伝送路装置 電源供給器 増幅器（アンプ） クロージャ（光接続箱） Ｎｏ．710B-06-030-01 分岐器 保安器 8 引き込み工事・宅内工事例 9 配電線 共架柱 同軸ケーブル （ＣＡＴＶ伝送路） タップオフ 引込線 テレビ テレビ 分配器 ＳＴＢ 保安器 ブースタ 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）※ Ｎｏ．710B-06-030-01 ケーブルテレビ事業者の伝送路の現状 10 出典 平成24年6月総務省報道資料 「ｹｰﾌﾞﾙﾃﾚﾋﾞの現状」 10 Ｎｏ．710B-06-030-01 ＢＳデジタル放送の各種伝送方式 【パススルーシステム】 【周波数変換パススルーシステム】 BS-IF直接伝送方式 VHF・ VHF・MID SHB UHF 11 周波数変換伝送方式 将来 追加 BSBS-IF １０３２ １３３６ １４８９ 将来 追加 BSBS-IF ２５０ BSﾃﾞｼﾞﾀﾙ放送波【BS-IF帯】 BSﾃﾞｼﾞﾀﾙ放送波【BS-IF帯】 ６４ＱＡＭ再変調伝送方式 将来 追加 BSBS-IF ７１０ １０３２ 【ﾄﾗﾝｽﾓｼﾞｭﾚｰｼｮﾝｼｽﾃﾑ】 １３３６ VHF・ VHF・MID ＢＳﾃﾞｼﾞﾀﾙ受信機 増幅器 【内容】 FTTHﾊﾟｽｽﾙｰｼｽﾃ ﾑが必須 (1032～1489MHz) テレビ受信機 BSﾃﾞｼﾞ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 ・市販のﾃﾞｼﾞﾀﾙ受信機がそのまま利用できる 【課題】 ・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ﾊﾟｽｽﾙｰｼｽﾃﾑの構 築が必須条件。 Ｎｏ．710B-06-030-01 BSﾃﾞｼﾞﾀﾙ受信機 BS-IF (1032～1489MHz) 帯域に再変換する 将来 追加 BSBS-IF １３３６ １４８９ BSﾃﾞｼﾞﾀﾙ放送波【BS-IF帯】 BS-IF帯域をﾄﾗﾎﾟﾝ単位で 64QAM変調方式に変換 空ﾁｬﾝﾈﾙにて伝送 周波数変換 周波数 変換 UHF １０３２ １４８９ SHB・UHF帯へ周波数変換 V-ONU (映像用光端末) SHB テレビ受信機 【内容】 BSﾃﾞｼﾞﾀﾙ 64QAM 変換機 統合ﾃﾞｼﾞﾀﾙＳＴＢ 伝送路770MHz以 上のHFC・FTTHｼ ｽﾃﾑが一般的 テレビ受信機 【内容】 HE設備にてBSﾃﾞｼﾞﾀﾙ波を伝送路帯域内（SHB・ BSﾃﾞｼﾞﾀﾙ放送を64QAM（ﾄﾗﾝｽﾓｼﾞｭﾚｰｼｮﾝ方 UHF帯）に変換して伝送し各家庭にて受信機の 式）にて再変調 入力でBS-IF帯に戻して受信する 【利点】 【利点】 ・ﾃﾞｼﾞﾀﾙSTBを設置すれば市販されているﾃﾞｼﾞ 施設が広帯域化（～770MHz）済みの場合，ＨＥ ﾀﾙ受信機がそのまま利用できる。 設備にﾀﾞｳﾝｺﾝﾊﾞｰﾀ，各家庭にｱｯﾌﾟｺﾝﾊﾞｰﾀ設置 ・BSﾃﾞｼﾞﾀﾙ放送を64QAMで再変調して伝送す することにより市販のﾃﾞｼﾞﾀﾙ受信機がそのまま るので伝送路の空きﾁｬﾝﾈﾙを使用し運用でき 利用できる。 る。 【課題】 【課題】 ・SHF帯とUHF帯（250～710MHz）を全て使用す ・ｾﾝﾀｰ設備のｺｽﾄが3方式（BS-IF直接伝送方 るため地上ﾃﾞｼﾞ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 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。 周波数利用状況による） ・各家庭にて周波数変換機（ｱｯﾌﾟｺﾝﾊﾞｰﾀ）を設置 する必要がありｼｽﾃﾑｺｽﾄが上がる。 11 地上デジタル放送の伝送方法 12 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 周波数帯：ＵＨＦ 変調方式：ＯＦＤＭ パススルー ヘッドエンド ＶＨＦ・ＭＩＤ ＳＨＢ 地上デジタル 受信機 ＵＨＦ 伝送帯域 受信した放送波を そのまま伝送 周波数変換パススルー方式 周波数帯：ＵＨＦ 変調方式：ＯＦＤＭ 周波数帯： ＶＨＦ・ＭＩＤ ＳＨＢ・ＵＨＦ 変調方式：ＯＦＤＭ パススルー ヘッドエンド 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） 低い周波数に 変換して伝送 トランスモジュレーション方式 周波数帯：ＵＨＦ 変調方式：ＯＦＤＭ 周波数帯：全帯域 トランス モジュレーション ヘッドエンド 変調方式を 変換して伝送 Ｎｏ．710B-06-030-01 変調方式：６４ QAM ＶＨＦ・ＭＩＤ ＳＨＢ ＵＨＦ デジタル ＳＴＢ ＋ ＴＶ 「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） Ｎｏ．710B-06-030-01 13 出典 平成24年6月総務省報道資料 「ｹｰﾌﾞﾙﾃﾚﾋﾞの現状」 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】 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 3MHz … 6 8 10 12 6MHz 1/7MHzシフト 全 帯 域 の 右 に CP(Continual Pilot)用キャリア1 本が追加されている （≒0.143MHz） 6MHz/14=428.57kHz Ｎｏ．710B-06-030-01 中心周波数(Center Frequency) UHF: 470＋(ch－13)×6＋3＋0.143 14 OFDM信号と64QAM信号のレベル 15 （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。 【推奨するスペクトラムアナライザの設定】 Ｎｏ．710B-06-030-01 地デジ OFDM CATV 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 64QAM OFDM信号と64QAM信号のレベル 16 （２）OFDM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／ 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／ Hz ）＋67.5（dB）＝90（dBμV） 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】 Ｎｏ．710B-06-030-01 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 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】 Ｎｏ．710B-06-030-01 【dBμV／ Hz 表示による測定表示例】 17 OFDM信号と64QAM信号のレベル 18 （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。 【推奨するスペクトラムアナライザの設定】 地デジ OFDM 【電力測定機能による測定表示例】 Ｎｏ．710B-06-030-01 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 19 （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／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／ Hz ）＋67.24（dB）＝90.5（dBμV） 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】 Ｎｏ．710B-06-030-01 ビット誤り率（BER：Bit Error Rate） 20 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 Ｎｏ．710B-06-030-01 変調誤差比（MER：Modulation Error Ratio） 21 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。 周波数偏差 MER コンスタレーション Ｎｏ．710B-06-030-01 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 壁面端子 4F 3F 2F 地上波アンテナ BSアンテナ ヘ CSアンテナ カメラ/マイク スタジオ 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 Ｎｏ．710B-06-030-01 住戸 1F ッ 調 整 室 ド エ PS 光送信器 E/O 光受信器 テレビ 受信機 ＳＴＢ 同軸線路 O/E 光ケーブル幹線路 ン （戸建住宅） ド ＳＴＢ テレビ 受信機 ヘッドエンド出力の調整 23 （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ｼｸﾞﾅﾙﾋﾟﾛｾｯｻ） 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。 Ｎｏ．710B-06-030-01 ヘッドエンド出力の調整 24 （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 ※ 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。 レベル （dB ） -6 NTSCVSB-AM -15 OFDM -24 OFDM 4.085以上 -21 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 Ｎｏ．710B-06-030-01 ヘッドエンド出力の調整 25 （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。 レベル（dB） 14 -19 OFDM OFDM 18 64QAM -20 5.835以上 6.119以上 周波数（MHz） 【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】 Ｎｏ．710B-06-030-01 CATVｼｽﾃﾑの画質劣化を招く要因【内部要因：伝送路機器】 該当機器 Ｃ／ Ｎ比 不 良 増幅器 混 変 調 ，相 互 変 調 増 幅 器 原因内容 症状 ランダム雑 音 スノーノイズ 非直線歪 ウインドワイパ 26 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 Ｎｏ．710B-06-030-01 デジタル放送の品質評価 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 A：きわめて良好 B：良好 C：おおむね良好 D：不良 E：受信不能 Ｎｏ．710B-06-030-01 評価基準 画像評価で○で、BER≦1×10-8 画像評価で○で、1×10-8＜BER≦1×10-5 画像評価で○で、1×10-5＜BER≦2×10-4 画像評価で○であるが、BER＞2×10-4 または画像評価△ 画像評価× 27 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 入力信号 Ｎｏ．710B-06-030-01 出力 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。 Ci Ni ( NF ) Co No Ｎｏ．710B-06-030-01 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 地上アナログテレビジョン放送 デジタル有線テレビジョン放送 (64QAM信号) 地上デジタルテレビジョン放送 (OFDM信号) 衛星放送デジタルテレビジョン 放 送(BS･110度CS放送) 帯域幅(MHz) 熱雑音 【dB(μV)】 4.0 1.0 5.3 2.0 5.6 2.3 28.9 9.4 ① 地上アナログテレビジョン放送 C〔i dB ( V ) 〕 F ( dB ) 1 . 0 dB ( V ) ② デジタル有線テレビジョン放送 C〔i dB ( V ) 〕 F ( dB ) 2 . 0 dB ( V ) ③ 地上デジタルテレビジョン放送 C〔i dB ( V ) 〕 F ( dB ) 2 . 3 dB ( V ) ④ 衛星デジタルテレビジョン放送 C〔i dB ( V ) 〕 F ( dB ) 9 . 4 dB ( V ) Ｎｏ．710B-06-030-01 増幅器で発生する信号歪 31 増幅器 入力 入力信号 出力 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 高 調 相互変調成分 ひずみ種類 2次ひずみ 3次ひずみ ひずみ成分 高 調 波 相互変調成分 高 3 f・ 1 3 f2 波 相互変調成分 Ｎｏ．710B-06-030-01 f1 f 2 ・ f 3 f1 ・ f2 f3 周波数 2 f・ 1 2 f2 f1 f 2 調 2 f・ 1 2 f・ 2 2 f3 波 2次ひずみ 【2波増幅時発生する歪成分】 周波数 2 f 2 f1 高 3次ひずみ 2・ f1 f 2 調 波 相互変調成分 3波の和差成分 3 f・ 1 3 f・ 2 3 f3 2 f3 f2 ・ 2 f2 f3 ・ 2 f1 f 3 2 f 3 f1 ・ 2 f 2 f1 ・ 2 f1 f 2 f1 f 2 f 3 31 ３．増幅器で発生する信号歪③ 32 出力信号レベル ◆増幅器で発生する２次歪・３次歪成分（２波同時に入力時） f1 f2 出力信号レベル 増幅後 f1 f2－f1 2f1－f2 f2 2 f2－f1 2f1 f1+f2 2f2 3f1 2 f2+f1 2f1+f2 2波入力時に発生する増幅器のひずみ成分のイメージ Ｎｏ．710B-06-030-01 3f2 UHF帯域で帯域内に発生する3次相互変調歪 33 、 、 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 (IM3)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。 f 521MHz(ch21) f 527MHz(ch22) f 533MHz(ch23) 1 No 周波数組合せ 3 2 発生周波数(MHz) No 周波数組合せ 発生周波数(MHz) 1 2 f1 f 2 515(ch20) 2 2 f 2 f1 533(ch23) 3 2 f 3 f1 545(ch25) 4 2 f1 f 3 509(ch19) 5 2 f2 f3 521(ch21) 6 2 f3 f2 539(ch24) 7 9 f1 f 2 f 3 515(ch20) 539(ch24) 8 f1 f 2 f 3 527(ch22) f1 f 2 f 3 【UHF帯域で帯域内に発生する3次相互変調歪配列】 2f2－f3 f1－f2+f3 2f1－f1 レベル f1 2f1－f2 2f1－f3 509 (ch19) Ｎｏ．710B-06-030-01 f2 f3 f1+f2－f3 515 (ch20) 521 (ch21) 2f3－f2 f2+f3－f1 527 (ch22) 533 (ch23) 539 (ch24) 2f3－f1 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，fａ＋ｆｂ 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 34 規格項目として表している。 Ｎｏ．710B-06-030-01 【参考】ＣＳＯ（複合二次歪） 35 ◆７４波伝送時のＣＳＯ歪波数 CSO歪 波 数 C S O ： - 1 .2 5 C S O ： + 1 .2 5 35 30 20 15 10 5 537 513 489 463 439 415 391 367 343 319 295 271 243 217 193 165 139 115 0 91.3 CSO波数 25 周 波 数 (M H z) 35 Ｎｏ．710B-06-030-01 【参考】ＣＴＢ（複合三次歪） 36 ◆７４波伝送時のＣＴＢ歪波数 CTB歪波数 CTB歪 CTB波数 1100 900 700 500 537 513 489 463 439 415 391 367 343 319 295 271 243 217 193 165 139 115 91.3 300 周波数(MHz) 36 Ｎｏ．710B-06-030-01 有線テレビジョン放送法施行規則の技術基準 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。 Ｎｏ．710B-06-030-01 37 ＣＡＴＶシステムのシステム性能について 【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』 Ｎｏ．710B-06-030-01 38 【参考】電圧加算・電力加算早見表 39 電圧加算早見表(CTB・XM） CTB悪化値 歪 悪 化 値 (dB ) 6.5 5.5 4.5 3.5 2.5 1.5 0.5 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） 歪 ・Ｃ ／ Ｎ 悪 化 値 (dB) CSO・Ｃ／Ｎ悪化値 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 0 1 Ｎｏ．710B-06-030-01 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ﾚﾍﾞﾙ変動 変動は、ケーブルの減衰量の変化をﾊﾟ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ﾞ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ﾟ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同軸ｹｰﾌﾞﾙ温度変化 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。 Ｎｏ．710B-06-030-01 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ﾞ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同軸ｹｰﾌﾞﾙf特偏差 同軸ｹｰﾌﾞ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。 Ｎｏ．710B-06-030-01 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ﾞﾙ変動 入力ﾚﾍﾞ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 ﾚﾍﾞﾙと増幅器のもつ雑音指数で決まるので、夏場は同軸ｹｰﾌﾞﾙの減衰 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 ﾚﾍﾞﾙ変動は注意を要す。 ②増幅器出力でのﾚﾍﾞﾙ変動 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 Ｎｏ．710B-06-030-01 伝送路機器【幹線系調整】（１） 43 （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。 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ﾞﾙ損失のみの場合、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 Ｎｏ．710B-06-030-01 ＢＯＮ ＥＱ ＡＴＴ 増幅回路 出力 伝送路機器【幹線系調整】（２） 44 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。 【ＢＯＮの減衰特性例】 【ＢＯＮ使用例】 ① ② ③ 44 Ｎｏ．710B-06-030-01 伝送路機器【幹線系調整】（２） 45 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 ② フラット損失が入ってfLが下がった分EQを変えてA2の入力レベルを標準状態に戻している。 fH ：ケーブル損失＝26－４＝22 22 ケーブル長＝ 68 ㎞＝0.324㎞＝324m fL ：ケーブル損失＝0.324×19dB㎞／㎞＝6.16dB EQ入力レベル fH＝94－（22＋４）＝68dB fL＝85－（6.16＋４）＝74.84dB 0 とすれば標準状態となる。 16.10 EQ： Ｎｏ．710B-06-030-01 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 Ｎｏ．710B-06-030-01 プラグイン減衰量表【下り用ＥＱ】 型 名 ＦＥ７７０１S ＦＥ７７０３S ＦＥ７７０５S ＦＥ７７０７S ＦＥ７７０９S ＦＥ７７１１S ＦＥ７７１３S ＦＥ７７１５S ＦＥ７７１７S ＦＥ７７１９S ＦＥ７７２１S ＦＥ７７２３S ＦＥ７７２５S Ｎｏ．710B-06-030-01 47 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 Ｎｏ．710B-06-030-01 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。 Ｎｏ．710B-06-030-01 注意：ＡＧＣ動作について 50 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。 又、ＡＧＣの利得調整幅は f 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。 AGC/MGCの 利得差 Ｎｏ．710B-06-030-01 ７３ＭＨｚ ４５１．２５ＭＨｚ ７７０MHz 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 ＭＧＣ 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。 0.6dB 1.5dB 2.0dB 標準利得 73MHz 451.25MHz 図１ 770MH z 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。 73MHz 451.25MHz 770MHz FE7701S 0.7dB 0.3dB 0dB 必要とする値 1.4dB 0.5dB 0dB 表２．ＥＱの減衰量 Ｎｏ．710B-06-030-01 FE7703S 2.2dB 0.8dB 0dB 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。 ＡＧＣ 0.4dB 標準利得 ＭＧＣ 0.3dB 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 ＭＧＣ 0.3dB 標準利得 0.4dB 73MHz 451.25MHz 図２ Ｎｏ．710B-06-030-01 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) 地上デジタル BSデジタル 110度 CSデジタル 入力レベル 46(*1)～89dB(μV) 50(*2)～81dB(μV) 50(*2)～81dB(μV) CN比 22(*3)dB以上 11 dB以上 8dB以上 項 放送の種類 目 CATVデジタル (64QAM) 49～81dB(μV) 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 Ｎｏ．710B-06-030-01 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 Ｎｏ．710B-06-030-01 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ﾞﾝﾀﾞｰ 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） Ｎｏ．710B-06-030-01 伝送路の256QAM運用レベルの検討課題（案） 現行の映像伝送レベル Ｎｏ．710B-06-030-01 56 （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。 Ｎｏ．710B-06-030-01 【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 Ｎｏ．710B-06-030-01 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。 ■光波長1.31μm光送信器の場合 → 主にレーリー散乱の影響 LD 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 Ｎｏ．710B-06-030-01 例1：1.31μm光送信器の場合 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(ﾃﾞｼﾞﾀﾙ-10dB) ｱﾅﾛｸﾞ無し 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 ｱﾅﾛｸﾞ無し ﾃﾞｼﾞﾀﾙ+6dB 光ATT3dB、ﾃﾞｼﾞﾀﾙ+10dB ｱﾅﾛｸﾞ有り ﾃﾞｼﾞﾀﾙ+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。 Ｎｏ．710B-06-030-01 60 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 ①アナログ信号有り(ﾃﾞｼﾞﾀﾙ-10dB) ②デジタル信号無し ③73MHzをｱﾅﾛｸﾞﾚﾍﾞﾙで挿入 ※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 Ｎｏ．710B-06-030-01 61 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。 Ｎｏ．710B-06-030-01 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 Ｎｏ．710B-06-030-01 各種変調方式での所要性能比較(1) 64 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 注）有線一般放送の品質に関する技術基準を定める省令 Ｎｏ．710B-06-030-01 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) 65 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 注）有線一般放送の品質に関する技術基準を定める省令 Ｎｏ．710B-06-030-01 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 アナログ伝送機器の評価 ・CN比 ・CSO ・CTB ・BER 66 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。 Ｎｏ．710B-06-030-01 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） Ｎｏ．710B-06-030-01 ①CINR ：Carrier to Interference and Noise Ratio 68 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。 Ｎｏ．710B-06-030-01 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。 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。 Ｎｏ．710B-06-030-01 69 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。 Ｎｏ．710B-06-030-01 70
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