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1、1 广电宽带城域网技术 HFC网正向光纤链路常规设计总概要 2 光缆线路设计内容 1.光缆线路路由选择 2.光缆线路敷设方式选择 3.光缆与光纤选型 4.光缆线路敷设安装要求 5.光缆线路防护设计 6.光缆线路传输指标设计 7.光纤传输的色散补偿 3 光缆干线传输系统的结构 4 HFC正向光链路具体设计 一.设计步骤和方法 5 HFC光链路具体设计步骤 （一）调查研究和收集资料， （二）确定结构和划定片区， （三）计算损耗和定分光比， （四）归纳整理和计算指标。 6 （一）调查研究和收集资料 1.调查研究：对服务区域内的基本自然条件、用户分布和地 理环境全面了解，尤其是行政管辖范围、交通道路设
2、施、 通信或广播杆路、桥梁管孔位置、城镇建设规划等实际情 况，在详细调研勘察基础上，进行综合分析，做到心中有 数，并进行必要的数据整理。 2.收集资料：尤其是光设备（光发射机、光接收机、光分路 器、光活动连接器）的技术参数和价格，厂商提供的光链 路实测性能指标曲线、光纤传输特性和光缆机械物理性能 等，并进行性能价格比较，为器材选用、设定估算标准提 供依据。 7 （二）确定结构和划定片区 1. 按照本地区有线电视系统的整体规划和技术方案 ，充分考虑未来业务的发展需求，根据“布局合理 、路径最短、易于施工、便于升级”的原则，确定 出光缆干线、支线的拓朴结构、路由走向及分叉 点位置。 8 （二）确定
3、结构和划定片区 2.根据当前所采用的HFC网络的结构形式和工作带宽，划定 片区，确定光节点具体位置。片区的大小要考虑今后光纤 进一步向用户端延伸和再分割小区的需要。 一般说来，若采用光纤到路边的FTTC形式，片区的用户 数约为500户，若采用光纤到最后一个放大器的FTTLA（ 无源同轴网）形式，片区的用户数约为100户。 片区范围越小，工作带宽就越宽。光节点原则上应定在片 区的中央。 9 （二）确定结构和划定片区 3. 在光路结构和光节点确定的基础上，实测出各 段光缆的段长、各光节点至光分路器的距离，并 给各光缆段、各熔接点、各光节点及各片区命名 编号。 绘制设计图： （1）光缆干线结构图 （
4、2）片区分布示意图 图中应明确标定各段光缆路由走向、各熔接点和各光 节点具体位置、各片区分布的范围。 10 （三）计算损耗和定分光比 1根据所设定的光接收机平均输入光功率Pr(dBm)和光 分路器输入光功率Pt(dBm)（若光发射机后不加光放大 器，即为光发射机平均输出光功率；若光发射机后加有 掺铒光纤光放大器EDFA，即EDFA的饱和输出光功率 ）以及工作波长， 确定： （1）光纤链路所允许的最大链路损耗A（dB）， （2）分别计算出各光节点至光分路器的光路损耗 Bi（dB）， （3）光分路器该路输出臂处的所需要的光功率Pi(dBm)， （4）该路的光分路器允许插入损耗Li(dBm)。 （各
5、符号意义详见后述） 11 （三）计算损耗和定分光比 2. 通过四个步骤： （1）“归类”（即按各路Bi（dB）的数值大小依次排列） （2）“分组”（即将同一个光分路器后所带动的光接收机编成一组， 编组中应考虑充分利用光发射机的输出光功率，并尽可能将同一 干线上的光节点由同一台光发射机驱动） （3）“定比”（即具体确定各光分路器各路输出的分光比） （4）“复算”（对全网光发射机、光放大器、光节点配置方案及分光 方案进行多次估算和反复验算），以达到最隹的设备配置和最优 的分光效果。 （计算方法详见后述） 12 （四） 归纳整理和计算指标 1列出片区基本数据表，表中包括片区编号、片区名称、 片区面积
6、、所辖行政范围、覆盖用户数、光节点至前端（ 或分前端）距离、分支熔接点编号、备注等。 2按照干线结构、光缆长度、所划定片区位置及光分配方 案，确定各光纤熔接点和接续盒位置以及各段光缆的光纤 芯数。绘制光缆干线熔接示意图，图中重点注明每条干线 所属各段光缆段长和芯数、光纤之间的相互熔接关系。 3. 列出干线基本数据表，表中包括干线编号、所属片区数量 、分支熔接头和直通接头数量、各类多芯光缆的段数及段 长等。 13 （四） 归纳整理和计算指标 4. 根据厂商提供的光链路实测性能指标曲线，进行实际 使用指标的换算，判断光链路是否达到设计要求。（ 详细换算法则后述） 5. 综合各种基本技术资料，结合实
7、际实施阶段的要求， 制定光缆干线施工方案。 应当指出，上述四个步骤在具体设计中往往是“交叉作 业、反复计算、仔细推敲、综合考虑”的过程，不是一 蹴而就的。 考虑的重点：（1）光纤的最大损耗、（2）光发射机 的最大输出光功率、（3）光链路的性能指标、（4） 分光器的插入损耗、（5）光接收机允许的最小输入光 功率、（6）整条光链路的裕度等都应是贯彻始终应考 虑的重要因素。 14 光 发 射 机 光K1% 分K2% 路Ki% 器Kn% 活动 连接器 熔接点 光纤 光 接 收 机 光缆长度 Di(Km) Li(dB) 损耗Bi (dB) A(dB) PtPr P1 Pi Pn P2 活动 连接器 光链
8、路构成示意图 15 二. 估算标准的设定 在具体设计计算中，确当设定比较符合实际的估算标准是 保证设计正确性和准确性的重要一环。以下所列出的是常 规设计中的估算标准，在具体设计中可根据所选用的设备 和器材的性能加以修正。 （一）单模光纤的损耗系数 dB/km 工 作 波 长 不计熔接头损耗 计入熔接头损 耗 （nm） dB/km dB/km 1310 0.35 0.40 1550 0.20 0.25 16 估算标准的设定 （二）光纤活动连接器损耗LcdB 通常光发射机和光接收机各有一个光纤活动连接 器，其损耗约为Lc=0.5dB/个，故光纤活动接器 总损耗 = 2 Lc = 20.5 = 1d
9、B。 （三）熔接头损耗：小于0.05dB/个；为便于简化计 算，通常可将其归并在损耗系数 中计算。 17 （四）光分路器损耗LidB 1光分路器损耗Li(dB)=理论分光损耗+分光器的 插入损耗Li(dB)= 10lg(100/K)(dB)+Li(dB)。 2理论分光损耗=10lg(100/K)；其中为 分光器的分光比。 分光器的插入损耗Li(dB)与分光器的实际 构造方法有关，具体可参见表格。 18 (1)常用12熔锥型分光器损耗表 分光比 高输出端损耗 低输出端损耗 高/低端的差值 （dB） （dB） （dB） 50/50 3.5 3.5 0 55/45 3.3 4.2 0.9 60/40
10、 2.8 4.7 1.9 65/35 2.4 5.3 2.9 70/30 2.0 6.0 4.0 75/25 1.7 6.8 5.1 80/20 1.4 7.9 6.5 85/15 1.1 9.3 8.2 90/10 0.9 11.3 10.4 95/5 0.6 14.9 14.3 19 分光器的选择 原则：若已知两路光损耗的差时，就可选 择与上表中（dB）最接近的分光器，从而 保证各使各个光节点接收机的输入光功率 Pr(dBm)基本相等。 目的：各个光链路的指标基本相同。 当分路多于两路时，就需用几个12分光器 进行组合分光。 20 不均匀的分光器 值得指出，对于不均匀的分光器，其各输出臂的
11、插入损耗是不同的， 也即插入损失功率不同。 以分光比为60/40的12分光器具体说明这个问题。设12分光器输入 光功率为10mw(10dBm),当无插损时，高脚理论输出功率为1060 6mw（7.78dBm），低脚理论输出功率为10404mw（6dBm ）。 实际有插损时，可按上表计算得：高脚实际输出功率为102.8 7.2dBm（5.25mw），低脚实际输出功率为104.7=5.3dBm（ 3.39mw），实际输出总功率为5.253.398.64mw（9.365dBm） 。高脚的插入损耗则为7.787.20.58dB，低脚的插入损耗则为6 5.30.7dB，总的插入损耗则为109.3650.
12、635dB。高脚的插损 功率为65.250.75mw，低脚的插损功率为43.390.61mw，合 计插损功率为108.641.36mw。 21 计算结果归纳 分光器端口 输入 输出高脚 输出低脚 输出合计 无插损时 10dBm 7.78dBm 6dBm 10dBm 理论功率 10mw 6mw 4mw 10mw 实际功率（ dB ） 10dBm 7.2dBm 5.39dBm 9.365dBm 实际功率 （真值） 10mw 5.25mw 3.39mw 8.64mw 插入损耗（ dB ） 0.58dB 0.7dB 0.635dB 插损功率 0.75mw 0.61mw 1.36mw 22 1N分光器
13、(2)有文献报导,采用12熔锥型分光器级联构成的 1N分光器附加损耗 Li（dB）也可按下表估算 。 1N分光器类型 附加损耗 Li（dB） 12 0.3 14 0.4 16 0.6 18 0.8 110 0.9 113 1.0 23 连续熔融拉锥1N分光器 （3）采用连续熔融拉锥技术制造的1N分光 器 （N = 29）附加损耗Li(dB)可做得比较小 ，如下表所示。 24 分光器的附加损耗值 分光器类型 1N 附加损耗 Li(dB) 120.2 130.3 140.4 150.45 160.5 分光器类型 1N 附加损耗 Li(dB) 170.55 180.6 190.7 1100.8 1110.9 25 （五）光纤长度Dkm 原则：光纤长度通常按实际丈量的杆公里 长度再加5%计算, 即设计光纤长度D = 1.05(实际距离)。 实际距离的误差应50米。 26 （六）光链路裕度(预留余量)Lm(dB) 工作波长1310 （nm） 预留余量0.5(dB) 工作波长1550 （nm） 预留余量0.3 (dB) 27 （七）光接收机平均接收光功率PrdBm 工作波长（nm） 平均接收光功率(dBm) 1310
