《唐明光广电基础知识讲座c》由会员分享，可在线阅读，更多相关《唐明光广电基础知识讲座c（97页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、4 主前端包括当地节目制作 卫星频道和来自上级SDH网络的节目的接收 以及其它服务的处理及结口 当提供Internet高速数据通信服务时 由交互信道的主中心提供ISP配置 C 分前端配置的原则1 至少两个路由的光缆出入 2 用户相对集中的地方 3 与数据分中心同一机房 机房留有扩展的空间及机架 4 分前端复盖的光节点距离尽量控制在3km 5 复盖用户1 2万户 6 每个光节点最少需要4根光纤 覆盖300 500户 当然 最好是6 8根光纤 这样可以使将来的升级容易实现 也使修改设计变得灵活 光节点的设备宜选用具备档次变换的灵活性 以满足运营服务的要求 为升级提供便利 同时具有备份路由切换功能和
2、工作参数监测功能 如光工作站 7 若交互数据通信采用CableModem方案 总前端和分前端配置的CMTS数应根据该前端覆盖的用户数及CableModem入户率而定 通常 一台CMTS接入的用户数以不超过1 500户为宜 考虑到CMTS系统要求的C N为25dB 6个光节点就需1台CMTS 8 同轴分配网设计遵循原则三种网络结构 三级放大器的同轴分配网 光工作站 一级分配放大器的同轴分配网 光工作站 无源同轴分配网 采用分配 分配方式 最好是集中分配方式 不采用或尽量少采用分支分配方式 9 网络设备选择前端设备 射频调制器C N 70dB QAM调制器C N 60dB MER 50dB 光设备
3、 光发射机 光接收机 光放大器 光工作站带宽要求为750MHz 862MHz 具备回传功能 同轴分配网设备 放大器带宽750MHz 862MHz 具备回传功能 无源器件带宽5 1000MHz 屏蔽性大于100dB 连接器宜采用内螺纹针型 同轴电缆屏蔽性大于 100dB 120dB 6 多级光放大器级联的长距离传输系统 1 有线数字电视长距离传输中遇到的问题有线数字电视长距离传输必需考虑以下三个问题 1 入纤光功率与光纤中受激布里渊散射 SBS 传输距离的关系 2 光纤的自相位调制 SPM 与入纤光功率 光调制度 光纤色散 RF工作带宽 总传输距离的关系 3 系统中掺铒光纤放大器 EDFA 级联
4、时 掺铒光纤放大器的输入光功率与载噪比劣化的关系 这三个问题又是相互关联相互制约的 因此 有线数字电视长距离传输时 应对上述三个问题进行优化处理 使系统的指标最优化 2 入纤光功率与光纤中受激布里渊散射 SBS 传输距离的关系在超长距离 多级光放大器级联的情况下 考虑SBS因素 即外调制光发射机的SBS阈值光功率应该选择多大 根据实际经验 可以按如下条件选择 光纤总的传输距离 Km 光发射机的SBS阈值光 dBm 8019 12016 1 20013外调制光发射机的SBS阈值光功率确定后 入纤光功率就确定了 根据实践经验有 光发射机的SBS阈值光 dBm 入纤光功率 dBm 1919 5161
5、6 5 2 1313 5 3 光纤的自相位调制 SPM 与入纤光功率 光调制度 光纤色散 RF工作带宽 总传输距离的关系当传输距离超过80Km时 光纤中的自相位调制的影响随传输距离的增加而急剧增大 其现象是CSO急剧劣化 CSO劣化的经验公式为CSO 155 20Lgm 20LgD 10LgP0 35LgB 20Lg l 1 400 85 10LgP0 35LgB 20Lg 0 22l 1 3 式中光调制度m 0 03 光纤色散系数D 17ps nm Km 光纤损耗系数 0 22 Km 其它的参数可取的值如下 入纤光功率P0 20mW 13dBm 40mW 16dBm 80mW 19dBm R
6、F工作带宽B 500 700 800 MHz 总传输距离l 90 100 120 150 200 250Km 从经验公式中可以看出 光调制度增加1dB CSO劣化2dB 入纤光功率增加1dB CSO劣化1dB 将实际系统的入纤光功率 RF工作带宽 总传输距离的数值代入经验公式 3 即可计算出系统的CSO值 根据这个CSO数值确定系统的色散补偿长度 按上述公式计算结果如下 P0 40mW l Km 90100120150200250 Km CSO B 500 55 8 54 52 3 50 3 47 7 45 8 dBc CSO B 700 51 4 50 5 48 8 46 8 44 2 42
7、 2 dBc CSO B 800 48 47 45 3 43 3 40 7 38 8 dBc 由于光纤干线要求CSO 47dB 当B 500MHz时 无中继传输距离可以达到200Km 当B 700MHz时 无中继传输距离可以达到120Km 当B 800MHz时 无中继传输距离可以达到100Km 4 系统中掺铒光纤放大器 EDFA 级联时 光放大器的输入光功率与载噪比劣化的关系考虑到光纤干线有多级EDFA级联 两级EDFA之间的传输距离将受输入EDFA的光功率限制 当输入EDFA的光功率Pin减少时 C N将劣化 试验证明 Pin 6dBm C N劣化13 0dBPin 3dBm C N劣化5
8、0dBPin 0dBm C N劣化3 0dB 4 Pin 3dBm C N劣化2 0dBPin 5dBm C N劣化1 5dBPin 7dBm C N劣化1 0dB 当光发射机 含EDFA 输入光纤的光功率为17dBm C N 51dB B 500MHz 如果总的传输距离为200Km时 要求光纤干线的C N 35dB 光纤干线容许C N劣化的容量为16dB 如果中继距离为两个100Km 则输入中继光放大器的光功率Pin 17 0 22 100 0 5 5 5dBm按上述列出的数据 中继EDFA使C N降低13dB 因此 中继距离为100Km是可行的 此时接收端的C N 38dB 高于设计要求
9、如果采用每个中继段为70Km 这时输入中继光放大器的光功率Pin 17 0 22 70 0 5 1 1dBm每级中继光放大器使C N降低2 5dB 两级中继光放大器使C N降低5dB 接收端的C N 46dB 高于设计要求 注意 此处的例子只是说明EDFA输入光功率的大小对C N的劣化作用 而没有考虑其它的因素对系统指标的影响 5 有线数字电视长距离传输系统设计步骤综合考虑SBS SPM和Pin对光纤传输距离的限制 在超长距离 多级光放大器级联的情况 有线数字电视长距离传输系统设计步骤如下 1 考虑SBS因素 即外调制光发射机的SBS阈值光功率应该选择多大 根据实际经验 可以按 1 进行选择
10、2 考虑SPM因素 按公式 3 计算在光纤总的传输距离上CSO的大小 并由此设计采用光纤色散补偿模块的色散补偿位置和色散补偿大小 通常光纤总传输距离 120km就要进行色散补偿 如果系统总的传输距离太长 例如大于200km 可以在总传输距离约一半的位置处 用光接收机将光信号变成RF信号 再用光发射机 EDFA将光信号发射到光纤中去 这样 可以把总传输距离光纤的色散分为相互独立的两部分 从而使每一部分光纤的色散容易得到补偿 3 根据光纤传输系统C N要求 合理设计每级EDFA的输入光功率 4 如果总传输距离200km 系统中两级EDFA之间的传输距离又太长 例如大于80km 则两级EDFA中后一
11、级EDFA的输入光功率偏低 这时在后一级EDFA前面应采用拉曼光放大器 RFA 进行小信号光放大 适当选择RFA的增益 使RFA的输出光功率达到后一级EDFA对输入光功率的需求 色散补偿模块 DCM 在系统中应用的考虑因素 1 DCM工作波长必须与光发射机发射波长匹配每一个色散补偿基本单元 Etalon 只能针对单一中心波长的光来进行补偿 为了使得色散补偿模块 DCM DispersionCompensatingModule 能应用于WDM DWDM等系统中 通常在一个DCM模块中集成了许多个Etalon 它们各自的中心波长由所传输的光波长来定 目前市场上供应的DCM均是为数字传输系统而开发的
12、 因此其工作波长范围 每个Etalon的中心波长均是按照ITU T的标准来制作的 而在有线电视的1550nm光纤传输系统中 通常采用的1550nm外调制光发射机的波长没有遵循ITU T的标准 因此不能将目前市场上可以提供的DCM直接应用到有线电视的模拟传输系统 解决的办法 一是采用波长符合ITU T标准的1550nm外调制模拟光发射机 这类光发射机市场上已经有供货 另一种解决方案是针对有线网络的实际情况 开发适用于有线电视1550nm模拟光传输系统的DCM 这需要DCM生产厂商的配合 2 DCM模块放置位置的考虑理论上 DCM模块安装在系统中任何位置都一样 但实际试验的结论是 DCM模块的后向
13、补偿作用要比前向补偿作用好很多 色散补偿模块DCM安放的位置如下 1 从光发射机后的EDFA算起 在50km后或在70km前放置第一个DCM 2 第一个DCM补偿的光纤色散长度 km 必须小于第一个DCM与第二个DCM之间的光纤长度 km 3 最后一个DCM补偿的光纤色散长度 km 必须小于它到光接收机之间的光纤长度 km 3 色散补偿模块的选择 1 谐振腔型色散补偿模块DCMF P腔或G T腔宽带色散补偿器 DispersionCompensatingModule 每一个色散补偿基本单元 Etalon 只能针对单一中心波长的光来进行补偿 为了使得色散补偿模块能应用于WDM DWDM等系统中
14、通常在一个DCM模块中集成了许多个Etalon 它们各自的中心波长由所传输的光波长来定 市场上的产品DCM分为C L波段 C 1529 94 1561 42nm L 1573 71 1602 74nm 补偿光纤的色散长度通常有40 60 80km 插入损耗5 6dB 其优点是可以承载大的光功率 2 光纤光栅 FiberBraggGrating 光纤光栅从结构上可分为周期性结构和非周期性结构两类 非周期结构一般由周期结构经某种方式演变而来 光纤光栅从功能上可分为滤波型光栅和色散补偿型光栅两类 色散补偿型光栅又称为啁啾光纤光栅 基于啁啾光纤光栅的色散补偿器 如图所示 啁啾光栅间距不等 短波长光 1
15、 在近端反射 长波长光 2 在远端反射 不同点反射不同波长从而使反射回去的光波产生不同的时间延迟 粗略地估算表明 用约3 6cm长度的啁啾光纤光栅在0 2nm带宽就可补偿100km长的标准光纤在波长1550nm的色散 色散补偿原理 光纤光栅色散补偿的原理是根据衍射光栅的角色散特性 当光进入到光栅后 波长为光栅周期两倍的光将被反射 不同波长的光在啁啾光栅中反射点的位置也不同 因此入射光波长中的不同波长成分在光栅中走过不同距离 产生不同的时延 从而达到色散补偿的目的 如图所示 输入光信号传输一定距离后发生展宽 经过色散补偿器后 时延被补偿 环形器将补偿后的信号导出 从而达到补偿效果 参数单位Spe
16、cification中心波长ITU通道间隔GHz100反射端口带宽 0 5dBnm0 4 Min 插损dB0 8 Max 色散量Ps nm40Km 680 5 60Km 1020 5 80Km 1360 5 反射率 95 Min 时延抖动ps 15 Max 偏振相关损耗dB0 3 Typ 波长温漂nm 0 08 5 70 操作温度 65储存温度 45尺寸mm174x22x12光纤类型SM 28光纤长度1M或定制连接器FC APC或定制 3 QAM调制的数字电视信号长距离光纤传输数字电视时代 地市到县要传输大量数字节目 利用1550nm模拟光纤传输设备传输数字电视是一种较好的方式 地市到县只需要传输纯数字信号 因此不同于模拟系统 也不同于模拟 数字混合传输系统 数字系统与模拟系统有许多不同 QAM调制信号和白噪声的频谱类似 不存在载波 因此也不存在CTB和CSO 非线性产物的频谱也类似白噪声 传输系统性能的劣化最终都归结为噪声 热噪声 非线性噪声 相位噪声 脉冲噪声等 数字信号对热噪声不敏感 相对于模拟信号 而对相位敏感 因此纯数字传输系统应该和模拟系统以及模数混传系统有不同的思路 不同
