1550系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)的保證

1、2.7.1550 系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)的保證1550 的最大傳輸距離為 65km ，現(xiàn)以 16dBm 點(diǎn)對點(diǎn)的最簡單傳輸系統(tǒng)為例，系統(tǒng)的主要 技術(shù)指標(biāo)只要能達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)C/N=43dB 、CTB=-54dB 、CSO=-54dB, 設(shè)備能穩(wěn)定、 可靠地運(yùn)行，就能高質(zhì)量地傳輸 PAL-D64 套模擬電視節(jié)目。光系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)的保證，主要取決于光 發(fā)射機(jī)和光接收機(jī)的技術(shù)先進(jìn)性及優(yōu)異的技術(shù)指標(biāo)。也就是說，選擇采用技術(shù)先進(jìn)的設(shè)備， 注重優(yōu)質(zhì)的現(xiàn)場施工， 系統(tǒng)的優(yōu)異指標(biāo)是不難保證的。 在方案設(shè)計和選擇設(shè)備中， 要重視以 下因素的考慮。2.7.1.光系統(tǒng)影響 C/N 的因素1,SBS 的影響目前的國際 SBS 的先

2、進(jìn)水平為 1617dB 。由于 1550nm 光發(fā)射機(jī)使用譜線很窄的多量 子井 MQW-DFB 激光器，當(dāng)光纖輸入光功率大到一定時， 會出現(xiàn) SBS 受激布里淵散射現(xiàn)象， 最終會在光信號中加入噪聲，使網(wǎng)絡(luò)的C/N劣化。而普通單模光纖的 SBS閥值=7.35dB ,由于 1550nm 光發(fā)射機(jī)采用外調(diào)制技術(shù)得以引入相位調(diào)制， 并采用動態(tài)單縱模激光器，對激光 器進(jìn)行淺調(diào)制，將光譜展寬至SBS線寬以外。這兩項技術(shù)的采用，才得以使SBS閥值提高到 1617dB。MOTOROLA 公司 1550 光發(fā)射機(jī) GX2-EM870D-7/16,SBS 的最小值為 16dB,典 型值16.3dB，最大值17dB

3、，只要光纖的最大輸入功率小于17dBm，光信號通過光纖在傳輸過程中就不會產(chǎn)生受激布里淵散射現(xiàn)象，而在光信號中加入噪聲，致使C/N 劣化。該系統(tǒng)的光纖傳輸路徑僅 65km，只需要輸入16dBm光功率就能保證光接收機(jī)的接收光功率在02dBm范圍內(nèi)，從而保證光系統(tǒng)的先進(jìn)技術(shù)指標(biāo)。因此，SBS不會對系統(tǒng)產(chǎn)生影響。2, 光接收功率的影響 在光發(fā)射功率一定下，光接收功率決定于光鏈路損耗。光鏈路損耗是指從光發(fā)射機(jī)至光接收機(jī)所經(jīng)路徑對光信號功率產(chǎn)生的總衰減。即光分路器的光分比損耗、光分路器插損、 光纖損耗、 光纖熔接點(diǎn)損耗、光聯(lián)接器損耗的總和。一旦光傳輸距離確定，光鏈路損耗即可確定。 光鏈路損耗確定后即可選定

4、光發(fā)射機(jī)輸出功率。 這樣就可確定光接收功率范圍。 在光 纖鏈路中， C/N 是激光器噪聲的積累和接收機(jī)光輸入功率共同作用的結(jié)果，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定光接收功率為負(fù)4dB時，系統(tǒng)的C/N 一般都不低于48dB，所以接收機(jī)允許的接收功率被限制 在非常小的范圍內(nèi)。因此，當(dāng)光接收功率在負(fù) 4dB 至正 1dB 范圍內(nèi)，光接收功率每增加 1dB,C/N改善提高1dB。但光接收功率與 C/N并不完全是光接收功率每增加1dBm C/N也改善 1dB 的關(guān)系，當(dāng)接收光功率超過正 1dBm 后，噪聲很難有較大程度的改善，使 C/N 大于 52dB。從這里可以看出，要保證C/N值為5052dB，則光接收功率必須在負(fù) 2d

5、B到OdB.。只要光接收功率穩(wěn)定在 2dB 到 0dB 內(nèi)，系統(tǒng)就能獲得良好的 C/N 。光傳輸路徑一旦確定， 其光纖優(yōu)良的物理特性對光接收功率影響甚微， 對其影響最大的是光發(fā)射功率的穩(wěn)定。 然而 MOTOROLA 公司 GX2-OA100B16 光放大器的輸出功率變化僅為土0.25dB，此變化對光接收功率影響也不大。該系統(tǒng)的傳輸路徑為 65km，而且是點(diǎn)對點(diǎn)的簡單傳輸方式，影響光接 收功率的因素只有光發(fā)射功率、光纖、光聯(lián)接器。計算該系統(tǒng)的鏈路總損耗為16.5dB ,光發(fā)射功率變化土 0.25dB，其光接收功率為負(fù) 0.5土 0.25dB。因此，光系統(tǒng)的 C/N可以保證在 50.552dB。3

6、, 光放大器泵浦的影響1550nm光信號的放大由泵浦來完成。激光泵浦一般采用980nm和1480nm光波長，980nm泵浦EDFA的理論極限噪聲 3dB，優(yōu)于1480nm泵浦EDFA的理論極限噪聲 3.5dB ; 980nm 給出的激勵能量大于 1480nm；980nm 與信號光 1550nm 相離較遠(yuǎn)，合成濾波器易制 作，易保證性能技術(shù)指標(biāo)。因此， MOTOROLA 公司 GX2-OA100B16 光放大器采用 980nm 光波長作激光泵浦，由于優(yōu)異的噪聲指標(biāo)，對 C/N 影響不大。在中繼放大使用狀態(tài)下，一 般是增加一級光中級放大，C/N降低1dB，為保證系統(tǒng)指標(biāo)，中繼放大最多不超過3級。對

7、 于點(diǎn)對點(diǎn)的簡單系統(tǒng)，不存在中繼放大，這就很容易保證 C/N 指標(biāo)。4, 模擬頻道數(shù)的影響系統(tǒng)傳輸模擬頻道的多少，對系統(tǒng)C/N 、 CTB 、CSO 都將產(chǎn)生影響。該系統(tǒng)采用MOTOROLA 公司產(chǎn)品，提供的 C/N 為 50.5dB 、 CTB 為 66dB 、CSO 為 66dB 均能滿足 系統(tǒng)傳輸 64 個 PAL-D 模擬頻道。如果少于 64 個頻道，其三大指標(biāo)均有改善。具體影響程 度參見本方案目錄 1.6。5, 光接收機(jī) RF 放大器的影響影響光系統(tǒng)的 C/N, 除了光發(fā)射機(jī) DFB 的固有噪聲外，還有光接收機(jī)光電二極管的量子噪 聲，這部份噪聲主要與輸入光功率有關(guān)，再有就是光接收機(jī)中

8、的 RF 放大器的熱噪聲。RF 放大器的熱噪聲： FNi=4KT.B.F/R-23K 波耳茲曼常數(shù) 1.38X10 -23 焦耳 / 度；T 絕對溫度 300K ；B RF 信號帶寬 6MHz ；R 前置放大器的負(fù)載，一般為 1K Q ;F 前置放大器的噪聲系數(shù)；從上式可以看出，噪聲的大小主要決定于前置放大器的噪聲系數(shù)，而MOTOROLA 公司SG2000 前置放大器模塊采用的是專制的低噪聲放大模塊， 其噪聲系數(shù)小于 3dB ，這樣對 C/N 的影響可忽略不計。再看末級放大模塊，其噪聲也主要決定模塊的噪聲系數(shù)，SG2000 的末級放大模塊采用的是功率倍增模塊，噪聲系數(shù)小于8dB，因此光接收機(jī)

9、RF放大器也不會對光系統(tǒng)的 C/N 產(chǎn)生劣化。6, 用戶分配放大器的影響用戶分配網(wǎng)絡(luò)的 C/N 主要受放大器噪聲系數(shù)、放大模塊輸入電平、放大器級聯(lián)數(shù)的影響。 單臺放大器的 (C/N) 1F =UINF2.4n 級放大器的(C/N)rF =Uin F 2.4 log nUIN放大器輸入電平F 放大器噪聲系數(shù)N 放大器級聯(lián)數(shù)如果貴單位用戶分配網(wǎng)絡(luò)放大器噪聲系數(shù)選用小于9dB，放大器輸入電平選取 70dBuv,最多采用 1 級干放加樓棟放大方式分配到戶，則分配網(wǎng)絡(luò)的 C/N 是：2級放大器的 (C/N)2F =UiNF2.4g 2=58.3dB貴單位前端調(diào)器為 GI公司C6M-C38，其組合C/N前

10、可達(dá)到51dB，本方案的光系統(tǒng)分配 網(wǎng)絡(luò)C/N的最差值50.5dB,分配網(wǎng)絡(luò)的 C/N分=58.3dB。因此，從前端到用戶的整個系統(tǒng)的 C/N 是：-51/10-50.5/10-58.3/10C/N 總=10 log( 10+ 10+ 10) = 47.4dB。2,7,2,系統(tǒng)的 CTB、CSO 三次差拍、三階互調(diào)、三次諧波這三類產(chǎn)物由于在設(shè)備傳輸特性(放大器的非線性作 用)中的三階失真而產(chǎn)生的新頻率成分落在有用頻道內(nèi)造成干擾。在傳輸系統(tǒng)中， 這三類產(chǎn)物的數(shù)量伴隨傳輸頻道的增加而增加， 三類產(chǎn)物的振幅不同， 各頻道信號通過放大器等電平 放大輸出， 干擾最強(qiáng)的是三次差拍， 其次三階互調(diào)。 在系統(tǒng)

11、中采用的放大模塊， 應(yīng)是線性好， 在兼顧 C/N 下，妥善地確定放大器的輸入電平，是保證 CTB 指標(biāo)的有效方法。系統(tǒng) CTB 由前端放大器、光傳輸系統(tǒng)、分配系統(tǒng)三部分 CTB 構(gòu)成。前端放大器一般都采用非線性失真小的功率倍增模塊，其 CTB 一般都能達(dá)到負(fù) 78dB； 光傳輸系統(tǒng)本方案能保證負(fù) 65 dB；分配放大器在兼顧 C/N情況下，CTB能達(dá)到負(fù)65dB ;一級干放加樓棟放大的CTB :-65/20-65/20CTB2級=20 log(10+ 10) = 59dB因此，系統(tǒng)的CTB應(yīng)達(dá)到：CTB 總=20 log (10+ 10+ 10) = 55.2dB系統(tǒng)CSO由前端放大器、光傳輸

12、系統(tǒng)、分配系統(tǒng)三部分CSO構(gòu)成。一般情況是當(dāng)系統(tǒng) CTB指標(biāo)能保證，CSO也能保證。CSO 前=一 70dB ; CSO 光=一 66dB ; CSO 分=62dB ;-70/15-66/15-62/15、CSO 總=15 log (10+ 10+ 10) = 60dB2.7.3 .系統(tǒng)能保證的指標(biāo)通過對系統(tǒng)C/N、CTB、CSO的分析，其技術(shù)指標(biāo)優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)，有足夠的富裕量，下 表是主要技術(shù)指標(biāo)的匯總。指標(biāo)名稱國家標(biāo)準(zhǔn)按標(biāo)準(zhǔn)分配設(shè)計值實際設(shè)計值預(yù)計測試值C/N43dB44dB47.4dB優(yōu)于設(shè)計值CTB-54dB-55dB-55.2dB優(yōu)于設(shè)計值CSO-54dB-55dB-60dB優(yōu)于設(shè)計值

13、2.7.4.SG2000覆蓋的范圍由于系統(tǒng)采用光傳輸技術(shù)，保證了電視節(jié)目信號經(jīng)過65km的長距離傳輸，依然保持著先進(jìn)的技術(shù)指標(biāo)，采用SG2000就相當(dāng)于把前端機(jī)房搬至了65km處，使65km處的電視收看用戶與總前端周圍用戶享受基本相同質(zhì)量的電視信號。SG2000在65km處的覆蓋范圍決定于分配網(wǎng)絡(luò)干線條數(shù)，每條干線放大器的級聯(lián)數(shù)(最 多為3級)，根據(jù)SG2000四端口輸出電平高達(dá) 110dbuv的計算，在不加干線放大器的情況 下，直接傳輸至樓棟放大器，覆蓋范圍的半徑為0.3km左右。覆蓋電視用戶的多少，取決于樓棟放大器的數(shù)量，按棟放輸出為97dBuv計算，可以覆蓋6層樓房的48戶。下圖是SG2

14、000 的分配網(wǎng)絡(luò)框圖供實施參考，具體采不采用干線放大器，采用多少樓棟放大器，應(yīng)根據(jù)SG2000周圍的用戶分布情況來決定。-12 fiOM-)2 IHUM-12 BOM7 3fmGX2S/ffi/16109dBuvKWdBpvSG2000朮丄作姑109dBnv:；X2-(WKX)6 光 iAk109dBuv1 用八電平按705dBUV：2樓棟放大器輸出97iBp v;3每臺棟放分配48八計，共拔蓋1152 戶；4總覆蓋范圍任肓徑06km以內(nèi):謐勰加總用戶魁熟則增加翩嚴(yán)具訕戶分布HFC1550nm系統(tǒng)框圖-)2 3OM-12 30H a-12 30NlhMT3W3QM30M15M7 JOH730

15、H 列；13U7 J()M了 1 弭730H730M? 列7 lM-12 GPM12 60M-12 I HOM-12 tiOM-12 30.M-12 30M12 30H-12 ：OM丄V15M廠）-7ISM/ -730MHUMr-4-15Mr-nHOM/30M15Mw15M30M-7BUM丄-z15M15M彳-7SUM-730M-L -7 IhMYrl-zil30M-730H15M1 1 3M30Md30MI5MI5M-12 30M A TSUM30HT:伽30M1 -715M -7InMT_:蝕-/：()ML 7IhM)-7IBMT_SOM-730M15M)7IhM730M715Mrar30

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