有線電視光纖到戶接入網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算的實(shí)踐

1、有線電視光纖到戶接入網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算的實(shí)踐李遠(yuǎn)東（浙江普陀廣播電視臺(tái)，浙江 普陀 316100）【摘 要】 較詳細(xì)地介紹了有線電視網(wǎng)絡(luò)“同纜不同纖”型光纖到戶接入網(wǎng)的設(shè)計(jì)計(jì)算過程，歸納出的設(shè)計(jì)要點(diǎn)包括電 視廣播光鏈路載噪比設(shè)計(jì)、光放大器輸入及輸出光功率值設(shè)計(jì)，不同于電信企業(yè)“全覆蓋”型光纖到戶的 epon 光分配 網(wǎng)設(shè)計(jì)?！娟P(guān)鍵詞】 有線電視網(wǎng)絡(luò)；ftth；載噪比；edfa；epon【中圖分類號(hào)】 tn943.6【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 b浙江普陀廣播電視臺(tái)網(wǎng)絡(luò)中心目前在某別墅小區(qū)進(jìn)行光纖到戶（ftth）網(wǎng)絡(luò)試點(diǎn)1，在充分調(diào)研電信企業(yè) ftth“全覆蓋”建設(shè)模式的基礎(chǔ)上，結(jié)合本網(wǎng)絡(luò)實(shí)際，決定 采用電視廣播光纖

2、與 epon 光纖分別到戶的“同纜不同 纖”ftth 架構(gòu)，在引入段以4 芯光纜入戶，其中1 芯用于電 視廣播（1 550 nm），1 芯承載 epon（1 490/1 310 nm），另 兩芯備份。此次 ftth 試點(diǎn)所用摻餌光纖放大器（edfa） 在進(jìn)行工程設(shè)計(jì)之前已選定，其主要技術(shù)參數(shù)（此處只摘 取與工程設(shè)計(jì)相關(guān)的參數(shù)）如表1 所示。表 1 所選 edfa 主要參數(shù)器），因此此次設(shè)計(jì)中不給用戶室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)分配載噪比指標(biāo)。對(duì)于光鏈路，國內(nèi)無相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)可依，故參考國際電工 委員會(huì) iec 的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，要求 ftth 光纖段的載噪比指標(biāo) 達(dá)到44.4 db。綜上，設(shè)計(jì)要求是在原有 47.7 db 載

3、噪比的光纖段中 加入 1 臺(tái) edfa，加入之后，光纖段的載噪比不能低于44.4 db，所以 edfa 的載噪比指標(biāo)至少應(yīng)滿足cnredfa (db ) =-10 lg(10-4.44 - 10-4.77)db 47.14 db1.2edfa 輸入光功率設(shè)計(jì)edfa 載噪比的理論計(jì)算式為（1）2m pi4b (hf )(nf )cnr (db ) = 10 lg=20 lg m + 10 lg pi - 10 lg 4b -10 lg(hf ) - 10 lg(nf )1 電視廣播 ftth 接入網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算1.1 光鏈路載噪比設(shè)計(jì)此次工程需要在該別墅小區(qū)的有線電視機(jī)房部署 1 臺(tái) edfa 作

4、為 1 550 nm 電視廣播信號(hào)入戶的光預(yù)放器。 考慮到 edfa 部署之后將會(huì)劣化光鏈路的載噪比指標(biāo)， 而且相關(guān)載噪比與 edfa 輸入光功率值的設(shè)計(jì)有重要關(guān) 聯(lián)，因此應(yīng)首先做好整條ftth 鏈路的載噪比設(shè)計(jì)。之前別墅小區(qū)有線電視網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)模式為光纖到交 接箱（fttc），每個(gè)光接收機(jī)通過同軸網(wǎng)所覆蓋的家庭數(shù) 在 20 以內(nèi)2，同軸段的載噪比設(shè)計(jì)為 51 db，光纖段載噪 比 47.7 db，前端載噪比 48.3 db，系統(tǒng)輸出口載噪比設(shè)計(jì) 值為44 db。此次 ftth 鏈路載噪比設(shè)計(jì)，仍保持前端載噪比48.3 db、系統(tǒng)輸出口載噪比 44 db。由于此次 ftth 試點(diǎn) 中，用戶端光接

5、收機(jī)的輸出電平設(shè)計(jì)值為 85 dbv，使得 用戶不用再在家中的同軸網(wǎng)絡(luò)安裝有源器件（如 rf 放大（2）式中：m 為每個(gè)頻道的光調(diào)制度，此處取為 5%；pi 為 edfa 的接收（輸入）光功率；b 為 pal-d 制式模擬電視系統(tǒng) 的等效噪聲帶寬（此次按模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)），即 5.75 mhz；hf為光子能量，取值為 1.2810 ；nf 為所選 edfa 的噪聲-19系數(shù)，參見表 1，nf（db）=5 db。綜上所述，所選edfa 的載噪比的計(jì)算式為cnr (db ) = 49.62 dbm + pi (dbm )（3）本文第 1.1 部分已說明該 edfa 的載噪比至少應(yīng)達(dá)到 47.14 db

6、，則49.62 dbm + p (dbm ) 47.14 dbm -2.48 dbm （4）i即該 edfa 的輸入功率至少應(yīng)為-2.48 dbm，由表 1可知該值在這臺(tái)edfa 的允許輸入范圍之內(nèi)。 從以上計(jì)算過程可看出，edfa 載噪比、光鏈路載噪比、系統(tǒng)輸出口載噪比與 edfa 輸入光功率值存在某種參數(shù)性能噪聲系數(shù)5 db（當(dāng)輸入電平為 0 dbm 時(shí)）輸入光功率-3+10 dbm輸出光功率1324 dbmwide band network寬帶網(wǎng)絡(luò)直接聯(lián)系，因此需要進(jìn)一步探索相關(guān)聯(lián)系，以通過對(duì)edfa 輸入光功率值的優(yōu)化，來獲得更優(yōu)的 edfa 載噪 比，進(jìn)而提高光鏈路載噪比，最終提高

7、ftth 系統(tǒng)的總載 噪比指標(biāo)。1）edfa 對(duì)光鏈路載噪比的劣化值這臺(tái)edfa 對(duì)光鏈路載噪比的劣化值為cnr (db ) = 47.7 dbm -3）edfa 輸入功率值對(duì)系統(tǒng)總載噪比的影響該 edfa 輸入功率值對(duì)系統(tǒng)總載噪比的影響為pi (dbm )-0.1 cnr (db )10（7）10= 0.642 69 10+ 1則cnr系統(tǒng)(db ) =pi (dbm )-50 db - 10 lg10（8）1.091 44 10+ 3.177 3549.62 + pi (dbm )式（ ）所示曲線圖如圖-10+ 10-4.77)（5）-10 lg(10，可見該臺(tái) edfa 的輸入光83式（

8、5）對(duì)應(yīng)曲線如圖 1 所示，可見該臺(tái) edfa 的輸入光功率 p（i dbm）（由表 1 可知，pi-3，10）越大，光鏈路 載噪比的劣化值就越小。功率p（dbm）越大，ftth 系統(tǒng)的總載噪比就越大。i4）結(jié)論該臺(tái) edfa 的輸入光功率 p（idbm）越大，光鏈路的載2）光鏈路載噪比的劣化對(duì)系統(tǒng)總載噪比的影響光鏈路載噪比的劣化對(duì)系統(tǒng)總載噪比的影響為47.7 - cnr (db )噪比劣化值就越小，ftth 系統(tǒng)的總載噪比就越大。由于總載噪比設(shè)計(jì)值為 44 db，由圖 2 可知，光鏈路載噪比劣-化值應(yīng)約為 1.7 db，則再由圖 1 可知，edfa 的輸入光功10+ 10-4.83)（6）c

9、nr系統(tǒng)(db ) = -10 lg(10率值宜設(shè)計(jì)為約1.4 dbm。以上數(shù)據(jù)可通過圖3 驗(yàn)證。1.3edfa 輸出光功率設(shè)計(jì)式（6）所示曲線如圖 2 所示，可見光鏈路載噪比的劣化值越大，ftth 系統(tǒng)的總載噪比就越小，當(dāng)劣化值約為3.15 db 時(shí)，系統(tǒng)載噪比接近下限值43 db。從小區(qū)機(jī)房 edfa 到用戶家中地下室的光鏈路對(duì)光信號(hào)損耗有貢獻(xiàn)的主要網(wǎng)絡(luò)元件有光分路器、g.652 光纖（含熔接頭）、光活動(dòng)接頭等。此次工程設(shè)計(jì)中采用的光鏈路設(shè)計(jì)原則為離小區(qū)機(jī)房最遠(yuǎn)的用戶端光接收機(jī)的接收功率值不低于-1 dbm，且各條光鏈路的光功率損耗值大致相當(dāng)。鑒于此，此次設(shè)計(jì)采用兩級(jí)分光模式，第一級(jí)為 1

10、8 均分光，第二級(jí)為 18 均分光，9 臺(tái)光分路器均部署于位于該別墅小區(qū)正中位置的戶外交接箱。按此設(shè)計(jì)在最長的光鏈路上，長度最大值 417 m，兩次光分路，4 個(gè)光活動(dòng)接頭，0.3 db 鏈損裕量，共計(jì)損耗值約 22 db，則需要 edfa 輸出光功率 21 dbm。而對(duì)于最短光鏈路，經(jīng)計(jì)算，當(dāng) edfa 輸出為 21 dbm 時(shí)，用戶端光接收機(jī)的接收功率值可達(dá)-0.92 dbm，該值大于-1 dbm，且各條光鏈路（上接第28 頁）設(shè)計(jì)的定量研究幾乎處于空白狀態(tài)，本文在工程實(shí)踐的基礎(chǔ)上，認(rèn)為這一段網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于載噪比、edfa 輸入與輸出光功率的設(shè)計(jì)，推導(dǎo)了 edfa 輸入光功率、光 鏈路

11、載噪比劣化、電視廣播系統(tǒng)輸出口載噪比之間的 3 個(gè)定量表達(dá)式，可作為“同纜不同纖”型光纖到戶接入網(wǎng) 設(shè)計(jì)計(jì)算的參考。另外，“共纖”型光纖到戶接入網(wǎng)由于 要考慮到規(guī)避廣播信號(hào)與數(shù)據(jù)信號(hào)間的相互串?dāng)_，并使 電視廣播信號(hào)與 epon 共用一張 odn，因此在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì) 與調(diào)試上要相對(duì)復(fù)雜一些，本次工程沒有采用，本文也就 沒有具體涉及，但在進(jìn)行相關(guān)工程設(shè)計(jì)時(shí)，本文的推導(dǎo)過 程也有一定的參考價(jià)值。電信企業(yè)的 ftth“全覆蓋”建設(shè)模式中，光分配網(wǎng)（odn）共分為饋線段、配線段、引入段，其中的引入段采用 的是 g.657 彎曲不敏感光纖。而這次的 ftth 試點(diǎn)中，考 慮到網(wǎng)絡(luò)實(shí)際情況，且經(jīng)考察，從小區(qū)機(jī)房

12、到用戶家中地 下室的引入段不存在造成光纜大曲率彎曲的外部因素，因 此此次設(shè)計(jì)的epon 到戶接入網(wǎng)仍以g.652 光纖入戶。所選 epon 平臺(tái)的相關(guān)技術(shù)參數(shù)如表 2 所示。則上 行方向的最大損耗值為28.5 db ，最小損耗值為4.5 db 。表 2 epon 光功率參考文獻(xiàn):李遠(yuǎn)東.省網(wǎng)整合后有線電視網(wǎng)絡(luò)雙向化改造思考j.電視技術(shù)，2012，36（6）：5-11.李遠(yuǎn)東.普陀廣電接入網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)的研究j.電視技術(shù)，2012，36（2）：39-43.1從前端 pon 口到用戶的最遠(yuǎn)距離約為 10 km，光鏈路上經(jīng)過了一次 132 的一級(jí)集中分光，共 4 個(gè)活接頭，取2.5 db 鏈損裕量，則

13、上行鏈損設(shè)計(jì)值共計(jì) 26 db，該值在4.528.5 db 之間，滿足設(shè)計(jì)要求。2責(zé)任編輯：許盈收稿日期：2012-08-29大量的數(shù)字電視相關(guān)應(yīng)用就可以直接調(diào)用這個(gè) java api接口，解決了 java 應(yīng)用如何通過 java api 使用底層 c 語 言實(shí)現(xiàn)的數(shù)字電視軟件模塊功能的問題，極大提高了 ja va 應(yīng)用開發(fā)的效率和可移植性。提高娛樂效率。智能終端產(chǎn)品的大量普及和對(duì)用戶眼球消費(fèi)時(shí)間的吸引，更加有利于產(chǎn)業(yè)開發(fā)更多的衍生產(chǎn)品 和建立對(duì)應(yīng)的盈利模式。參考文獻(xiàn)：小結(jié)智能電視關(guān)鍵技術(shù)的核心還是更好、更便捷地服務(wù) 于用戶。豐富用戶基于電視大屏幕的視頻娛樂消費(fèi)，通 過應(yīng)用商店整合海量的內(nèi)容和應(yīng)用，形成滿足用戶個(gè)性 化需求的細(xì)分模式，延長用戶在電視屏幕的消費(fèi)時(shí)間和4薛楠，喬維. 典型智能電視產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式的啟示以谷歌、蘋果和三星為例j.電視技術(shù)