CATV光纜干線傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)

CATV光纜干線系統(tǒng)設(shè)計(jì)1光纜CATV系統(tǒng)設(shè)計(jì)2縣、鄉(xiāng)廣播電視聯(lián)網(wǎng)光纜線路工程的設(shè)計(jì)31500nm+EDFA＋樹形光網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)5.1光纜CATV系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1.1確定系統(tǒng)指標(biāo)5.1.2光纖干線的相關(guān)計(jì)算5.1.3設(shè)計(jì)舉例5.1.1確定系統(tǒng)指標(biāo)(1)系統(tǒng)帶寬或頻道數(shù)的選擇（近期、原期規(guī)劃）目前國(guó)標(biāo)有：300MHz（27或28個(gè)頻道）；行標(biāo)有：450MHz（47個(gè)頻道）；550MHz（59個(gè)頻道）；750MHz；862MHz。

(2)系統(tǒng)總體指標(biāo)及分配（C/N、CSO、CTB等）分配原則：1絕對(duì)保證總體指標(biāo)滿足國(guó)標(biāo)要求。2兼顧自然條件和經(jīng)濟(jì)條件。5.1.2光纖干線的相關(guān)計(jì)算5.1.3設(shè)計(jì)舉例5.2縣、鄉(xiāng)廣播電視聯(lián)網(wǎng)光纜線路工程的設(shè)計(jì)5.2.1概述5.2.2光纜線路設(shè)計(jì)的主要依據(jù)5.2.3光纜線路設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的規(guī)律5.2.4光節(jié)點(diǎn)及其路由計(jì)算5.2.5模擬有線電視光纜傳輸鏈路設(shè)計(jì)計(jì)算的原則5.2.1概述縣、鄉(xiāng)有線廣播電視光纜聯(lián)網(wǎng)是有線電視光網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的一個(gè)組成部分，本節(jié)以有線電視光纜聯(lián)網(wǎng)實(shí)例，討論縣、鄉(xiāng)有線廣播電視光纜線路工程的設(shè)計(jì)。5.2.2光纜線路設(shè)計(jì)的主要依據(jù)

《市、縣級(jí)有線廣播電視網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中的有線廣播電視網(wǎng)組網(wǎng)原則是：

(l）市、縣級(jí)有線廣播電視網(wǎng)的建設(shè)應(yīng)統(tǒng)一規(guī)劃、合理布局、有序發(fā)展、符合標(biāo)準(zhǔn)、保證質(zhì)量；

(2）網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)省會(huì)市、地級(jí)市要規(guī)劃到縣，縣級(jí)市要規(guī)劃到鄉(xiāng)鎮(zhèn)直至自然村；

(3）現(xiàn)有的非行政區(qū)域性有線電視網(wǎng)（如企業(yè)網(wǎng)），應(yīng)與行政區(qū)域性有線電視網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)；

(4）新建市、縣級(jí)有線廣播電視網(wǎng)或舊有線廣播電視網(wǎng)的改造，均應(yīng)具備寬帶、雙向、高速和綜合功能，并以光纜／同軸電纜混合（HFC）方式入戶；

(5）有線廣播電視網(wǎng)的建設(shè)起點(diǎn)要高，采用技術(shù)要先進(jìn)，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)要能適應(yīng)逐步升級(jí)。《市、縣有線廣播電視網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)縣級(jí)有線廣播電視網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的要求如下。(l）第一層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：縣級(jí)市至鄉(xiāng)鎮(zhèn)之間聯(lián)網(wǎng)有兩種模式，即：采用工作波長(zhǎng)為1550nm的光收發(fā)設(shè)備和光功率放大器（EDFA)，以模擬方式傳輸，組成星形網(wǎng)；經(jīng)濟(jì)和地理?xiàng)l件較好地區(qū)，采用SDH方式傳輸，全網(wǎng)由一個(gè)或幾個(gè)自愈環(huán)形網(wǎng)組成；③由模式①逐步向模式②過渡。

(2）第二層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：市、縣本地用戶網(wǎng)為適應(yīng)綜合功能的要求，廣播電視節(jié)目以模擬方式或數(shù)字方式接入到用戶終端，綜合業(yè)務(wù)以數(shù)字信號(hào)接入到用戶終端；為適應(yīng)數(shù)字信號(hào)接入，市區(qū)應(yīng)建IP偽TM交換的星形網(wǎng)或網(wǎng)格網(wǎng)；對(duì)光纜／同軸電纜混合（HFC）網(wǎng)，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與IP潔TM網(wǎng)相結(jié)合，即可組成星形網(wǎng)或網(wǎng)格網(wǎng)；HFC網(wǎng)應(yīng)按雙向傳輸線路設(shè)計(jì)，每光節(jié)點(diǎn)電信號(hào)由三四個(gè)橋接電端口輸出，然后通過分支分配器經(jīng)同軸電纜無源送到用戶，如果需加接線路放大器，每支路不超過兩級(jí)；對(duì)HFC網(wǎng)，為利于開展交互式業(yè)務(wù)，初期光節(jié)點(diǎn)可帶1000一2000戶，隨交互業(yè)務(wù)的增加，每一光節(jié)點(diǎn)帶的戶數(shù)逐步減少到500戶以下?！妒?、縣有線廣播電視網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)光纜的選擇要求是：我國(guó)城市有線廣播電視光纜傳輸采用ITU一T建議的G.652單模光纖光纜；模擬傳輸系統(tǒng)和數(shù)字傳輸系統(tǒng)所選用的光纖均需同時(shí)滿足1310nm和1550Inn波長(zhǎng)兩個(gè)窗口的參數(shù)要求；城市有線廣播電視網(wǎng)選用的光纜結(jié)構(gòu)可以是層絞式光纜、中心束管式光纜、帶狀光纜。5.2.3光纜線路設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的規(guī)律(l）縣級(jí)到鄉(xiāng)鎮(zhèn)、自然村的光纜傳輸干線屬于《市、規(guī)范》中定義的第一層―干線傳輸網(wǎng)。(2）根據(jù)上述《市、縣級(jí)有線廣播電視網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》縣有線廣播電視網(wǎng)設(shè)計(jì)要求，我們提出的初步設(shè)想是：

(3）另外就目前的情況來看，使用1550nln和1310nm波長(zhǎng)的窗口傳輸有線廣播電視節(jié)目都是能夠勝任的，用兩個(gè)波長(zhǎng)的窗口傳輸有線廣播電視節(jié)目的唯一區(qū)別是：1550nm波長(zhǎng)的傳輸損耗低，目前的典型損耗值為O.25dB/km（包括熔接損耗），因而它是長(zhǎng)距離傳輸?shù)氖走x，特別是距離大于3Okm以上的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，使用1550nm波長(zhǎng)的光收發(fā)設(shè)備是唯一的選擇，加上摻餌光纖放大器（EDFA）的應(yīng)用使得1550nm光波長(zhǎng)的光端設(shè)備進(jìn)入快速發(fā)展的歷史時(shí)期，光放大器所能夠帶動(dòng)的光節(jié)點(diǎn)數(shù)更多，所以155Onm波長(zhǎng)被許多人看好是未來光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向。

(4）在光纖網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的選擇中，樹形結(jié)構(gòu)的光網(wǎng)絡(luò)雖然具有節(jié)省桿路、節(jié)省纖芯、造價(jià)低的優(yōu)點(diǎn)。

(5）根據(jù)上述討論我們決定先對(duì)系統(tǒng)的光節(jié)點(diǎn)進(jìn)行核算，然后對(duì)兩個(gè)方案進(jìn)行技術(shù)和價(jià)格上的比較，選用性能價(jià)格比最優(yōu)的技術(shù)方案。

5.2.4光節(jié)點(diǎn)及其路由計(jì)算5.2.5模擬有線電視光纜傳輸鏈路設(shè)計(jì)計(jì)算的原則 Ⅰ單模光纖傳輸損耗的取值光纖傳輸損耗實(shí)際上是工作波長(zhǎng)的函數(shù)，在有線電視網(wǎng)中通常使用的光工作波長(zhǎng)為1310nm和1550nm兩個(gè)窗口，根據(jù)ITU一T建議，G.652單模光纖在13l0nm光波長(zhǎng)時(shí)的傳輸損耗為0.35dB/km,1550nm波長(zhǎng)的傳輸損耗為0.22dB/km?？紤]光纜的熔接損耗和其他附加損耗，本設(shè)計(jì)方案中取單模光纖在1310nm窗口的傳輸損耗為O.4dB/km,1550nm波長(zhǎng)窗口的傳輸損耗為0.25dB/km。

Ⅲ光纖活動(dòng)接頭的損耗的估算

光纖活動(dòng)接頭的損耗Lc按0.5dB／個(gè)計(jì)算，活動(dòng)接頭個(gè)數(shù)為a。無光纖配線架時(shí)活動(dòng)接頭的個(gè)數(shù)取2個(gè)，即a=2；有光纖配線架時(shí)活動(dòng)接頭取3個(gè)（光收、光發(fā)、光分路器各一個(gè)），即a=3。本設(shè)計(jì)方案中要求縣級(jí)有線廣播電視網(wǎng)絡(luò)的前端機(jī)房要有光纖配線架，因此活動(dòng)接頭的個(gè)數(shù)為3。Ⅳ光接收機(jī)輸入光功率凡的確定

光接收機(jī)所需要輸入的光功率由光接收機(jī)的靈敏度決定，一般模擬光接收機(jī)的輸入光功率范圍為-6～＋4dBm。通常采用1310nm窗口的光波長(zhǎng)時(shí)取PR=-2dBm,1550nm窗口的光波長(zhǎng)取PR=-0dBm。PR取值需要考慮以下兩個(gè)因素：

(l)PR取值太大，所需的光發(fā)射機(jī)的功率PT太大，增加前端光發(fā)射機(jī)的投入，同時(shí)由于凡過大也容易造成光接收機(jī)中光接收頭的過載，使輸出的電信號(hào)失真；

(2）PR取值也不能太低，太低會(huì)影響光纖鏈路的C/N值。Ⅴ設(shè)計(jì)余量LM（光鏈路預(yù)留損耗余量或富余度）光纜在整個(gè)工作期間會(huì)隨溫度和時(shí)間而變化和逐步退化，預(yù)留的LM就是在上述情況出現(xiàn)時(shí)仍能保證鏈路的損耗指標(biāo)在允許的范圍。一般1310nm波長(zhǎng)LM取0.5dB,1550nm波長(zhǎng)LM取0.3～0.5dB，本設(shè)計(jì)方案中統(tǒng)一取LM=ldB。

5.31500nm+EDFA＋樹形光網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)5.3.1概述5.3.2光纜鏈路路由選擇和敷設(shè)方式5.3.3光纜鏈路的設(shè)計(jì)與計(jì)算5.3.1概述在“村村通”廣播電視的技術(shù)方案中采用光纜進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)覆蓋是一個(gè)比較重要的技術(shù)手段。使用光纜進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)覆蓋的好處是信號(hào)的傳輸穩(wěn)定可靠，信號(hào)傳輸?shù)墓?jié)目容量大，實(shí)現(xiàn)一地一網(wǎng)，便于系統(tǒng)升級(jí)。在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)采用這一技術(shù)手段應(yīng)該不存在問題，在經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的地區(qū)也可以實(shí)現(xiàn)，因?yàn)椋孩倌壳氨容^長(zhǎng)距離的干線實(shí)現(xiàn)相同的節(jié)目覆蓋使用光纜覆蓋要比電纜便宜，而光纜的優(yōu)越性肯定要比電纜高，如系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性要比電纜好，系統(tǒng)維護(hù)要比電纜少，系統(tǒng)便于升級(jí)；②由于目前電信鄉(xiāng)村一級(jí)的干線光網(wǎng)絡(luò)比較健全，在風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)、利益共享的前提下，租用電信剩余的光纜或利用波分復(fù)用的方式與電信共纜傳輸都可以實(shí)現(xiàn)廣播電視信號(hào)更遠(yuǎn)和更寬范圍的覆蓋。

5.3.2光纜鏈路路由選擇和敷設(shè)方式光網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)一般包括：

①路由選擇；②光纜的敷設(shè)方式的考慮及選擇；③光網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)與傳輸窗口的選擇；④光纖芯數(shù)的選擇及所需光纜長(zhǎng)度的預(yù)算；⑤光鏈路的光功率分配及光分路器和光放大器（或光發(fā)射機(jī)）的選擇；⑥建設(shè)所需的費(fèi)用等幾項(xiàng)。5.3.3光纜鏈路的設(shè)計(jì)與計(jì)算(1）光鏈路的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及光纜芯數(shù)選擇 光網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)一般可以分為星形、樹形、環(huán)形，以及前面所提到的三種網(wǎng)絡(luò)的組合。光網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)的選擇除了受技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩大經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的約束外，還與網(wǎng)絡(luò)的功能、網(wǎng)絡(luò)的使用環(huán)境有關(guān)。首先從使用功能來看本方案是為了實(shí)現(xiàn)廣播電視“村村