【正文】 與前端的光端機構(gòu)成光纖雙向鏈路，光節(jié)點和用戶之間的分配網(wǎng)仍用同軸電纜樹枝型及星型結(jié)構(gòu)。 (2) 光纜脊柱 (Fiber back bone)。實際上是主干分路到支線，每個光節(jié)點覆蓋 2022～ 5000用戶，光纜之后使用的延長放大器在 3～ 5臺之間。一般用戶為幾十戶，最多不超過 200戶，不使用延長放大器，只有樓棟分配放大器。 3. 光纜網(wǎng)絡(luò)的多樣化 目前， AM光纜傳輸系統(tǒng)的傳輸距離可達如下水平： DFB 光發(fā)射機，傳輸距離可達 30km； YGA光發(fā)射傳輸距離大于 80km； ，傳輸距離 ≥160km。 87～ 108MHz頻段用于傳送調(diào)頻廣播節(jié)目。 (2) 上行頻帶為 5～ 50MHz，其中： 5～ 25MHz頻段用于傳送回傳的電視信號及系統(tǒng)狀態(tài)等數(shù)據(jù)流信號。 (一 ) 光纖和光纜 光纖是導(dǎo)光纖維的簡稱，是傳輸光信號的媒介，由纖芯、包層和涂覆層等組成。 短波長窗口光纖：指工作在 ，只適合于多模光纖。 (1) 常規(guī)型單模光纖：零色散波長在 ，既可工作在，也可以工作在 ?m波長，纖芯折射率近似為階躍型。 (2) 截止波長：它是保證光纖實現(xiàn)單模傳輸?shù)谋匾獥l件。 (4) 波長色散：色散主要指集中的光能擴散。制成的光纜應(yīng)保證光纖不應(yīng)斷裂，傳輸特性不應(yīng)劣化，敷設(shè)、連接容易，維護方便。小張力放入骨架槽道內(nèi)（骨架中心有金屬加強件，通稱加強芯）構(gòu)成的纜芯稱為骨架式纜芯。 2. 護套 在各種纜芯外面加上不同的外護層（或者鎧裝層），可制成各種類型的光纜。 光纜的包裝方式通常為盤裝，每盤長度為 1～ 2km。光纖連接器有單芯光纖用和帶狀芯線用的多芯連接器兩種，常見型號 FC/PC、 FC/APC、 SC/UPC、 SC/APC等。 (四 ) 光發(fā)射機 在 AM光纜有線電視系統(tǒng)中，光發(fā)射機（也稱光發(fā)送機）是重要的設(shè)備，而在光發(fā)射機中激光器又是最重要的器件，目前有線電視中有兩種類型的激光器，一是 DFB（ Distributed Feed Back，分布反饋式）激光器；二是 Nd， YAG（摻釹釔鋁石榴石）激光器。 2. YAG外調(diào)制光發(fā)射機 YAG外調(diào)制光發(fā)射機中，采用了對離開光源后的光束進行外調(diào)制的技術(shù)，射頻輸入信號不直接加到激光器上，而是加到與激光器相接的鋰鈮酸鹽調(diào)制器上，使輸出的光信號強度隨射頻的幅度變化而變化。 3. 光發(fā)射機的技術(shù)指標(biāo) 光發(fā)射機的技術(shù)指標(biāo)主要有帶寬、波長、 C/N、 CSO、CTB和輸出功率等指標(biāo)。以 Jerrold公司的 DFB AMSEL550為例，技術(shù)指標(biāo)如下： 帶寬： 47～ 600MHz（ 60個 PAL 制頻道） 光波長： 1310177。 (2) 上行（反向）光發(fā)射機技術(shù)指標(biāo)。實現(xiàn)這些功能的器件有星型耦合器和樹枝型耦合器。 光分路器的技術(shù)參數(shù)有如下幾個： 1. 分光比 分光比 K定義為分路器某個輸出端功率 Pn與輸入端功率 Pi之比，以公式表示為： K= Pn / Pi (414) 理論上講，分光比可以是 1和 0之間的任何數(shù)。有些產(chǎn)品分光比是以5%為步進單位的，即從 5%～ 95%。對于均勻分光，這個指標(biāo)一般小于 。 如圖 ，它是將主光纖研磨去一部分，再將支路光纖研磨去一部分，然后將兩個研磨面用粘合劑粘在一起，從主光纖通過的光就會有一部分到支路光纖中去，所分出的光的比例，可通過研磨面大小來控制。也可以緊接著小功率光發(fā)射機用于提高光功率。 圖 光放大器原理框圖 (七 ) 光接收機 光接收機將信號轉(zhuǎn)換為射頻信號并放大到足夠高的電平。 1. 光接收機的工作原理 如圖 。如圖 。 CSO的典型值=70dB，比單光纖傳輸提高 4～ 6dB，而 CTB為 67dB（典型值）。下面以實例具體說明。當(dāng)使用 AMSFL550激光器模塊時， AMRM6鏈路損耗見教材表 44。 圖 HFC網(wǎng)的構(gòu)成 為了使最終用戶端口的指標(biāo)達到國家標(biāo)準(zhǔn)，前端、干線、支線和分配網(wǎng)的指標(biāo)，可根據(jù)前端設(shè)備，光發(fā)射機、光接收機等所能達到的指標(biāo)進行分配。 2. 光纜路由的選取 前端的信號需要通過光纜傳輸?shù)矫總€光節(jié)點，這就涉及光纜路由的選擇問題。 (4) 通向不同目的地的光纜，盡量在局部地區(qū)走同一路由，爭取多纖共纜，以節(jié)約投資。而且光纜如果斷了，光纖也可能會斷，因此過多地設(shè)置備纖是沒有價值的。最后決定需要的光發(fā)射機的臺數(shù)和每一臺的輸出光功率。 5. 核算接收光功率和光鏈路指標(biāo) 接收光功率 Pr按下式計算： Pr＝ PoA （ dBm） （ 416） 式中， Po—— 發(fā)射光功率，單位 dBm； A—— 光鏈路損耗。光纜干線傳輸系統(tǒng)由整個 HFC網(wǎng)分配指標(biāo)為： C/N=50 dB；CTB=65dB； CSO=61dB。 3. 各路所需光功率的確定 采用倒推法，從光接收機所需的輸入光功率入手。圖 B區(qū)各光節(jié)點至光發(fā)射機的光纖長度，采用單模光纖， ?m波長，其損耗常數(shù)按（包括熔接損耗）計算。 光分路器 OS3輸出的總功率為： PS3＝ P4＋ P5＝ ＋ ＝ （ mW）＝ （ dBm） 光分路器 OS4輸出的總功率為： PS4＝ P6＋ P7＋ P8＝ ＋ ＋ ＝ （ mW）＝（ dBm） ? ? ? ?10d B m10mW ?4. 分光比計算 由式 414，計算光分路器的分光比。由式 416有： f點光功率為： Pf＝ PS3＋ ＝ ＋ ＝ （ dBm）＝ （ mW） g點光功率為： Pg＝ PS4＋ ＝ ＋ ＝ （ dBm）＝ （ mW） OS2輸出的總光功率為： PS2＝ ＋ ＝ （ mW）＝ （ dBm） OS2的分光比為： / 100% ： / 100%＝ %∶ % 取 60%:40%。其余光鏈路可參照此例進行驗算。 由于調(diào)制度 m 的提高， C/N改善了： 10 lg ( 80 / 40 ) = (dB) 由于視頻帶寬由 4MHz增加到 ， C/N降低了： 10 lg ( / 4 ) = (dB) 于是可得到光鏈路的指標(biāo)如下： C/N1＝ 50＋ － ＝ (dB) CTB1＝ 67dB CSO1＝ 63dB (2) 光接收機指標(biāo)。 C/N2＝ 71－ － ＝ （ dB） 當(dāng) 80個 NTSC制頻道變?yōu)?40個 PALD制頻道時， CTB約改善20lg(80/40) = 6 dB。 其余各光鏈路的計算與此相似，讀者可自行驗算。 由前端系統(tǒng)輸入到光發(fā)射機的射頻信號電平，應(yīng)依照產(chǎn)品說明書給定的數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)輸入電平到標(biāo)稱值，以后射頻 AGC電路將使進入光發(fā)射模塊的射頻輸入電平恒定在這個值上，一般AGC的控制范圍可達 177。 以內(nèi)；自動增益控制范圍，讀數(shù)應(yīng)在 45%～ 55%以內(nèi)；溫度讀數(shù)誤差應(yīng)該在 177。如果出現(xiàn)參數(shù)不平衡，則需微調(diào)光發(fā)射機的調(diào)制度。 習(xí) 題 四 參 考 答 案 一、是非判斷題（正確畫“ √”，錯誤畫“ ”） 。（ ） ，電損耗最小。（ ） 。（ √ ） ，系統(tǒng)的載噪比指標(biāo)越好。（ ） 17. MMDS的頻率范圍為 ～ 。（ ） ，是目前最理想的方式。（ ） 。（ √ ） 。（ ） 二、選擇題（將正確答案的序號填入括號中） （ C ）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 2倍 3倍 標(biāo)定 （ A ）最好。 （ B ） （ D ）為最小。 CTB CSO 。 （ A ）之間的任何數(shù)。 、低端電平 （ A ）決定。 . ，彎曲半徑應(yīng)按（ D ）的要求進行。（ ） 31. HFC網(wǎng)光節(jié)點之后連接的是用戶電視機。（ √ ） 27. YAG光發(fā)射機的技術(shù)指標(biāo)通常低于 DFB光發(fā)射機。（ √ ） 。（ √ ） 19. MMDS的傳送距離與發(fā)射天線高度有關(guān)，而與發(fā)射功率無關(guān)。（ ） 220V直接供電。（ ） 。（ √ ） 。（ √ ） 。在光接收機輸出端的指標(biāo)為前端和光鏈路的合成指標(biāo)，可按整個系統(tǒng)指標(biāo)分配及式（ 417）、（ 418）等驗算是否合格。 在光鏈路末端用光功率計測量光功率，應(yīng)在設(shè)計值范圍內(nèi)，如 6～ 0dBm。 光發(fā)射機開通工作后，需監(jiān)測各種指示數(shù)據(jù)，如觀察前面板各個指示燈，在正常情況下，應(yīng)有以下指示：電源指示燈亮，備用電源指示燈不亮，失效指示燈不亮，自動功率指示燈亮。 (三 ) 光纜干線傳輸系統(tǒng)的調(diào)試 光纜干線傳輸系統(tǒng)的調(diào)試，需要在發(fā)送和接收之間協(xié)調(diào)進行。 (3) 光鏈路的合成指標(biāo)驗算。當(dāng)加載 40個 PALD制頻道，且保持輸出電平傾斜時， C/N要作視頻帶寬的折算。根據(jù)產(chǎn)品說明書提供的數(shù)據(jù)，加載 80個NTSC制頻道，光鏈路總損耗為 13dB時： C/N=50dB CTB=67dB CSO=63dB 國內(nèi)采用 PALD制，指標(biāo)應(yīng)作相應(yīng)折算。 7. 各光鏈路的驗算 現(xiàn)以 OR5為例驗算鏈路損耗和光接收機的輸入光功率。 OS4的分光比為： 取 40%:30%:30%?？紤]活動連接器的插入損耗及光鏈路損耗余量（ 1dB），參照公式 416。輸入光功率低將導(dǎo)致輸出的 C/N過低，而光功率過強會導(dǎo)致非線性失真指標(biāo) CTB、 CSO惡化。 圖 某地區(qū) HFC網(wǎng)分布圖 現(xiàn)以 B區(qū)為例進行光纜干線設(shè)計， B區(qū)光纜干線示意圖，如圖 。 (二 ) 光纜干線設(shè)計實例 某地區(qū)有線電視系統(tǒng)，服務(wù)用戶約 5萬，中心前端位置不在地區(qū)中心，最長傳輸距離約 12km。 圖 光鏈路構(gòu)成示意圖 K 對于值的選取可根據(jù)光纖傳輸波長所給定的值，但考慮到光纜會有熔接點，應(yīng)適當(dāng)多加一些。 光纜路由確定之后，每一條光路的損耗實際上就清楚了，適當(dāng)搭配光分路器分光比，可以使不同的光路具有基本相同的損耗值。一般應(yīng)安排 3根光纖，一根作為主傳信號通道，一根回傳，一根備用。 (2) 根據(jù)地理、桿路或管道的實際情況，做到容易施工，節(jié)省投資。表 43所列指標(biāo)未含反向傳輸指標(biāo)，如果是雙向傳輸系統(tǒng)，還需另外考慮反向指標(biāo)。以 Jerrold 公司 AMRPR為例，典型技術(shù)參數(shù)見教材表 413。以 Jerrold公司的 AMRM6光接收機模塊為例，典型技術(shù)參數(shù)見教材表 43。有的室外型光接收機的殼體內(nèi)還裝有干線放大器和橋接放大器，這樣可以提供 1～ 4路輸出，更有利于電纜網(wǎng)絡(luò)的放大分配。兩個光信號在兩根光纖中傳輸，由兩個獨立的光接收機檢測，這兩個光接收機檢出的射頻信號由 YAG鏈路相加電路組合在一起，最終輸出比單路的 C/N要高一些。導(dǎo)頻檢測的偏差信號控制電調(diào)衰減，使偏差得以補償。光電檢測器中的光電二極管有兩類，即 PIN光電二極管（ PINPD）和雪崩式光電二極管（ APD）。它的工作原理是，光能被泵入后，通過光復(fù)用器進入一定長度的鉺添加光纖，后者作為一種轉(zhuǎn)化介質(zhì)把光能加載在輸入的?m 光信號上，光信號以某個功率進入單元，出去時功率便增大了。有線電視系統(tǒng)常用光纖放大器，光纖放大器有工作波長為 ?m的摻鉺（ Er）光纖放大器（ EDFA）和工作波長為 ?m的摻鐠（ Pr）光纖放大器（ PDFA）兩種。一般情況下附加損耗如表 42所列數(shù)據(jù)。一般反向散射可達 55dB以上。一般波長變化 4nm，分光比變化 1%。 (a)星型光耦合器 (b) 樹枝型光耦合器 圖 光耦合器 表 41 光纖鏈路參數(shù) 光損耗（ dB ） 4 路電視 /2 路數(shù)據(jù) 10 路數(shù)據(jù) 6 58 54 7 57 53 8 56 52 9 55 51 10 54 50 11 53 49 C / N （ dB ） 12 51 47 C TB （ dB c ） 65 （典型） 65 （典型） C SO （ dB c ） 67 （典型） 65 （典型） 在有線電視系統(tǒng)中主要采用圖 (b)所示的樹枝型光耦合器，它也稱為光分路器。 (五 ) 光耦合器 在同軸電纜傳輸系統(tǒng)中需要對射頻信號進行混合、分支和分配。 C/N是在最差情況下測得，一般