摻鉺光纖放大器在光纖有線電視網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用(編輯修改稿)
2025-07-15 13:12 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 在光纖CATV網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用1. 基本作用光放大器在光纖傳輸系統(tǒng)中基本作用有四種，即功率放大器（后置），前置放大器（預(yù)放），分配放大器和線路放大器（中繼）。 對引入了EDFA的系統(tǒng)，在設(shè)計中應(yīng)對其增益、飽和功率、噪聲以及光接收機(jī)噪聲（主要是熱噪聲）等四個因素進(jìn)行綜合平衡。 (1).功率放大器：緊接前端光發(fā)射機(jī)輸出端之后，將光發(fā)射機(jī)的輸出光加以放大增強(qiáng),再進(jìn)行分配或延長傳輸距離，以供各方向的光干線輸出。由于光發(fā)射機(jī)后的信號功率一般都比較大，所以，對功率放大器的噪聲指數(shù)、增益要求并不是很高，但要求放大后，輸入光功率取決于系統(tǒng)對CNR的要求。如圖2中的EDFA1。 (2). 前置放大器：在光接收機(jī)前，對信號進(jìn)行預(yù)放，提高光接收機(jī)的接收靈敏度。在光信噪比滿足要求情況下，較大的輸入功率可以壓制接收機(jī)本身的噪聲，提高接收靈敏度。要求應(yīng)有較大的增益和較低的噪聲，而飽和功率通常不會成為主要考慮因素。預(yù)放后噪聲的影響還可以用帶通濾波器削弱。該濾波器位于預(yù)放之后，其通帶應(yīng)盡可能小，直到完全與系統(tǒng)帶寬相匹配。由于系統(tǒng)帶寬通常遠(yuǎn)小于EDFA帶寬，加上濾波器后可以使噪聲大大降低。但為調(diào)幅方式的低輸入前置放大器有較大的困難。如圖2中的EDFA2。(3)．分配放大器：在光分路器之前插入EDFA，用于分配光信號。一般要求比較小的噪聲指數(shù)，較大的輸出光功率。其飽和輸出功率取決于分配區(qū)光鏈路損耗，輸入光功率取決于系統(tǒng)對CNR的要求如圖2中的EDFA3。(4)．線路放大器：在功率放大器之后，傳輸線路中間插入EDFA，用于周期性地補(bǔ)償線路傳輸損耗，增加傳輸距離?；蛟诠夥致菲髦安迦隕DFA作為在線放大器，用于補(bǔ)償分支損耗。一般要求比較小的噪聲指數(shù)，較大的輸出光功率。其飽和輸出功率取決于區(qū)光鏈路損耗，輸入光功率取決于系統(tǒng)對CNR的要求如圖2中的EDFA4。 圖2： EDFA在光纖CATV網(wǎng)絡(luò)中的作用2. 具體應(yīng)用地域性CATV光纖網(wǎng)一般分為二層即主干傳輸網(wǎng)和分配網(wǎng)，也以將兩層合為一體。采用哪種方式建設(shè)，應(yīng)根據(jù)地域覆蓋范圍、地理環(huán)境的不同、居住人口密集程度的不同、用戶規(guī)模的大小及系統(tǒng)指標(biāo)來綜合決定。在小型城市（縣級）和地區(qū),覆蓋范圍不大，前端出纖量不大，一般采用傳統(tǒng)的將主干網(wǎng)和分配網(wǎng)合為一體的一級星型結(jié)構(gòu)組網(wǎng)。EDFA在其中有兩個作用，一是作功率分配，傳給市內(nèi)或附近的鄉(xiāng)鎮(zhèn)。二是作功率放大，為偏遠(yuǎn)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)提供信號。市縣以上的大中型城市和地區(qū)一般采用二級光纖組網(wǎng), 在轄區(qū)內(nèi)建立多個分前端，前端與分前端之間組成主干傳輸網(wǎng)。分前端至光節(jié)點(diǎn)組成分配網(wǎng)，盡量避免由一個總前端向所有光節(jié)點(diǎn)饋送信號。為了提高CATV網(wǎng)絡(luò)的整體可靠性，主干傳輸網(wǎng)采用1550nm系統(tǒng)環(huán)形結(jié)構(gòu)，并設(shè)計具備自愈功能。環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是從發(fā)射端通過光纖連接各個接收端(或光節(jié)點(diǎn))，并形成環(huán)路。現(xiàn)代CATV傳輸系統(tǒng)中,多在大城市中通過在主前端以下設(shè)立分布式分前端的系統(tǒng)中采用環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。環(huán)型結(jié)構(gòu)有三種即:單環(huán)、雙環(huán)、物理環(huán)邏輯星。由于CATV是單向廣播信號，主前端用發(fā)射機(jī)加EDFA，沿途在每個分前端進(jìn)行光分配組成的單環(huán)在傳輸CATV信號時并不實(shí)用。當(dāng)某一處光纖出現(xiàn)故障，其后的所有分前端都會中斷信號。而且如果網(wǎng)絡(luò)的分前端較多時，受SBS門限限制，一個發(fā)送EDFA的輸出光功率不足以驅(qū)動一個環(huán)上所有分前端的光信號分配,就需要增加分配EDFA，從而會導(dǎo)致系統(tǒng)指標(biāo)不夠。實(shí)際使用的是雙環(huán)結(jié)構(gòu)，雙環(huán)也有兩種,一種是利用沿途光分路法組成的雙環(huán)(如圖3)。用兩根光纖分別沿兩個方向給各個分前端分配光功率。每一分前端均獲得來自不同光纖的兩路輸入光功率，一主一備。當(dāng)主信號出現(xiàn)故障時，光開關(guān)會自動接通備用光信號。形成兩路冗余備份，以提高可靠性。另一種是用兩個發(fā)送光分路器和多芯光纜構(gòu)造物理環(huán)形、邏輯
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