【正文】 應(yīng)，失真較大，C/CSO大于 60dB， 相對強(qiáng)度噪聲 RIN小于－ 155dB/Hz ,最大優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低廉，是目前應(yīng)用最廣泛的光發(fā)射機(jī) YAG外調(diào)制光發(fā)射機(jī)： 輸出光波長為 ， 輸出功率大，可達(dá) 2 20mW， 無啁秋效應(yīng)，失真小，C/CSO大于 70dB， RIN小于－ 170dB/Hz。 但價(jià)格昂貴，不能普遍使用 DFB外調(diào)制光發(fā)射機(jī)： 輸出光波長為 ， 沒有啁秋效應(yīng)，具有很好的失真特性，但輸出功率較小，需要加接光纖放大器，會引入附加的噪聲，使系統(tǒng)的載噪比低于前兩種光發(fā)射機(jī)。 DFB外調(diào)制光發(fā)射機(jī)的最大優(yōu)點(diǎn)是其發(fā)出的光波長為 1 .55μm ,在光纖中傳輸時(shí)具有更小的損耗，可以傳輸更大的距離。 光接收機(jī) 光接收機(jī)的 基本組成 光接收機(jī)的性能指標(biāo)： 1 .靈敏度 2 .響應(yīng)度 RS 3 .幅頻特性 4 .噪聲 5 .非線性失真 調(diào)頻光傳輸系統(tǒng) 調(diào)頻光纖系統(tǒng)的特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)： ， 載噪比指標(biāo)要求低 ， 傳輸 距離更遠(yuǎn) ， 可以采用價(jià)格較低的 FP激光器 缺點(diǎn)： 調(diào)頻光纖系統(tǒng)的組成 圖表 數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng) 數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)的基本組成 圖表 電端機(jī) 圖表 光端機(jī) 圖表 有線電視光纖系統(tǒng)的性能指標(biāo)分析 第 7章 光纖通信新技術(shù) 本章重點(diǎn)： 相干光通信的基本原理和特點(diǎn) 波分復(fù)用與密集波分復(fù)用 本章難點(diǎn)： 對新技術(shù)的理解，需要補(bǔ)充一些背景知識 第 8章 有線電視系統(tǒng)設(shè)計(jì) 有線電視網(wǎng)絡(luò)的總體規(guī)劃 有線電視網(wǎng)絡(luò)是一個有多種設(shè)備和復(fù)雜傳輸線路組合而成的完整體系。要使這個完整體系達(dá)到預(yù)期目的并最充分地發(fā)揮效能，必須事先進(jìn)行周密的系統(tǒng)設(shè)計(jì) 一般來說，有線電視系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程可以 分為兩個階段： 初步設(shè)計(jì) （網(wǎng)絡(luò)的總體規(guī)劃） 具體設(shè)計(jì) （確定各組成部分的實(shí)施方案） 初步設(shè)計(jì)可以理解為宏觀設(shè)計(jì) 具體設(shè)計(jì)也可看成是微觀設(shè)計(jì) 8. 1. 1 前期準(zhǔn)備 （ 1）全面了解用戶要求 ①用戶對節(jié)目套數(shù)的要求 ②用戶對系統(tǒng)功能的需求 ③用戶的承受能力及對投資規(guī)模的要 （ 2）充分研究地域條件和客觀環(huán)境 ①廣播電視信號電波場強(qiáng)情況 ②高層建筑的遮擋障礙和反射障礙 ③用戶地區(qū)環(huán)境 ④服務(wù)面積及系統(tǒng)規(guī)模 ⑤建筑物形式 （ 3）廣泛搜集產(chǎn)品資料 8. 1. 2 網(wǎng)絡(luò)總體規(guī)劃 1. 基本原則 （ 1）標(biāo)準(zhǔn)化 （ 2）先進(jìn)行與開放性 （ 3）可擴(kuò)展性 （ 4）實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性 （ 5）安全性和可靠性 2. 主要內(nèi)容 前端的設(shè)計(jì) 一般來說 ， 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的具體任務(wù)是一方面要選定系統(tǒng)的最佳組成方式和所用設(shè)備的類型 ， 另一方面還要確定系統(tǒng)的工作狀態(tài) ， 以使系統(tǒng)的各個部分都能最充分地發(fā)揮作用 前端設(shè)計(jì)的主要任務(wù) 前端設(shè)計(jì)的主要任務(wù)就是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的具體需要 （ 系統(tǒng)規(guī)模 、 功能多少 、用戶要求 、 節(jié)目套數(shù) 、 信號接收質(zhì)量等 ） ， 依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)對電氣性能指標(biāo)的要求 ， 經(jīng)過計(jì)算和分析比較 ， 進(jìn)行頻道配置 、 設(shè)備組合和選型 ， 確定最佳的結(jié)構(gòu)模式和組成方法 ， 并充分發(fā)揮所有設(shè)備的作用 ， 從而高效而穩(wěn)定地為傳輸系統(tǒng)提供優(yōu)質(zhì)復(fù)合信號 （ 1） 合理分配系統(tǒng)指標(biāo) 指標(biāo)分配的經(jīng)驗(yàn)比例 表 （ 2） 選擇最佳信號源 （ 3） 節(jié)目規(guī)劃與頻道配置 （ 4） 確定前端的組成方式 （ 5）前端設(shè)備的選型 （ 6）關(guān)于輸入電平的考慮 （ 7）關(guān)于輸出電平的考慮 （ 8）關(guān)于混合方式的考慮 前端的設(shè)計(jì)過程流程圖 前端的設(shè)計(jì)計(jì)算 1. 載噪比計(jì)算 （ 1）確定分配給前端載噪比指標(biāo)的具體 大小 C / N1 min=43－ lg q1 C / N1≥C / N1 min （ 2）射頻通道（信號處理器通道）的載 噪比 C / N1＝ Sa－ Fh－ （ dB） F h ≈ F 1 Sa ≥C / N1 min＋ F1＋ （ dBμV） （ 3）視頻通道（調(diào)制器通道）的載噪比 （ 4）多頻道混合對前端輸出載噪比的影響 實(shí)際應(yīng)用中，前端的射頻輸出設(shè)備（即信號處理器和調(diào)制器）通常有固定頻道型和捷變頻道型兩種。固定頻道型的設(shè)備帶外噪聲很小，因而多頻道混合后基本上不會造成噪聲的累加，也就是說各頻道的載噪比指標(biāo)在混合后基本不會發(fā)生變化，此時(shí)，所謂前端的載噪比指標(biāo)，實(shí)際上是指各通道載噪比指標(biāo)中的最小者。 如果前端采用的是捷變型設(shè)備，那么，由于捷變設(shè)備輸出端沒有濾波器或只有頻段濾波器，其帶外噪聲較大，因而在多頻道混合時(shí)勢必會使各條通道的載噪比指標(biāo)出現(xiàn)劣化 2. 輸出電平和非線性失真指標(biāo)的計(jì)算 C/CTB1≥54－ 20lg q139。=74dB 同軸電纜傳輸網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì) 傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要任務(wù) 各類線路放大器和同軸電纜是構(gòu)成同軸電纜傳輸系統(tǒng)的主要設(shè)備和部件，它們的質(zhì)量好壞將直接影響到傳輸信號的質(zhì)量和穩(wěn)定性。所以，在傳輸系統(tǒng)中一定要選用技術(shù)性能好、品質(zhì)優(yōu)良的器材和設(shè)備，當(dāng)然，這樣的設(shè)備比較昂貴，技術(shù)性能也比較復(fù)雜，如何正確選用設(shè)備、用好設(shè)備，充分發(fā)揮其作用，是設(shè)計(jì)工作所面臨的課題。概括起來說，傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)就是針對系統(tǒng)傳輸頻帶、傳輸距離、雙向功能的要求，通過設(shè)計(jì)計(jì)算，優(yōu)選器材、設(shè)備，合理布置網(wǎng)絡(luò)，正確設(shè)定工作方式和工作狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定的傳輸 傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 （ 1）傳輸媒介及技術(shù)方式的確定 （ 2）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的確定 （ 3）傳輸線路的布置和路由選擇 （ 4）繪制走線圖 （ 5）同軸電纜的選擇 （ 6） 干線放大器的選擇 （ 7） 最長干線的設(shè)計(jì)計(jì)算 ① 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ② 按照系統(tǒng)給定的指標(biāo)分配比例 ， 計(jì)算出干線部分應(yīng)該滿足的性能指標(biāo)的具體值； ③ 確定放大器的工作電平 ， 作為今后施工調(diào)試的參考值 ④ 計(jì)算設(shè)計(jì)的實(shí)際指標(biāo) ， 作為今后干線驗(yàn)收 、 測試的基本依據(jù) 例 （ 7） 供電設(shè)計(jì) 大型傳輸系統(tǒng)應(yīng)選用集中供電方式 ， 實(shí)際中又大多采用電纜內(nèi)饋式集中供電 每臺電源供給器沿一個方向可以供給放大器的最大數(shù)目為 : ｎ＝ 2（ Uo－ Um） ／ IR 按上述方法計(jì)算出每臺電源所能供給的放大器臺數(shù) ， 然后在傳輸路徑中適合電源安裝和方便就近取電的位置上 ， 統(tǒng)籌規(guī)劃出電源插入點(diǎn)的合理分布 （ 8） 繪制傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖 調(diào)幅光纖干線的設(shè)計(jì) 當(dāng)光纖有線電視系統(tǒng)的干線長度超過 3kｍ，且傳輸頻道數(shù)較多時(shí)，從系統(tǒng)質(zhì)量、可靠性以及經(jīng)濟(jì)上各方面考慮，都應(yīng)選擇調(diào)幅光纖干線系統(tǒng)。調(diào)幅光纖干線系統(tǒng)包括光纖主干線和由 1～ 3級支干線放大器組成的電纜支干線。 本節(jié)我們主要考慮調(diào)幅光纖主干線的設(shè)計(jì)，主要包括光波長和光發(fā)射機(jī)、光接收機(jī)的選擇，分光器分光比的計(jì)算，光纖芯數(shù)的確定、光纖路由的選擇和光纖主干線網(wǎng)絡(luò)圖的繪制等 光纖傳輸系統(tǒng)的噪聲包括光發(fā)射機(jī)、光纖放大器和光接收機(jī)的噪聲 ? 光發(fā)射機(jī)的噪聲，有光學(xué)諧振腔內(nèi)光子密度隨機(jī)起伏引起的量子噪聲，激光器輸出模式不穩(wěn)定引起的跳模噪聲，由于激光器的譜線和光纖的色散相互作用引起波形浮動產(chǎn)生的模分配噪聲，以及由于光纖鏈路的反射引起的反射噪聲。這些噪聲中最主要的是量子噪聲，常用相對強(qiáng)度噪聲 RIN來表示 ? 光纖放大器中的噪聲有信號光的散彈噪聲、自發(fā)輻射的散彈噪聲、信號光與自發(fā)輻射的差拍噪聲、自發(fā)輻射之間的差拍噪聲等。在 EDFA的增益較高時(shí)，前兩種噪聲可以忽略；經(jīng)過光濾波器后，自發(fā)輻射之間的差拍噪聲大大減少；在 EDFA中起主要作用的是信號光與自發(fā)輻射之間的差拍噪聲 ? 在光接收機(jī)中的噪聲主要包括光照射下產(chǎn)生的電子－空穴對隨機(jī)起伏引起的散彈噪聲，在沒有光照射時(shí)由于熱激發(fā)、宇宙射線激發(fā)、放射性元素激發(fā)引起的暗電流噪聲，以及放大電路中的熱噪聲。但在光檢測器的平均信號電流比暗電流大很多時(shí)，暗電流噪聲可以忽略 結(jié)論： ? 光纖有線電視系統(tǒng)的載噪比主要與信號功率，光發(fā)射機(jī)的量子噪聲，光纖放大器中信號光與自發(fā)輻射之間的差拍噪聲，光接收機(jī)的散彈噪聲和熱噪聲等有關(guān) ? 理論和實(shí)驗(yàn)表明，光纖有線電視系統(tǒng)的載噪比主要由光發(fā)射機(jī)的相對強(qiáng)度噪聲RIN和 EDFA中信號光與自發(fā)輻射之間的差拍噪聲所決定 ? 為了提高系統(tǒng)的載噪比，應(yīng)盡量減少光發(fā)射機(jī)的相對強(qiáng)度噪聲 RIN,增大 EDFA的輸入光功率，提高 EDFA的增益，降低其反轉(zhuǎn)因子。 ? 在光發(fā)射機(jī)、光纖放大器和光接收機(jī)等設(shè)備都確定以后，光纖有線電視系統(tǒng)的載噪比主要決定于輸入光接收機(jī)的光功率，也就是決定于光信號的損耗 —— 鏈路損耗 2非線性失真指標(biāo) 在光纖有線電視系統(tǒng)中，光發(fā)射機(jī)中的驅(qū)動放大器、激光器、外調(diào)制器，光纖，光纖放大器，光接收機(jī)中的光檢測器、電信號放大器以及反射光等都可產(chǎn)生非線性失真 最主要的是激光器和光纖中產(chǎn)生的失真 ? 激光器中的失真主要有兩個來源，一是激光器輸出光功率與注入信號電流在工作點(diǎn)附近的非線性；二是驅(qū)動信號電流太大，超過激光器門限和飽和部分而產(chǎn)生的過調(diào)制（削波效應(yīng)）引起 。一般說來，只要不產(chǎn)生過調(diào)制，激光器的非線性失真指標(biāo)就可滿足光纖有線電視系統(tǒng)的要求 對目前用得最多的直接調(diào)制光發(fā)射機(jī)來說，總調(diào)制度 μ＝ ，一般不會產(chǎn)生過調(diào)制，可以滿足光纖有線電視系統(tǒng)的要求 調(diào)制度越小，非線性失真指標(biāo)越好，但載噪比指標(biāo)越差。為了保證系統(tǒng)的載噪比指標(biāo)，每個頻道的調(diào)制度 m應(yīng)在 4％以上，由書上（ 62）式可得 ： 故光纖有線電視系統(tǒng)所能傳輸?shù)哪M頻道數(shù)一般小于 80 ? 光纖中的失真主要是由色散引起。我們知道，在直接調(diào)制光發(fā)射機(jī)中會出現(xiàn)啁秋效應(yīng)，即在強(qiáng)度調(diào)制時(shí)也會出現(xiàn)波長的變化。由于光纖的色散，這些不同波長的光在光纖中以不同速度傳播，到達(dá)接收端的時(shí)間不同，形成波形的失真，主要是組合二次失真（ CSO）， 隨著傳輸距離的增大， CSO也隨之增大。采用零，失真最小 3設(shè)計(jì)指標(biāo)的考慮 在整個有線電視系統(tǒng)中，載噪比、載波組合三次差拍比、載波組合二次失真等指標(biāo)要根據(jù)系統(tǒng)的規(guī)模、用戶的分布情況和經(jīng)濟(jì)實(shí)力來進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆峙?，以使系統(tǒng)指標(biāo)滿足國標(biāo)的要求 一般調(diào)幅光纖干線應(yīng)滿足載噪比大于 50dB、載波組合三次差拍比大于 65dB、 載波組合二次失真大于 61dB的要求 目前生產(chǎn)的光發(fā)射機(jī)一般都能自動調(diào)整其調(diào)制度，自動滿足載波組合三次差拍比和載波組合二次失真等指標(biāo)要求，設(shè)計(jì)時(shí)一般只需根據(jù)鏈路損耗選擇合適的光發(fā)射機(jī)功率，使載噪比指標(biāo)滿足要求即可 ? 在光纖傳輸?shù)娜齻€窗口中， 0 .85μm窗口的損耗太大，在有線電視系統(tǒng)中不能使用。，色散最小，價(jià)格也較便宜，在光纖有線電視系統(tǒng)中用得最多。 ，而且可以采用光纖放大器放大，因而可以傳輸很遠(yuǎn)的距離；但色散較大，前幾年的價(jià)格較貴，技術(shù)也不太成熟，使它的應(yīng)用受到限制。近年來 ,，價(jià)格下降，應(yīng)用越來越廣泛。 ? 從目前的情況看，在傳輸距離小于 35km ,覆蓋范圍較小時(shí)采用 1 .31μm技術(shù)，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。但當(dāng)傳輸距離較遠(yuǎn)，覆蓋范圍較大時(shí)，采用 1 .55μm的光纖傳輸系統(tǒng)，成本反而要低一些。 ? 在光纖有線電視系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，要根據(jù)所建系統(tǒng)的范圍、用戶數(shù)、系統(tǒng)的可靠性和組網(wǎng)的靈活性等來綜合進(jìn)行考慮 (光節(jié)點(diǎn) )數(shù)量，繪出光纖主干線網(wǎng)絡(luò)圖 ? 畫出設(shè)計(jì)示意圖 ? 計(jì)算光鏈路的損耗 (這個損耗包括分光