有线电视光缆传输系统指标的分析与设计

1、有线电视光缆传输系统指标的分析与设计摘 要 介绍了有线电视网中 AM光缆干线传输综合指标的分析与设计。 由于 DFB激光器间的非线性有较大差异，故引入了光链路这一参数。当把这一参数引入有线电视光缆干线设计时，可根据有线电视光缆系统不同传输距离、光接点的分配指标和光缆干线传输系统的实际情况，计算光链路损耗，以确定光端设备的选型，从而进一步确定光缆干线传输系统的设计，使得有线电视总系统指标给以保证。关键词AM光纤；光链路损耗；C/N；CTB； CSO；调制指数m中国图书资料分类法分类号TN 943.6The Analysis and Design of Cable Trunk Target in

2、Cable TV SystemSun YouxiangDu ZhitaoJiang YuguoDivision of Science and Technology,Hebei University of Science and Technology，Shijiazhuang， 050054AbstractThe analysisand design of AMcabletrunktargetin closecircuitTV system is discussedinthe paper.Becauseofthe nonlineardifferenceof DFB lasers,a parame

3、tercalled“lightlink”was introducedto make thingsclear.Inorderto selectthe propertype of the lightedapparatus.Theloseof lightlinkshould be decidedaccordingto the differenttransmissiondistanceand the realcircumstances of cable transmission system.Once the cable transmission system is correctly establi

4、shed, the TV system index can be guaranteed.Key wordsAM cable;lightlink lose;C/N;CTB;CSO;modulation index m由于同轴电缆传输损耗大，频率响应不平坦以及损耗随温度变化等原因，所以要在系统内串接多级放大器、均衡器、温度补偿或自动电平控制器。但放大器的使用又会导致噪声、频响的不平度和非线性失真沿传输线积累， 使得全系统的性能指标逐级下降。且频率越高， 问题就越突出。 然就目前的技术水平而言，使用具有自动温度补偿方式的放大器的串联级数不宜超过15 级，既使使用具有自动电平控制的放大器也不宜超过 2

5、5 级。所以使得同轴电缆系统的最大传输距离限制在了10 km之内。有线电视系统是以行政区域为其规模和界限的，10 km 不是它的最大半径。就是说，撇开经济和技术因素，电缆传输的方式未必能实现整个行政区域的覆盖。 近几年发展起来的有线电视光缆传输技术，不但使有线电视的覆盖半径成倍地延伸，而且提高了有线电视系统的经济技术指标。由于光缆作为有线电视的干线和超干线传输同电缆相比具有诸多优点，目前其设备、器件的价格也有较大幅度下降。因此，光缆传输在有线电视系统的应用已进入实用阶段。本文就光缆干线传输设计的有关问题和电缆分配系统的相互关系、指标分配、质量等级等方面作一论述。1光纤传输原理和技术指标分析所谓

6、有线电视的光纤传输，就是把有线电视系统内全部射频信号调制成波长为1 310 nm 的激光信号，经光纤传输后再还原成射频信号的过程，如图1 所示。图 1 光纤传输 CATV原理图光发送机把前端送来的，按副载波残留边带调幅方式组合起来的多路射频电视信号调制成光信号，经光纤传输后，被光接收机解调还原为多路射频电视信号。从光发送机到光接收机之间的通道被称为光链路。有线电视系统内部全部射频信号通过光链路后并不改变自身的形态和相互关系。光路和电路的转换仅是更换不同的载体。光链路的两端是光端机( 光发送机和光接收机) ，因此光链路的技术指标主要由光端机确定。其主要参数载噪比C/N，复合二次互调比C/CSO，

7、合成三次差拍比C/CTB等与光调制指数m，频道数N 和进入光接收机的平均光功率Pr之间有下列关系：(1)(2)(3)C/N载波电平噪波电平比CTB组合三次差拍CSO复合二次互调由 (1) 式可知， 为了获得适当的载噪比，必须选用合适的调制指数并保证接收端的光功率Pr达到设计值；为了降低失真，根据(2) 、(3) 式就需减少频道数目或选取较小的调制指数，通常m=5%。大型系统的超干线为了达到较高的性能指标，往往采取多纤并用的方法以减少每纤传送的频道数。因此，光纤可以传送几千兆赫的频宽和几百个频道的容量是一回事，光端机经发送和接收能够达到什么样的参数指标又是一回事。因此，评价光端机的技术指标时必须

8、以频道容量和衰减量这两点为前提条件。一般条件是 C/CSO60 dB,C/CTB62 dB,C/N 48 dB。显然，前两项参数取决于发送端，后一项取决于接收端。2 光链路的设计计算表 1CATV系统各部分的性能参数(dB)参数前端传输分配终端载噪比 C/N52484643复合二次互调比 C/CSO61616254合成三次差拍比 C/CTB65636354交扰调制比 C/CM65634746注：此表参数引自GB50200-94，终端的参数指标就是全系统的指标，由国家标准确定。 (CM交扰调制 )本系统采用光传输方式，因此前端的载噪比取决于调制器，交流参数则取决于光发送机，选用适用的设备即可。由

9、图2 可知，传输系统的光链路的载噪比取决于链路光功率的损耗。光链路中除了光发送机和接收机外，再没有会产生非线性失真的有源设备，因此，传输系统的交流参数由光链路的一对光端机所确定，显然，它们和前端一样。光链路图是表征光路各种参数的综合图表，也是进行工程设计的依据。图2 是飞利浦宽带网络公司 MAGNAVOK2150TX/RX光端机的链路图，进行分析计算：图 22105Tx/Rx的光链路图表 22105Tx/Rx光链路参数频道频宽 (MHz)典型输入信号电平 (dBmV)CTBCSO4054 330+1165 626054 450+965 627754 550+865 58我们以 MAGNAVOX

10、的 2105TX 发送机和2205RX接收机所构成的光链路为例，进行分析计算。根据图 2，表 2，2105 光端机在 550 MHz 系统中可传送NTSC标准的 77 个电视频道， CTB= 65 dB， CSO=58 dB ，CM=65 dB ，而在 PAL-D标准时只能容纳 60 个电视频道，相应的失真指标可修正为 CTB=68 dB ，CSO=61 dB ，CM=68 dB ，显然，这些交流参数都超过或等于表1 规定的值，不必再计算。需要计算的参数只剩下载噪比一项。查图 2，光端机的输入功率不低于4.5 dBm时，载噪比C/N48 dB。换言之，光链路的计算的基本任务，就是使每个光节点的

11、输入功率都大于4.5 dBm 。设本系统共有5 个光节点，传输长度分别是#1,2 km;#2,3 km;#3,5 km;#4,7 km;#5,12 km计算直接把光传送到5 个节点所需的发送机功率。各光链路所需的光功率按下式计算：(4)式中： Pti输入第i 路光纤的功率(dBm)Pr光接收机的输入功率(dBm) ，本例Pr= 4.5 dBmSi 第i 路光纤的长度(km)L光的传输损耗，取0.5 dB/km，( 包含了光纤的熔接损耗0.1 dB/km)Lo光纤活接头的损耗，取0.25 dBm/个，每根光纤有2 个活接头。根据 (4)式，可以依次算出6 路光纤各需的输入功率：Pt1= 4.5

12、2×0.5=2×0.25=3.0 dBmPt2= 2.5 dBmPt3= 1.5 dBmPt4= 0.5 dBmPt5=0.20 dBm则总的发送功率Pt 为：可选用 6 mW,即 7.8 dBm 的发送机。功率利用率 为：尚有 30%的功率储备。光分路器是可以按不等分功率输出设计制造的，本例可设出功率占总功率(7.8 dBm) 的比例为：6 分路器 ( 一个备用 ) 。各路的输#6 是备用的，若直接传送出去，则比#5(12 km) 传得更远。3结论依据本文对有线电视系统光纤干线分析与设计，我们协助河北省电子技术研究所设计了石家庄市栾城县方村乡有线电视光纤干线传输系统。形成

13、以乡政府为中心，将下行多路电视范围以光纤传输方式，分别送达每个村内，组成一个星树型的光缆网。有效解决了同轴电缆网传输损耗大、随温度变化、级数多等造成的频率响应不平和非线性失真沿传输线积累，同轴电缆系统电性能指标较低等诸多不足。有线电视光纤干线传输系统传输距离远，损耗小，具有较高性能价格比，用光缆替代同轴电缆传输已成必然趋势。第一作者简介： 男， 1951 年出生，高工作者单位 : 杜之涛工作单位：河北科技大学现代教育技术中心孙由祥蒋玉国 河北科技大学科技处石家庄 050054参考文献1 张天民 , 张晓波著 . 光缆在有线电视信号传输中的应用. 有线电视技术，1995， 2(4):29 352

14、 蓝建南 , 陈奇猛著 . 有线电视传输干线指标核算方法 . 有线电视技术， 1995(4):35 38出师表两汉：诸葛亮先帝创业未半而中道崩殂， 今天下三分， 益州疲弊， 此诚危急存亡之秋也。然侍卫之臣不懈于内，忠志之士忘身于外者，盖追先帝之殊遇，欲报之于陛下也。诚宜开张圣听，以光先帝遗德，恢弘志士之气，不宜妄自菲薄，引喻失义，以塞忠谏之路也。宫中府中，俱为一体；陟罚臧否，不宜异同。若有作奸犯科及为忠善者，宜付有司论其刑赏，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使内外异法也。侍中、侍郎郭攸之、费祎、董允等，此皆良实，志虑忠纯，是以先帝简拔以遗陛下：愚以为宫中之事，事无大小，悉以咨之，然后施行，必能裨补阙漏，有所广益。将军向宠，性行淑均，晓畅军事，试用于昔日，先帝称之曰“能 ”，是以众议举宠为督：愚以为营中之事，悉以咨之，必能使行阵和睦，优劣得所。亲贤臣，远小人，此先汉所以兴隆也； 亲小人， 远贤臣，此后汉所以倾颓也。 先帝在时，每与臣论此事， 未尝不叹息痛恨于桓、 灵也。侍中、尚书、长史、参军，此悉贞良死节之臣，愿陛下亲之、信之，则汉室之隆，可计日而待也。臣本布衣，躬耕于南阳，苟全性命于乱世，不求闻达于诸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉屈，三顾臣于草庐之中，咨臣以当世之事，由是感激，遂许先帝以驱驰。后值倾覆，受任于败军之际，奉命于危难之间，尔来二十有一年