有线电视光纤到户接入网设计计算的实践.doc

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1、有线电视光纤到户接入网设计计算的实践李远东（浙江普陀广播电视台，浙江 普陀 316100）【摘 要】 较详细地介绍了有线电视网络“同缆不同纤”型光纤到户接入网的设计计算过程，归纳出的设计要点包括电 视广播光链路载噪比设计、光放大器输入及输出光功率值设计，不同于电信企业“全覆盖”型光纤到户的 EPON 光分配 网设计。【关键词】 有线电视网络；FTTH；载噪比；EDFA；EPON【中图分类号】 TN943.6【文献标识码】 B浙江普陀广播电视台网络中心目前在某别墅小区进行光纤到户（FTTH）网络试点1，在充分调研电信企业 FTTH“全覆盖”建设模式的基础上，结合本网络实际，决定 采用电视广播光纤

2、与 EPON 光纤分别到户的“同缆不同 纤”FTTH 架构，在引入段以4 芯光缆入户，其中1 芯用于电 视广播（1 550 nm），1 芯承载 EPON（1 490/1 310 nm），另 两芯备份。此次 FTTH 试点所用掺饵光纤放大器（EDFA） 在进行工程设计之前已选定，其主要技术参数（此处只摘 取与工程设计相关的参数）如表1 所示。表 1 所选 EDFA 主要参数器），因此此次设计中不给用户室内网络分配载噪比指标。对于光链路，国内无相关标准可依，故参考国际电工 委员会 IEC 的相关标准，要求 FTTH 光纤段的载噪比指标 达到44.4 dB。综上，设计要求是在原有 47.7 dB 载

3、噪比的光纤段中 加入 1 台 EDFA，加入之后，光纤段的载噪比不能低于44.4 dB，所以 EDFA 的载噪比指标至少应满足CNREDFA (dB ) =-10 lg(10-4.44 - 10-4.77)dB 47.14 dB1.2EDFA 输入光功率设计EDFA 载噪比的理论计算式为（1）2m Pi4B (hf )(NF )CNR (dB ) = 10 lg=20 lg m + 10 lg Pi - 10 lg 4B -10 lg(hf ) - 10 lg(NF )1 电视广播 FTTH 接入网设计计算1.1 光链路载噪比设计此次工程需要在该别墅小区的有线电视机房部署 1 台 EDFA 作

4、为 1 550 nm 电视广播信号入户的光预放器。 考虑到 EDFA 部署之后将会劣化光链路的载噪比指标， 而且相关载噪比与 EDFA 输入光功率值的设计有重要关 联，因此应首先做好整条FTTH 链路的载噪比设计。之前别墅小区有线电视网络的建设模式为光纤到交 接箱（FTTC），每个光接收机通过同轴网所覆盖的家庭数 在 20 以内2，同轴段的载噪比设计为 51 dB，光纤段载噪 比 47.7 dB，前端载噪比 48.3 dB，系统输出口载噪比设计 值为44 dB。此次 FTTH 链路载噪比设计，仍保持前端载噪比48.3 dB、系统输出口载噪比 44 dB。由于此次 FTTH 试点 中，用户端光接

5、收机的输出电平设计值为 85 dBV，使得 用户不用再在家中的同轴网络安装有源器件（如 RF 放大（2）式中：m 为每个频道的光调制度，此处取为 5%；Pi 为 EDFA 的接收（输入）光功率；B 为 PAL-D 制式模拟电视系统 的等效噪声带宽（此次按模拟系统设计），即 5.75 MHz；hf为光子能量，取值为 1.2810 ；NF 为所选 EDFA 的噪声-19系数，参见表 1，NF（dB）=5 dB。综上所述，所选EDFA 的载噪比的计算式为CNR (dB ) = 49.62 dBm + Pi (dBm )（3）本文第 1.1 部分已说明该 EDFA 的载噪比至少应达到 47.14 dB

6、，则49.62 dBm + P (dBm ) 47.14 dBm -2.48 dBm （4）i即该 EDFA 的输入功率至少应为-2.48 dBm，由表 1可知该值在这台EDFA 的允许输入范围之内。 从以上计算过程可看出，EDFA 载噪比、光链路载噪比、系统输出口载噪比与 EDFA 输入光功率值存在某种参数性能噪声系数5 dB（当输入电平为 0 dBm 时）输入光功率-3+10 dBm输出光功率1324 dBmWIDE BAND NETWORK宽带网络直接联系，因此需要进一步探索相关联系，以通过对EDFA 输入光功率值的优化，来获得更优的 EDFA 载噪 比，进而提高光链路载噪比，最终提高

7、FTTH 系统的总载 噪比指标。1）EDFA 对光链路载噪比的劣化值这台EDFA 对光链路载噪比的劣化值为CNR (dB ) = 47.7 dBm -3）EDFA 输入功率值对系统总载噪比的影响该 EDFA 输入功率值对系统总载噪比的影响为Pi (dBm )-0.1 CNR (dB )10（7）10= 0.642 69 10+ 1则CNR系统(dB ) =Pi (dBm )-50 dB - 10 lg10（8）1.091 44 10+ 3.177 3549.62 + Pi (dBm )式（ ）所示曲线图如图-10+ 10-4.77)（5）-10 lg(10，可见该台 EDFA 的输入光83式（

8、5）对应曲线如图 1 所示，可见该台 EDFA 的输入光功率 P（i dBm）（由表 1 可知，Pi-3，10）越大，光链路 载噪比的劣化值就越小。功率P（dBm）越大，FTTH 系统的总载噪比就越大。i4）结论该台 EDFA 的输入光功率 P（idBm）越大，光链路的载2）光链路载噪比的劣化对系统总载噪比的影响光链路载噪比的劣化对系统总载噪比的影响为47.7 - CNR (dB )噪比劣化值就越小，FTTH 系统的总载噪比就越大。由于总载噪比设计值为 44 dB，由图 2 可知，光链路载噪比劣-化值应约为 1.7 dB，则再由图 1 可知，EDFA 的输入光功10+ 10-4.83)（6）C

9、NR系统(dB ) = -10 lg(10率值宜设计为约1.4 dBm。以上数据可通过图3 验证。1.3EDFA 输出光功率设计式（6）所示曲线如图 2 所示，可见光链路载噪比的劣化值越大，FTTH 系统的总载噪比就越小，当劣化值约为3.15 dB 时，系统载噪比接近下限值43 dB。从小区机房 EDFA 到用户家中地下室的光链路对光信号损耗有贡献的主要网络元件有光分路器、G.652 光纤（含熔接头）、光活动接头等。此次工程设计中采用的光链路设计原则为离小区机房最远的用户端光接收机的接收功率值不低于-1 dBm，且各条光链路的光功率损耗值大致相当。鉴于此，此次设计采用两级分光模式，第一级为 1

10、8 均分光，第二级为 18 均分光，9 台光分路器均部署于位于该别墅小区正中位置的户外交接箱。按此设计在最长的光链路上，长度最大值 417 m，两次光分路，4 个光活动接头，0.3 dB 链损裕量，共计损耗值约 22 dB，则需要 EDFA 输出光功率 21 dBm。而对于最短光链路，经计算，当 EDFA 输出为 21 dBm 时，用户端光接收机的接收功率值可达-0.92 dBm，该值大于-1 dBm，且各条光链路（上接第28 页）设计的定量研究几乎处于空白状态，本文在工程实践的基础上，认为这一段网络的设计重点在于载噪比、EDFA 输入与输出光功率的设计，推导了 EDFA 输入光功率、光 链路

11、载噪比劣化、电视广播系统输出口载噪比之间的 3 个定量表达式，可作为“同缆不同纤”型光纤到户接入网 设计计算的参考。另外，“共纤”型光纤到户接入网由于 要考虑到规避广播信号与数据信号间的相互串扰，并使 电视广播信号与 EPON 共用一张 ODN，因此在网络设计 与调试上要相对复杂一些，本次工程没有采用，本文也就 没有具体涉及，但在进行相关工程设计时，本文的推导过 程也有一定的参考价值。电信企业的 FTTH“全覆盖”建设模式中，光分配网（ODN）共分为馈线段、配线段、引入段，其中的引入段采用 的是 G.657 弯曲不敏感光纤。而这次的 FTTH 试点中，考 虑到网络实际情况，且经考察，从小区机房

12、到用户家中地 下室的引入段不存在造成光缆大曲率弯曲的外部因素，因 此此次设计的EPON 到户接入网仍以G.652 光纤入户。所选 EPON 平台的相关技术参数如表 2 所示。则上 行方向的最大损耗值为28.5 dB ，最小损耗值为4.5 dB 。表 2 EPON 光功率参考文献:李远东.省网整合后有线电视网络双向化改造思考J.电视技术，2012，36（6）：5-11.李远东.普陀广电接入网规划与设计的研究J.电视技术，2012，36（2）：39-43.􀲻1从前端 PON 口到用户的最远距离约为 10 km，光链路上经过了一次 132 的一级集中分光，共 4 个活接头，取2.5

13、 dB 链损裕量，则上行链损设计值共计 26 dB，该值在4.528.5 dB 之间，满足设计要求。2责任编辑：许盈收稿日期：2012-08-29大量的数字电视相关应用就可以直接调用这个 Java API接口，解决了 Java 应用如何通过 Java API 使用底层 C 语 言实现的数字电视软件模块功能的问题，极大提高了 Ja va 应用开发的效率和可移植性。提高娱乐效率。智能终端产品的大量普及和对用户眼球消费时间的吸引，更加有利于产业开发更多的衍生产品 和建立对应的盈利模式。参考文献：小结智能电视关键技术的核心还是更好、更便捷地服务 于用户。丰富用户基于电视大屏幕的视频娱乐消费，通 过应用

14、商店整合海量的内容和应用，形成满足用户个性 化需求的细分模式，延长用户在电视屏幕的消费时间和4薛楠，乔维. 典型智能电视产业发展模式的启示以谷歌、苹果和三星为例J.电视技术，2012，36（14）：1-3. 吴伟.智能电视技术分析J.电视技术，2011，35（24）：7. MediaPlayerEB/OL. 2012-08-04. erence/android/media/MediaPlayer.html.􀲻123责任编辑：哈宏疆收稿日期：2012-08-21项目数值/dBmPON 口发射光功率+7+2PON 口接收光功率-6-27ONT 发射光功率+4-1ONT 接收光功率-8-24