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关于HFC网络改造中光设备选用的一些探讨
——罗平县广播电视局·金建明
在近年来各市县的有线电视系统技术改造中，光纤传输以其损耗低、抗干扰、容量大等诸多优点获得广泛应用，但由于这是一种新技术，如果系统设计和设备选用不合理，将会给系统带来不可弥补的损失。
下面就市县HFC（光纤、同轴电缆混合传输）系统建设中如何合理选用光发射机、光接收机的问题进行探讨。
1 光端机选用原则
（1）较高的性价比
各种品牌的光端机其性能指标不尽一样，价格相差也极为悬殊。在选择时可根据网络设计指标并结合自身经济状况进行综合考察，尽量选择性能价格比高的品牌。 

（2）可靠的质量保证体系
生产组装光端机的厂家各自的经济实力和技术实力相差极大，而产品的可靠性又必须经过较长时期的实际运行才能检验出来。那些经济、技术实力较差的厂家难免在市场竞争中被淘汰，其产品一旦出现问题亦将给系统造成巨大的经济损失和影响。
（3）良好的售后服务保障体系
在选择品牌时，厂家售后服务及时、保障系统安全运行也是选型的原则之一。
除了以上3条原则以外，产品是否经广电部门批准入网，是否经检测合格，以及厂家有关资质等也是在产品选型时必须考虑的因素。
国外名牌光端机，使用优异线性化的M-2光外调制器及优异的SBS抑制技术，加上先进的数字化驱动电路及微处理机控制系统，可自动将系统性能调整在最优化的状态，与EDFA光放大器配合使用，可以传送CATV信号达120 km以上而仍能保持良好的信号品质，具有很好的适应性，通过后台软件控制SBS值可调整。同时由于是双光回路输出，可经济有效地适用于光环路网络，采用双电源备份设计，建立更可靠的网络系统。
2 光端机的优化选用方案
（1）1310 nm和1550 nm光工作波长的合理选用
①1310 nm和1550 nm光工作波长的经济投入比较
根据有关资料统计，采用1550 nm光工作波长时光设备资金投入仅为1310 nm光工作波长设备的50%。
②1310 nm和1550 nm光工作波长发射机的优缺点综合比较
1310 nm光发射机方案：优点是单机成本低，更换设备时投入少；缺点是总体资金投入较大，传输距离短（最大传输距离约35 km）。
1550 nm光发射机方案：优点是可以远距离传输（无中继传输可达70 km），总体资金投入少；缺点是一次性资金投入大，因单机覆盖面大，为保证信号不间断正常播出，备机资金投入大。
③两种光工作波长光发射机优选方案
根据两种光工作波长的优缺点，针对不同情况进行选择：经济条件好的市、县，有足够的资金一次投入，可采用1550 nm光工作波长方案，可节省大量资金。经济条件有限而且市、县农村用户不可能同时进行的HFC网，建议采用1550 nm和1310 nm光波长混合传输方案。

(2)光发射机的优化选型方案
光发射机品种较多，性能指标和单台价格也相差很大，进行合理选用对保证网络质量和降低建网成本有较大好处。
①1550 nm光发射机和光放大器
1550 nm光发射机品牌较多，选择时最好选用双端口输出，1台光发射机带2台光放大器比较经济合理。
1550 nm光放大器有原装进口和国内组装机型，同等功率价格相差较大，进口机运行稳定、质量可靠。 
②1310 nm光发射机优化选用方案
光发射机的单台价格在2-10万元之间，在有线电视网络中应列为重要设备。
在HFC网络中光纤传输拓扑结构有两种方式：
第一种：全星型结构，即以中心前端为核心，光纤直接辐射到各光节点，这种结构的优点是信号质量损伤小（中间不经过二级转发），故障率低，缺点是光缆纤芯量大。
第二种：双星型传输结构，即光纤传输网分为两级。第一级从中心前端将信号通过光纤传输到光节点，然后各个厂、矿、农村点将自办广播电视信号混合后再通过光发射机进行二级转发传送到各个光节点，这种结构的优点是光纤纤芯较第一种结构少，各种广播电视信号实现共缆传输。
(3)光接收机接收功率
在两级光链路中，第一级光链路的光节点对信号质量要求相应高些，光接收功率定为0-1 dB较合适，对第二级光链路的光节点的光接收功率一般可定惟-1- -2 dB，这比传统量高些，是出于两点考虑：一是光发射机会随着工作时间的延长发射功率会逐渐减弱，二是将系统指标多分配一些给以后的同轴电缆部分，因为同轴电缆部分的质量指标较光缆部分难以保证。
(4)光接收机RF输出电平
光接收机接收光功率每提高1 dB，载噪比C/N会提高1 dB，但二阶组合差拍比C/CSO将提高1.5 dB，三阶组合差拍比C/CTB会提高2 dB，相反接收机光功率每降低1 dB，C/N降低1 dB，C/CSO，C/CTB指标分别降低1.5 dB和2 dB，在光链路设计和调试时必须综合考虑这3个指标，使之都能满足设计要求。
国家有关技术标准规定：有线电视系统的C/N≥43 dB，CSO≥54 dB，CTB≥54 dB，在设计时一般分别取C/N=44 dBCSO=55 dB，CTB=55 dB，将系统指标再按一定的百分比分配到系统的各部分，分配到光链路部分的C/N一般在50 dB左右，CSO，CTB在60 dB以上。国内生产的光接收机均采用高电平输出，因此C/N都能满足，但有些光发射机组成的光链路不能满足CSO，CTB指标（最大为58 dB，均低于设计值），必须采取以下补救措施：第一，减少系统传输频道数；第二，严格控制光接收机RF输出电平。这样当接收光功率在0 dB时，其RF输出电平高达105 dBμV以上，这对于扩大光节点周围用户覆盖面、提高系统载噪比（C/N）是有利的，但对于传输多频道，特别是40路节目以上的网络是难以保证信号质量的。RF输出电平越高对系统CSO，CTB指标损伤越严重，因此必须严格控制光接收机的输出电平。
(5)光接收机的特点与分类
①品牌光接收机的两个主要特点
一是具有“双窗口”功能，即可适应1310 nm和1550 nm两种光工作波长，其优点是光发射机无论是1310 nm或1550 nm，光接收机都不改变；二是均预留回传通道，将来只需要添置回传发射模块便可构筑双向交互式宽带业务系统，开展多功能业务。
②分类
按外型结构可分为室内型和室外型。室内型的优点是采用标准机箱，外观美观，易与机房内其他设备相协调；室外型的优点是密封性能好，易于防潮。按供电方式可分为集中供电和分散供电，按RF输出端口数量可分为单端口与多端口。
（6）光接收机的选用
在一级光链路的光节点宜选用室内型，二级光链路的光节点一般环境比较差，可选用室外型。 3 光端机的使用、保养与维护
（1）保证光端机的连续、正常供电
光端机的激光器组件和光电转换模块最忌瞬时脉冲电流的冲击，因此不宜频繁开关机。在光端机集中的中心前端机房与1550 nm光发射机光放大器设置点应配置UPS电源，以保护激光组件，使光电转换模块免受脉冲大电流的损害。
（2）保持光端机有一个通风、散热、防潮、整洁的工作环境
光发射机的激光器组件是设备的心脏，对工作条件要求较高，为了保证设备正常工作，生产厂家在设备内设置了制冷、排热系统，但当周围环境温度超过允许范围时，设备就不能正常工作，因此在炎热的季节，当中心机房发热设备多，通风散热条件又差时，最好安装空调系统以保证光端机正常工作。
光纤纤芯工作直径为微米级，细小的尘埃进入尾纤活动接口内就会阻挡光信号的传播，引起光功率大幅度下降，系统信噪比降低，这类故障率约为50%，因此机房的清洁卫生也很重要。
（3）光端机的运行监测与记录
光端机设备内设置有微处理器，监测系统内部工作状态采集模块的各种工作参数，并通过LED和VFD显示系统直观显示，为了及时提醒值机人员，光发射机内设置了声光报警系统，维护人员只要根据运行参数确定故障原因，并及时进行处理，就能保障系统正常运行。

二00三年十月十七日