有线电视传输系统培训

page1有线电视传输系统培训[e-mail]凌云光子技术集团上海凌云天博光电科技有限公司光，传递文明，照耀世界Cablepeople,theBroadway有线电视系统指标有线电视系统网络结构1310nm与1550nm传输系统比较有线电视系统光设计依据有线电视系统网络的工程开通调试Page3光，传递文明，照耀世界Cablepeople,theBroadway载噪比（CarriertoNoiseRatio）用C/N或CNR表示—定义：图象载波功率PC与噪声功率PN比值，用分贝数（dB）表示C/N=10Lg(PC/PN)=20Lg(UC/UN)—单级干线放大器输入载波功率PC、噪声系数F与C/N关系C/N=10Lg(PC/F·PN)=10LgF-10LgPN=10LgPC-F(dB)-2.4其中F为放大器的噪声系数，2.4为基础热噪声电平—K级设备串联后的C/N指标公式C/N=-10Lg(10-(C/N)1/10+10-(C/N)2/10···10-(C/N)K/10)其中(C/N)1，(C/N)2，···(C/N)K为第1级到第K级的单级载噪比Page4光，传递文明，照耀世界Cablepeople,theBroadway差的C/N在电视屏幕上出现“雪花”导致C/N劣化的原因—载波电平过低—没有足够的放大增益45dBC/N35dBC/N25dBC/N20dBC/N34dBMER23dBMER22.5dBMER22dBMERPage5光，传递文明，照耀世界Cablepeople,theBroadway载波组合三次差拍（CompositeTripleBeat)CTB—定义：组合三次差拍CTB是指有源器件非线性产物落在某一频道内所有三次差拍成分的总合其群聚在图象载波±15KHz内—K级设备的CTB叠加公式CTB=-15Lg(10-CTB1/15+10-CTB2/15···10-CTBK/15)Page6光，传递文明，照耀世界Cablepeople,theBroadway载波组合二次失真（CompositeSecondOrderDistortion)CSO—定义：组合二次失真CSO是指有源器件非线性产物落在某一频道内所有二次失真成分的总合其群聚在图象载波±0.25MHz和±1.25MHz处的±15KHz内—K级设备的CSO叠加公式CSO=-10Lg(10-CSO1/10+10-CSO2/10···10-CSOK/10)Page7光，传递文明，照耀世界Cablepeople,theBroadway交流声调制（HUM）或用C/H表示—定义：电源频率（50Hz）或其谐波，对某一图象载波峰值功率调制时所产生的不需要的旁波的比值，其单位为分贝C/H=20Lg【M/100】其中M为以百分比表示的调制深度—这种方式的失真是因为系统的供电对某一图象载波产生了不必要的调制—K级设备的C/H叠加公式C/H=-20Lg(10-C/H1/20+10-C/H2/20···10-C/HK/20)Page8光，传递文明，照耀世界Cablepeople,theBroadwayHUM现象是出现一条水平横杠（50/60Hz）或两条水平横杠（100/120Hz）导致HUM的原因—放大器的供电差—同轴电缆上的接地环路—差的地理环境—差的接地，前端接地环路妨碍了调制器的供电—机房布线：电源线和无源线缆应分开布线Page9光，传递文明，照耀世界Cablepeople,theBroadway系统指标的国标要求—系统载噪比CNR≥43dB,预留1dB余量，CNR≥44dB—系统载波组合三次差拍CTB≤-54dB,预留1dB余量，CTB≤-55dB—系统载波组合二次失真CSO≤-54dB,预留1dB余量，CSO≤-55dBHFC系统组成：前端、光缆主干线、电缆支干线、分配网络CTB、CSO指标主要受有源器件非线性失真影响，分配时有源器件考虑多一些前端设备位于混合器之前，首先，载波信号不存在CTB、CSO指标要求，其次，调制器均采用高电平输出调制，混合器均采用无源混合，混合后的多路载波信号亦不存在CTB和CSO的影响，所以在系统指标分配时前端可以不考虑CTB和CSO指标分配，仅考虑CNR的分配。现在有一些前端增加了前置放大模块，或者前端质量比较差，可适当考虑分配比例Page10光，传递文明，照耀世界Cablepeople,theBroadway有线电视系统指标有线电视系统网络结构1310nm与1550nm传输系统比较有线电视系统光设计依据有线电视系统网络的工程开通调试Page11光，传递文明，照耀世界Cablepeople,theBroadway传输系统组成：前端光发射机光纤线路（有的包括光放大器）光节点同轴线路（有的包括同轴放大器）电缆分支分配器电缆用户线Page12光，传递文明，照耀世界Cablepeople,theBroadway三种网络形式：树型、星型、环型•从可靠性和成本考虑一般采用星型•光纤芯数极少的情况下才采用树型•环型可靠性最高但成本也最高HFC环型网络实际为一种物理环，在路由走向上形成一种环路，分为：•树型环网：环路上采用树型设计结构•星型环网：环路上采用星型设计结构Page13光，传递文明，照耀世界Cablepeople,theBroadway网络拓扑结构定义：把各种结构的用户网络，从几何学上抽象、概括成一种典型结构。是网络基本技术之一通信线路和节点的几何排列图形，亦即网络节点的位置与相互连接的几何布局结构网络的拓扑结构对网络设计、功能配置、高可靠性等有重要影响Page14光，传递文明，照耀世界Cablepeople,theBroadway树型网络定义：采用了较多的光分路器，信号从前端逐步分向各光节点，光纤采用共享的方式优点：适用于线路紧张情况下的网络改造建设，费用低廉缺点：不利于网络管理和开展交互式业务，故障率高，光纤线路增加了不连续点，易受RIN（相对强度噪声）和IIN（干扰强度噪声）影响，差的网络建设噪声甚至劣化10-20dBPage15光，传递文明，照耀世界Cablepeople,theBroadwayPage16光，传递文明，照耀世界Cablepeople,theBroadway星型网络定义：将具有控制和交换功能的星型耦合器作为中心节点（设在前端），中心节点向四周辐射，与个节点以独立链路相连。信号在节目源前端和各节点之间实现点对点传输。优点：只与前端实现信号交换，适合大型网络建设，便于网络管理维护和升级改造，易于开展多功能开发及实现网络的交互式功能，业务适应性强。缺点：光缆芯数使用量太大，使得初期建设费用较大Page17光，传递文明，照耀世界Cablepeople,theBroadwayPage18光，传递文明，照耀世界Cablepeople,theBroadway环型网络定义：所有节点都公用同一条公共链路，自成一个封闭回路。每个节点仅与两侧节点相连，每个节点可实现双向或单向传输。各节点组成环型，信号从前端出发，依次从一个节点流向下一个节点，最后传输回前端。优点：便于网络管理维护，开展多功能开发，尤其是数字信号传输，使线路设定的自由度和灵活性大为改善，易于节目的加入和接出。建立多个分前端，总体造价减少1/3~2/3，主要光缆不再多重累计到前端，造成光纤重复，光缆的施工难度也相应减少。网络技术难度大，对设备的可靠性要求严格Page19光，传递文明，照耀世界Cablepeople,theBroadway主前端TB-EDFABK-1550nm外调制光发EDFAEDFAEDFAEDFA环网星型构造示意图1550EDFAEDFAEDFAEDFA光分路器光分路器光开关光开关光开关光开关分前端分前端分前端分前端光缆光缆优点：可靠性高，管理方便。缺点：光纤资源需求大。Page20光，传递文明，照耀世界Cablepeople,theBroadway环网树型构造示意图主前端EDFAEDFAEDFAEDFA光开关光开关光开关光开关分前端分前端分前端分前端光缆TB-EDFABK-1550nm外调制光发EDFAEDFAEDFAEDFA光分路器优点：节省光纤缺点：牵涉面大，光功率分配累积误差大。光分路器Page21光，传递文明，照耀世界Cablepeople,theBroadwayPage22光，传递文明，照耀世界Cablepeople,theBroadwayLTRAN-HE凌云1550nm外调制光发射机，ITU-T标准波长，输出功率9dBm光开关LTRAN-HE18dBmEDFA光开关18dBmEDFA光开关EDFA光开关EDFA光开关EDFA光开关EDFA1×21×21×21×21×21×260Km90Km40Km30Km30Km20dBmEDFAE6-D80-E20DCMDCMD40-E20DCM30Km输入：+3dBm10%90%输入：-3.75dBm10%90%输入：+8dBm50%50%18dBmEDFA50%50%10%90%18dBmEDFADCM输入：+8dBmD40-E2010%90%E6-D80-E6DCM输入：-3.75dBmPage23光，传递文明，照耀世界Cablepeople,theBroadway有线电视系统指标有线电视系统网络结构1310nm与1550nm传输系统比较有线电视系统光设计依据有线电视系统网络的工程开通调试Page24光，传递文明，照耀世界Cablepeople,theBroadway1310nm传输系统特性：1.单台1310nm光发射机成本低，但输出功率也低。2.1310nm组网方案简单灵活，可方便的实现网络的扩容。3.单台1310nm光发射机所带用户少，每户所分带宽充裕，有利于开展个性化服务，如VOD、Cablemodem业务。4.1310nm波长零色散传输特性，通过普通G.652光纤传输，色散其对系统的CTB和CSO指标基本没有损伤。5.1310nm光射机发采用激光器直接调制方式。Page25光，传递文明，照耀世界Cablepeople,theBroadway1310nm传输系统局限性：1.1310nm系统输出最大功率的局限性很大，最多20mW，约13dBm，工作在1290nm-1310nm带宽范围内的掺镨光纤放大器（PDFA）至今技术还不成熟，商业化路途遥远。这样使1310nm系统在远距离传输上失去可能。2.采用光电转换方式传输长距离，对网络系统指标C/N、CSO和CTB的损伤巨大，一次光电转换，传输信号指标下降C/N:3dBm，CSO:4.5dBm，CTB:6dBm。对网建设而言，多次的光电转换，指标劣化过快,最终用户指标将无法满足要求。3.1310nm在G.652光纤中的传输损耗高达0.4dBm/km，光功率消耗严重，使单位mW的光利用率大幅降低，网络造价提高。Page26光，传递文明，照耀世界Cablepeople,theBroadway1550nm传输系统特性：•在普通G.652光纤中传输的损耗仅0.25dBm/km。•有成熟的光放大技术；可以实现大功率13dBm-24dBm（20mW-250mW）的分配。这样大的功率覆盖是1310nm系统望尘莫及的。结合光分路器的使用，可实现功率的灵活分配，网络结构灵活多变，设备用量小。•通过光放大，能实现光的中继，传输距离长，避免了光电转换，性能好，指标裂化小。•相比1310nm传输成本低（单位mw价格低）Page27光，传递文明，照耀世界Cablepeople,theBroadway1550nm传输系统局限性：1.1550nm外调制光发射机仍以国外进口为主，国产性能还很不可靠，虽然进口产品的价格大幅下调，但是仍显得很高。2.因为1550nm系统覆盖范围很大，所以一旦发射机或放大器产生故障，将会导致大面积的信号中断。增加了网络的风险性，但可以通过光路环网热备份进行缓解。3.1550nm波长在普通G.652光纤传输时