1550nm光系統(tǒng)技術(shù)在有線電視網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

摘 "要：隨著數(shù)字電視的發(fā)展和三網(wǎng)融合的日益臨近，有線電視網(wǎng)絡(luò)光纜到樓棟已經(jīng)成為一種趨勢(shì)。近年來(lái)隨著光纜成本越來(lái)越低，同軸電纜主要原材料銅價(jià)格的攀升，使光纜到樓棟成為了有線電視新建網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)科學(xué)的選擇。1550nm技術(shù)的成熟和成本的下降使得光纜到樓棟成為一種可以實(shí)現(xiàn)的組網(wǎng)方式。

關(guān)鍵詞：1550nm;光系統(tǒng);有線電視;應(yīng)用;

文章編號(hào)：1674-3520（2015）-10-00-01

一、1550nm光波的技術(shù)特點(diǎn)

在有線電視光傳輸系統(tǒng)中常用1310nm和1550nm兩個(gè)波長(zhǎng)的光波。這2個(gè)波長(zhǎng)的光各有特點(diǎn)，相對(duì)于1310nm光波1550nm光波的主要特點(diǎn)是：

（一）光纖傳輸損耗小。1310nm損耗使0.35dB/Km，1550nm的損耗是0.25dB/Km。更小的損耗可以在同樣的光功率條件下，可以傳輸更長(zhǎng)的距離，或分配更多的光節(jié)點(diǎn)。

（二）光可直接放大，便于中繼和增加光節(jié)點(diǎn)。1550nm光波可以用EDFA（摻鉺光纖放大器）直接放大，并且1550nm光放大器技術(shù)已經(jīng)成熟，得到大規(guī)模的商業(yè)應(yīng)用。1310nm光波的光放大器目前還沒(méi)有成熟的商用，僅限于實(shí)驗(yàn)室研究。在長(zhǎng)距離傳輸需要中繼或增加光節(jié)點(diǎn)時(shí)，如果采用1310nm光波，只能進(jìn)行光電光轉(zhuǎn)換（光信號(hào)輸入光接收機(jī)，將光接機(jī)的電信號(hào)調(diào)整至合適的電平輸入1310光發(fā)射機(jī)）進(jìn)行中繼或增加光節(jié)點(diǎn)。1310nm光波在光電光的轉(zhuǎn)化過(guò)程中必然導(dǎo)致信號(hào)質(zhì)量的下降，限制了信號(hào)的傳輸距離。如果采用1550nm光波，可以直接將光信號(hào)進(jìn)行放大。只要光放大器的輸入光功率在合適范圍內(nèi)，放大后的信號(hào)質(zhì)量的劣化可以忽略不計(jì)。

（三）更大的功率。1330nm光發(fā)射機(jī)目前常用的功率為20mW（13dBm），可以傳輸30Km左右，可以分配光節(jié)點(diǎn)約14個(gè)左右。而1550nm光發(fā)射機(jī)雖然發(fā)射光功率通常不大，通常為7dBm左右，但是可以通過(guò)1550nm光纖放大器將光信號(hào)進(jìn)行放。比如22dBm（158mW）光放大器，理論上可以傳輸80公里左右，可以分配光節(jié)點(diǎn)64個(gè)左右。

（四）色散。光在單模光纜G .652光纖中傳輸存在在著材料色散和結(jié)構(gòu)色散。對(duì)于1310nm和1550nm波長(zhǎng)的光而言，在G..652光纖中傳輸，1310nm光波色散為零，但1550nm光波存在色散。并且色散隨著光纖長(zhǎng)度的增加而增加，當(dāng)光纖長(zhǎng)度達(dá)到一定程度后，信號(hào)受色散作用產(chǎn)生非線性失真。采用1550nm技術(shù)作為網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺(tái)，長(zhǎng)距離傳輸時(shí)要考慮色散，要在合適的位置進(jìn)行色散補(bǔ)償。

二、1550nm光設(shè)備

1550nm光設(shè)備主要有光發(fā)射機(jī)、光放大器、光接收機(jī)、光分路器等有源和無(wú)源器件。對(duì)于無(wú)源器件如跳線、尾纜1310nm和1550nm通用，只有光分路器1310nm和1550nm有區(qū)別，應(yīng)該選用1550nm窗口的光分路器。對(duì)于有源器件，光接收機(jī)13130nm和1550nm通用，但是光發(fā)射機(jī)1550nm和1310nm不同，光放大器1550nm專用。下面主要介紹1550nm光發(fā)射機(jī)和光放大器。

（一）光發(fā)射機(jī)。1550nm光發(fā)射機(jī)采用了外調(diào)制故稱為外調(diào)制光發(fā)射機(jī)。1550nm光發(fā)射機(jī)的輸出光功率不是很高，在系統(tǒng)中光發(fā)射機(jī)一般只是作為“種子”，不直接傳輸光信號(hào)，而是將功率合適的光信號(hào)送到1550nm光放大器，光信號(hào)經(jīng)過(guò)放大后傳輸至光節(jié)點(diǎn)或二級(jí)機(jī)房。目前1550nm光發(fā)射機(jī)基本具備了以下特點(diǎn)：

高指標(biāo)：RF預(yù)失真技術(shù)在保證性能優(yōu)異的CNR的情況下，系統(tǒng)獲得最大的CTB、CSO和SBS指標(biāo)。

可靠性：一般內(nèi)置雙電源，自動(dòng)切換。激光器溫控系統(tǒng)，保證激光器工作在恒溫條件下。自動(dòng)功率控制電路，確保激光器工作穩(wěn)定。

易管理：直觀的設(shè)備工作狀態(tài)顯示，異常情況聲光報(bào)警提示，具有網(wǎng)絡(luò)接口，便于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控。1550nm光發(fā)射機(jī)的這些特點(diǎn)使它的易用性和安全性得到了保證。

（二）摻鉺光纖放大器（EDFA）。摻鉺光放大器是1550nm光系統(tǒng)中的重要設(shè)備，為有線電視遠(yuǎn)距離、大面積傳輸和覆蓋提供優(yōu)質(zhì)的光信號(hào)。光放大器具有可靠的光功率輸出穩(wěn)定電路及激光器自動(dòng)溫度穩(wěn)定控制電路，保證了整機(jī)的最佳性能和激光器的長(zhǎng)壽命穩(wěn)定工作，內(nèi)置的微處理器軟件對(duì)泵浦激光器的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，工作參數(shù)由面板顯示，激光器的工作參數(shù)一旦偏離軟件設(shè)定的允許范圍，微處理器可自動(dòng)關(guān)斷激光器電源，進(jìn)行聲光提示告警，數(shù)字面板提示故障原因，具有網(wǎng)絡(luò)管理及遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。光放大器的這些特點(diǎn)保證了光纜網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運(yùn)行。

三、1550nm設(shè)備使用注意事項(xiàng)

（一）接地。光發(fā)射機(jī)機(jī)和光放大器在使用前，要是機(jī)器外殼和電源插座接地端可靠接地（接地電阻應(yīng)lt;4Ω=，以免靜電損壞激光器件，并防止機(jī)殼帶電而對(duì)人體造成傷害，設(shè)備接地系統(tǒng)應(yīng)該與建筑避雷系統(tǒng)不可公用應(yīng)該分別建設(shè)。

（二）電源。光發(fā)射機(jī)和光放大器作為有線電視系統(tǒng)中的重要器件，為了保證設(shè)備可靠不間斷運(yùn)行，需配置備用電源系統(tǒng)。如果有條件的可以配備不間斷電源（UPS）系統(tǒng)。

（三）環(huán)境。光發(fā)射機(jī)和光放大器中的激光器的穩(wěn)定工作溫度要求為25℃，設(shè)備雖然具有一定的溫度調(diào)節(jié)功能，但是一旦環(huán)境溫度超出了設(shè)備的調(diào)節(jié)范圍，設(shè)備將切斷激光器電源進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)，所以要保持設(shè)備環(huán)境溫度在適宜的范圍內(nèi)。灰塵對(duì)光纖活動(dòng)接頭影響較大，細(xì)小的灰塵落到接頭端面上都將影響光功率，所以一定要保持環(huán)境整潔。

（四）色散。1550nm光波在G.652光纖中傳輸，是有色散的。但是色散隨著光纖長(zhǎng)度的增加而增加。如果光纖傳輸長(zhǎng)度在100公里以內(nèi)，可以不考慮色散對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)的影響，如果光纖長(zhǎng)度超過(guò)100公里則要考慮色散，需進(jìn)行色散補(bǔ)償。

（五）光纖連接器。有線電視系統(tǒng)對(duì)光功率要求比較嚴(yán)格，光接收機(jī)的接收光功率的活動(dòng)范圍較窄，活動(dòng)連接器對(duì)光功率的影響有比較大。所以在進(jìn)行光纖連接器操作時(shí)，應(yīng)用質(zhì)地良好的擦鏡紙或醫(yī)用脫脂酒精棉對(duì)光接頭進(jìn)行小心清洗，若用脫脂酒精棉清洗，清洗完畢還需等數(shù)分鐘，讓連接頭表面的酒精揮發(fā)晾干。清洗干凈的光纖活動(dòng)連接頭接回適配器時(shí)，應(yīng)注意用力適當(dāng)，以免用力過(guò)度使適配器內(nèi)的陶瓷管破裂。光纖活動(dòng)連接頭清洗后，輸出光功率還不正常，此時(shí)應(yīng)卸下適配器，旋下機(jī)內(nèi)的另一個(gè)連接頭對(duì)其進(jìn)行清洗;清洗完后，如光功率仍偏低，此時(shí)可能適配器內(nèi)部已被污染，應(yīng)對(duì)適配器進(jìn)行清洗，拆卸適配器應(yīng)小心操作，以免損傷機(jī)內(nèi)光纖。

（六）規(guī)范操作。在進(jìn)行1550nm光設(shè)備安裝、調(diào)試、排除故障時(shí)，必須按照操作規(guī)章進(jìn)行。首先操作人員要除靜電或佩戴靜電環(huán)，需關(guān)閉光發(fā)射機(jī)和光放大器時(shí)要先關(guān)閉激光器開關(guān)，在關(guān)閉設(shè)備電源開關(guān);安裝或檢查光放大器跳線光纖時(shí)應(yīng)先關(guān)閉光放大器激光器開關(guān)，以免光功率過(guò)大燒壞跳線;在操作時(shí)人眼睛不要直視光放大器、光發(fā)射機(jī)和光纖跳線的接頭，以免損傷眼睛。1550nm技術(shù)的成熟和大規(guī)模的商業(yè)應(yīng)用，必將促進(jìn)有線電視光纜網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，在使用1550nm設(shè)備時(shí)，只要按照技術(shù)規(guī)范設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)，操作時(shí)按照操作規(guī)范操作，注意設(shè)備的防水、防雷擊、和設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境，就可以確保網(wǎng)絡(luò)的安全可靠運(yùn)行，促進(jìn)有線電視事業(yè)的發(fā)展。