數(shù)字電視1550nm全光網(wǎng)傳輸系統(tǒng)設(shè)計

許才勇

【摘要】在“寬帶中國”戰(zhàn)略及實施方案的踐行過程中，要重視寬帶網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化升級建設(shè)。在傳統(tǒng)的有線電視運營管理發(fā)展過程中，要合理的融合現(xiàn)代技術(shù)手段，提升競爭優(yōu)勢?；诖耍P者主要對數(shù)字電視1550nm全光網(wǎng)傳輸系統(tǒng)設(shè)計進行了簡單的分析論述，僅供參考。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字電視;1550nm;全光網(wǎng)傳輸系統(tǒng)設(shè)計

在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，人們通過各種渠道獲得信息，而網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展也在一定程度上影響了有線電視的發(fā)展?，F(xiàn)階段，有線電視收視份額在整體上來說下降到52.35%左右，而有線電視的用戶則呈現(xiàn)持續(xù)負增長的發(fā)展態(tài)勢。在此種背景中，重視廣播電視寬帶接入網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)與發(fā)展，提升用戶整體的服務(wù)質(zhì)量，這樣才可以不斷的推動行業(yè)發(fā)展。相對于傳統(tǒng)的同軸電纜網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來說，現(xiàn)階段FTTH在不斷成熟，其具有較為顯著的高帶寬、長距離以及低成本的發(fā)展優(yōu)勢， 而在1550nm+EDFA光傳輸技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟中，就要探究數(shù)字電視1550nm全光網(wǎng)傳輸系統(tǒng)設(shè)計的有效對策與手段。

1. 數(shù)字電視1550nm全光網(wǎng)傳輸系統(tǒng)優(yōu)勢

在Internet業(yè)務(wù)以及多媒體行業(yè)的高速發(fā)展過程中，網(wǎng)絡(luò)用戶以及業(yè)務(wù)數(shù)量呈現(xiàn)高速發(fā)展的趨勢，而在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中要想滿足不同用戶的需求其必須要具有高比特率數(shù)據(jù)傳輸以及大吞吐量的交叉性優(yōu)勢。而隨著光纖通信技術(shù)發(fā)展中，30THz帶來的巨大潛，也為帶寬容量的高速發(fā)展帶來了一定的契機。隨著信息高速路的不斷發(fā)展，光技術(shù)在通信網(wǎng)絡(luò)中不斷的滲透，光纖通信呈現(xiàn)全網(wǎng)發(fā)展的趨勢。而全光網(wǎng)絡(luò)則就是一種在網(wǎng)絡(luò)傳輸以及交換過程中全部通過光纖的方式實現(xiàn)，無需電光以及光電轉(zhuǎn)換，可以有效的提升網(wǎng)速。在此種背景之下數(shù)字電視1550nm全光網(wǎng)傳輸系統(tǒng)設(shè)計就尤為重要。

第一，損耗小，1550nm傳輸相對較小，傳輸損耗低于0.25dB/km。而在傳統(tǒng)的1310nm傳輸損在運行中會損耗0.4dB/km。應(yīng)用1550nm波長可以實現(xiàn)大范圍、遠距離的聯(lián)網(wǎng)傳輸，可以共同應(yīng)用一個前端光發(fā)射機平臺系統(tǒng)，有效的提升了資源的利用效率。第二，功率大。應(yīng)用1550 nm光傳輸技術(shù)可以實現(xiàn)大功率的輸出，進而有效的減少了機房中設(shè)備的具體數(shù)量，有效的節(jié)約成本，管理簡單，維護便捷。利用有效的設(shè)備備份處理，可以在根本上提升網(wǎng)絡(luò)的整體安全性。第三，指標良好。應(yīng)用1550nm進行光信號級聯(lián)，在操作中不用進行光電轉(zhuǎn)化處理，同時，C/N損傷也相對較小，在有著良好的信號傳輸指標。第四，可發(fā)展。在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程中，其呈現(xiàn)FTTH 演進發(fā)展趨勢，提升了信號發(fā)射光功率，也為今后三網(wǎng)合一的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

2. 數(shù)字電視1550nm全光網(wǎng)傳輸系統(tǒng)設(shè)計

2.1 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架

系統(tǒng)傳輸網(wǎng)絡(luò)就是通過1個總前端、一級以及二級光鏈路干線、用戶分配網(wǎng)構(gòu)成?？偳岸说矫總€前端以及分前端之間都是利用光纜進行連接，通過連接形成一級環(huán)路光鏈路。其分前端通過光交接箱到小區(qū)樓光纜通過星形結(jié)構(gòu)布線可以形成一個二級的光鏈路系統(tǒng)，在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中要設(shè)置足夠的主干光纜路，保障其整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)層次的清晰性。

2.2 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方案

在確定設(shè)計方案的過程中，要綜合具體狀況合理設(shè)計。根據(jù)1 550 nm光傳輸模式為基礎(chǔ)合理設(shè)計。在設(shè)計中其前端機房通過2×7dBm的1550nm外調(diào)制激光發(fā)射機作為制度要的網(wǎng)絡(luò)為系統(tǒng)運行提供充足的光源，在通過分光之傳輸光信號到達各個分前端機房中，在分前端中利用光放大器傳輸?shù)讲煌墓夤?jié)點之上，利用IP管網(wǎng)為基礎(chǔ)，利用網(wǎng)絡(luò)管理軟件加強對設(shè)備的遠程監(jiān)督控制、管理以及調(diào)試。綜合光纖到樓（FTTB）方式的規(guī)劃設(shè)計要求，合理開展，綜合具體的傳輸模式與要求，分析城區(qū)覆蓋區(qū)域、光節(jié)點光鏈路損耗等因素，合理計算確定具體的設(shè)備數(shù)量以及光纜。

2.3 系統(tǒng)指標的確定及主要設(shè)備的選取

在系統(tǒng)設(shè)計過程中，要明確網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)指標。若要設(shè)計一個光纖有線網(wǎng)，首先確定網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)指標。在設(shè)計過程中，應(yīng)用FTTB 設(shè)計的主要城區(qū)網(wǎng)絡(luò)，其光放大器級聯(lián)多數(shù)狀態(tài) 之下為2級，最多不能高于3級，分配系統(tǒng)的放大器多數(shù)為2級。在其傳輸距離小于等于100km的時候，其載噪與CNR對比來說雖然有所不足，但是并不會影響CTB以及CSO等因素。

第一，非線性指標損失多數(shù)都是在光接收機的射頻模塊之上，對此，在進行設(shè)計過程中要綜合光發(fā)射機以及光接收機的技術(shù)手段，綜合技術(shù)、先進性以及優(yōu)異技術(shù)指標信息。因此，通過先進的技術(shù)手段進行處理，提升現(xiàn)場施工要保障其優(yōu)異指標。調(diào)制光發(fā)射機通過外調(diào)制技術(shù)實現(xiàn)了引入相位調(diào)制，通過動態(tài)單縱模模激光器進行處理，調(diào)整激光器，光譜展寬到 SBS 線寬之外。對此，可以應(yīng)用DM1550 系列的外調(diào)制光發(fā)射機設(shè)備作為光源系統(tǒng)。

第二，光放大器應(yīng)用DMEDFA 系列1550nm放大器設(shè)備。此產(chǎn)品主要應(yīng)用高性能摻鉺光纖以及低噪聲泵浦激光器設(shè)備，內(nèi)置完善的嵌入式自動監(jiān)控管理系統(tǒng)，可以保障其整體性能指標。

第三，光接收機的選擇

光接收機是光纖鏈路的未端設(shè)備設(shè)備。在設(shè)計過程中，綜合光鏈路用戶的數(shù)量以及光纖網(wǎng)絡(luò)的具體功能與要求，確定光接收機的類型。在進行城鄉(xiāng)光纖鏈路中的C/N 主要就是在激光器噪聲積累以及接收機光輸入功率的共同作用影響之下產(chǎn)生的。要保障其符合國家標準要求。在光接受功率共處于-4dBm以及1dBm的范圍中，光接收功率每增加1dBm，就會提升C/N1dB左右。但是，光接收功率在運行中的并不是一直保持此種規(guī)律與關(guān)系的。在接收光功率高于1dBm之后，無法在改善存在的噪聲問題。光接收機輸出信號的指標會直接影響接入網(wǎng)的指標信息，因此在設(shè)計中要將光接收功率的指標設(shè)計為0dBm±1dB。

2.4 光纜路由及芯數(shù)的確定

根據(jù)城區(qū)網(wǎng)絡(luò)整體規(guī)劃的技術(shù)方案分析，確定今后業(yè)務(wù)發(fā)展的實際需求，在規(guī)劃過程中，要遵循“布局科學、路徑最短、施工便捷、升級簡單”的基礎(chǔ)性原則，要綜合具體的片區(qū)，確定前端以及不同分前端口附帶的具體范圍以及用戶數(shù)量，明確具體的光交接箱的位置、支線路由的走向、分叉點的具體位置等相關(guān)因素。綜合光纖延伸以及分割小區(qū)等需求。在一般狀況之下，要保障前端引出的單根光纜芯數(shù)的適宜性，如果光纜芯數(shù)數(shù)量過多，就會增加施工的復雜性，也影響維護管理，如果出現(xiàn)斷纜等問題就會影響最終的效果。

通過采用光纖到樓的方式，基于光節(jié)點原則，設(shè)置在覆蓋區(qū)域中的中央以及樓棟中間單元位置，每一個光節(jié)點要按照6芯進行設(shè)計，按照3個單元設(shè)計一個光節(jié)點的方式進行設(shè)計，進而為下一步FTTH升級做好準備。根據(jù)光節(jié)點的位置以及光纜的走向結(jié)構(gòu)確定不同光纜的芯數(shù)。

2.5 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1550nm光傳輸系統(tǒng)在設(shè)計中可以應(yīng)用ARRIS公司1550 光平臺設(shè)備進行施工，此設(shè)備支持1GHz頻寬。在數(shù)字電視1550nm全光網(wǎng)傳輸系統(tǒng)設(shè)計中，要設(shè)置好相關(guān)設(shè)備，在前端設(shè)置外調(diào)光發(fā)射機、光放大器等相關(guān)設(shè)備。在前端光發(fā)射機中發(fā)出光信號，在通過功率放大處理之后，進入到光分路器中，在通過光分路器將其發(fā)送到各個分前端機房中。

在各個分前端接收機房中要合理部署光接收機設(shè)備、射頻放大器設(shè)備、射頻切換開關(guān)設(shè)備等等。分析前端光功率以及光口的具體數(shù)量設(shè)計分析，在數(shù)字電視1550nm全光網(wǎng)傳輸系統(tǒng)設(shè)計完成之共有24個分前端，在后期具備增加覆蓋28個新增分前端的容量能力。可以滿足不同的局間站以及局間站下屬二級機房的整體信源需求。在設(shè)計過程中，通過星形 + 環(huán)形的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。

2.6 局間站接收信號及處理

局間站接收光信號通過本地對其進行再次分光處理，將其作為區(qū)域范圍以及二級站的信號源。其中光分輸出局間站中的主備信號，在通過光收以及一級二級射頻放大器處理之后，通過射頻放大器輸出的射頻信號，達到射頻切換開關(guān)，達到切換選通的作用，射頻切換開關(guān)輸出的射頻信號會再通過局間站1310系統(tǒng)進行傳達，達到覆蓋局間站本地的效果。具體如圖1所示。

不同局間站中通過將中心前端中的主備光信號與對應(yīng)的3級光分路器進行鏈接，計算相關(guān)內(nèi)容，在利用配纖架將其與二級機房中的各光纖路由進行有效的傳輸。

2.7 二級站接收信號及處理

通過處理在局間站中傳輸?shù)男盘?，這些信號達到主、備的二級站之后，在二級站中則無需進行光分處理，把這些光信號通過光收以及射頻放大器進行處理，輸入到射頻開關(guān)之上，在進行類似局間站的處理分析。

2.8 網(wǎng)管系統(tǒng)

在HFC 網(wǎng)管中的1550nm平臺管理模塊可以實現(xiàn)對外調(diào)光發(fā)操作、EDFA操作、光接收機操作以及射頻放大器等相關(guān)設(shè)備與操作的統(tǒng)一管理，可以實現(xiàn)配置管理、性能管理以及安全管理、告警管理、數(shù)據(jù)管理等相關(guān)內(nèi)容，通過設(shè)備可以實時查詢設(shè)備具體的狀態(tài)參數(shù)，精準直觀、快速便捷的定位故障以及設(shè)備，進而提升系統(tǒng)故障的整體應(yīng)急能力。

光平臺網(wǎng)管主要的作用就是控制模塊網(wǎng)線，將其與城域網(wǎng)交換機的端口進行有效的連接，實現(xiàn)與前端服務(wù)器之間的有效互通，也可以通過客戶機訪問服務(wù)器。將服務(wù)器系統(tǒng)、客戶機系統(tǒng)、外置式代理以及相關(guān)設(shè)備利用交換機就可以在同一網(wǎng)絡(luò)中進行管理，實現(xiàn)對不同設(shè)備的集中化管理。

HFC網(wǎng)管系統(tǒng)軟件主要就是應(yīng)用C/S架構(gòu)為基礎(chǔ)，在進行客戶端軟件以及服務(wù)端軟件的傳輸中應(yīng)用了TCP/UDP 協(xié)議通信，采用SNMP 協(xié)議實現(xiàn)了服務(wù)端軟件以及前端控制器的有效通信。在1550nm設(shè)備中有自定義協(xié)議以及無標簽接口設(shè)備。對此，要通過外置式代理實現(xiàn) SNMP 代理，為自定義協(xié)議與標準協(xié)議 之間的SCTE轉(zhuǎn)換提供平臺。在外置代理通過SNMP/IP 接口則可以有效的實現(xiàn)與以太網(wǎng)、設(shè)備之間的有效鏈接。

3. 系統(tǒng)測試和結(jié)論

系統(tǒng)在建設(shè)完成之后要進行前端站點指標測試分析，保障測試結(jié)果符合規(guī)范要求才可以開通應(yīng)用。在檢測中要保障其滿足前端機房下行 頻道數(shù)字電平差等相關(guān)標準。在檢測過程中，要將前端數(shù)字電視信號作為主要的參照，測試各個站點中射頻輸出電平指標信息、MER 指標信息。其測試點主要就是將各個站點的各站點光平臺射頻切換開關(guān)輸出口。通過對前端機房的測量分析，了解具體狀況，在備路射頻信號電平呈現(xiàn)整體平坦的趨勢中，其整體的波動趨勢也保障與前端信源一致為合格。

4. 結(jié)束語

數(shù)字電視1550nm全光網(wǎng)傳輸系統(tǒng)設(shè)計在實踐中具有經(jīng)濟性、安全性的優(yōu)勢，合理的進行設(shè)計分析，提升設(shè)計質(zhì)量，可以有效的推動數(shù)字電視行業(yè)的發(fā)展。文章通過對數(shù)字電視1550nm全光網(wǎng)傳輸系統(tǒng)設(shè)計的分析，了解設(shè)計的要點以及各個環(huán)節(jié)，探究了電網(wǎng)實施奠定可行性，綜合實際狀況系統(tǒng)設(shè)計，在根本上提升了數(shù)字電視信號傳輸質(zhì)量，提升了整體的安全性。

參考文獻：

[1]李景. 有線電視1550nm全光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案[J].中國有線電視， 2016（7）：832-834.

[2]劉瑋琳. 有線電視1550系統(tǒng)中摻鉺光纖放大器的串聯(lián)[J]. 廣播與電視技術(shù)， 2016， 43（5）：84-86.

[3]張永才. 有線電視1550nm光傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)計[J].西部廣播電視， 2017（15）：250-256.

[4]謝銳， 李懷森. 數(shù)字電視1550nm光傳輸網(wǎng)建設(shè)實踐[J]. 有線電視技術(shù)， 2018（3）.

[5]肖永輝. 1550nm光傳輸技術(shù)在廣播電視信號傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用[J].有線電視技術(shù)， 2016（10）.