摘要:【目的】探討L波段信號經過超遠距離光纜安全穩(wěn)定傳輸至華數前端機房的技術實現(xiàn)?!痉椒ā课恼峦ㄟ^在實驗模型色散補償方式分析的基礎上,結合工程實際進行實地測試驗證。【結果】通過合理的色散管理,可較好地補償長距離傳輸系統(tǒng)帶來的色散問題?!窘Y論】在L波段光信號傳輸途中使用前置色散補償器和EDFA光信號中繼設備的方式可以實現(xiàn)125公里L波段信號傳輸,經此遠距離傳輸的L波段信號,滿足華數前端機房衛(wèi)星信號的接收需求。
關鍵詞:光纖色散;非線性效應;色散補償;補償量; 傳輸方式" " " " " " 中圖分類號:TN919.8" " " " 文獻標識碼:A
文章編號:1671-0134(2023)03-152-03" " " " "DOI:10.19483/j.cnki.11-4653/n.2023.03.034
本文著錄格式:包勇,邱承浚,張麗.基于色散補償技術的超長距離L波段傳輸方式[J].中國傳媒科技,2023(03):152-154.
導語
華數傳媒前端是浙江省數字電視信源中心,由其接收處理的信源提供浙江省各地市作為直播播出信源,信源中心接收處理的節(jié)目中衛(wèi)星接收信源占比高達75%。[1]因此,衛(wèi)星信源的接收和傳輸安全是浙江省安全播出工作的重中之重。隨著電信運營商在杭州市區(qū)5G通訊業(yè)務的發(fā)展和基站覆蓋密度的增加,華數公司衛(wèi)星信號接收遭受5G干擾的情況越來越嚴重,已經嚴重影響播出安全。經公司決策,決定異地選址建設無干擾的衛(wèi)星接收站,并將無干擾、穩(wěn)定高質量的衛(wèi)星信號通過L波段長距離光傳輸系統(tǒng)經專線傳輸光纜接入華數前端機房,從而徹底排除5G信號對衛(wèi)星信號接收及穩(wěn)定傳輸的隱患。
然而,異地衛(wèi)星接收站距離華數前端機房總光纜鏈路長度約為125千米??紤]到遠距光纖傳輸中的非線性效應(光纖色散、損耗等)可能會造成光纖通信中出現(xiàn)信號質量下降、信息丟失等問題[2],如何將L波段信號經過超遠距離光纜安全穩(wěn)定傳輸至華數前端機房,是本文研究的主要內容。
1.系統(tǒng)模型
針對遠距光傳輸系統(tǒng)中傳輸信號質量下降的問題,實際工程應用中經常啟用色散管理,即采用色散補償光纖進行抑制。根據色散補償模塊部署位置的不同,可以分為如下幾種補償方式:前置補償、中間補償、后置補償和對稱兩段補償等。按照補償量的不同也可以分為:完全補償、一定程度的過補償和一定程度的欠補償等補償方式。[3]
從色散管理的效果來看,在不同的位置用不同量的補償,其補償效果是不同的。光纖傳輸過程中的信號傳輸環(huán)境復雜,采取何種形式的色散補償方案需要根據工程實際情況進行考量。不同的色散管理方案會對系統(tǒng)性能帶來不同的影響,需要對各種出現(xiàn)的情況進行深入研究和分析比較尋找最優(yōu)的色散管理方案。
圖1是色散補償模塊( Dispersion compensation module)部署在不同位置進行補償的實驗模型。圖中模塊補償量為1360PS,可以補償80千米普通G625光纖造成的色散。圖中A為沒有部署補償傳輸方式,B為前置補償方式,C為中間級補償方式,D為后置補償方式,E為接收端補償方式。[4]為了保證5種測試條件基本相同,將75千米光纖與色散補償模塊合并,統(tǒng)一看作一個單元模塊分別部署在系統(tǒng)的開始端、中間端和末端。
為研究遠距光傳輸系統(tǒng)中光纖色散及其補償模塊的實際補償能力,實驗系統(tǒng)設定為超長傳輸距離以凸顯色散影響,本次模型設定傳輸距為205千米。同時調整每段EDFA輸出光功率,將每段入纖光功率都控制在16dBm以下,以減少自相位調制效應(SPM)引起的指標劣化。[5]從理論計算分析可知,當補償模塊完全補償80千米色散量的時候,將給系統(tǒng)CSO指標帶來6.2dB的改善量。
上述模型測試結果如下:
A:在完全沒有部署色散補償模塊(DCM)時,系統(tǒng)的CSO值為-34dBc(60CH);
B:首先把傳輸信號作—1360ps的變化,然后注入光纖進行傳輸,是一種過補償方式。系統(tǒng)測試的CSO值為—36.5dBc(60CH),有2.5dB的改善,與理論計算值差3.7dB;
C:信號傳輸80千米后,在80千米處作-1360ps的色散補償。系統(tǒng)的CSO值達—40dBc(60CH),有6dB的改善。與理論計算值接近,補償效果最好;
D:信號傳輸130千米后,作—1360ps的色散補償。系統(tǒng)的CSO值為—39.1dBc(60CH),有5.1dB的改善,與理論計算值差1.1dB;
E:將色散補償模塊(DCM)部署在光接收機末端。系統(tǒng)的CSO值為—33.6dBc(60CH),與完全沒有部署色散補償模塊相比反而劣化0.4dB。補償效果最差。
由模型實驗可知:色散補償模塊部署靈活,適合部署在長距離光纖傳輸系統(tǒng),通過合理的色散管理,可較好地補償長距離傳輸系統(tǒng)帶來的色散問題。色散補償模塊部署位置可依據工程實際進行考量,根據實地勘測情況確定色散補償方式,不同環(huán)境下的補償效果有所差異。[6]完全不安裝色散補償模塊會造成指標劣化嚴重,影響信號傳輸質量;條件允許的情況下,如果在每一段EDFA后面都接一個補償模塊,使得每一段光纜傳輸的色散都基本得到補償,補償效果會更好。
2.技術方案
在異地衛(wèi)星接收站建設中,衛(wèi)星信號通過L波段長距離光傳輸系統(tǒng)經專線傳輸光纜接入華數前端機房,實現(xiàn)異地衛(wèi)星信號遠距安全穩(wěn)定傳輸。[7]
具體傳輸途徑如下:從異地衛(wèi)星接收站接收的L波段信號,先傳輸至區(qū)縣華數機房,在區(qū)縣華數機房進行中繼放大,再通過專線光纜傳輸至華數前端機房。實際光纜路由如圖2。
根據模型計算,可在區(qū)縣華數機房部署色散補償模塊和EDFA,即光纜傳輸33千米處進行色散補償和放大。[8]由于區(qū)縣華數機房機柜資源緊張,以前置方式進行色散補償,即色散補償器部署在EDFA之前對后續(xù)線纜敷設、設備維護較為便利。光傳輸設備部署框架圖詳見圖3。
按照前置色散補償方式實現(xiàn)的超長距離傳輸是否滿足L波段信號使用要求,需要進行關鍵指標測試。測試指標項包括關鍵節(jié)點光功率、異地衛(wèi)星接收站和前端機房衛(wèi)星接收指標。
使用光功率,測試并記錄各節(jié)點光功率,見表1。
在異地衛(wèi)星接收站和華數前端機房分別部署衛(wèi)星接收機,對衛(wèi)星接收指標進行讀取,結果見表2、表3。
由表2、表3測試結果可知:在L波段光信號傳輸途中使用前置色散補償器和EDFA光信號中繼設備的方式可以實現(xiàn)125公里L波段信號傳輸,經此遠距離傳輸的L波段信號,滿足華數前端機房衛(wèi)星信號的接收需求。
結語
華數異地衛(wèi)星接收站各極化L波段信號經125公里超長傳輸路由傳輸至華數前端機房,目前已經接入大網投入正式使用。在中國共產黨成立100周年紀念活動、黨的“二十大”等重大主題安全播出保障期提供安全穩(wěn)定的衛(wèi)星信源,有力保障了安播重保任務和日常安全播出工作的順利完成。
各地廣電衛(wèi)星接收站由于建設年代較早,一般位于城區(qū)位置。在新的時代背景下,5G通信技術取得一定發(fā)展,隨著5G商用部署的持續(xù)推進,各城市區(qū)域三大電信運營商5G基站覆蓋數量和覆蓋密度不斷增加[9],對當地廣電衛(wèi)星接收站的干擾也持續(xù)增強,在遠離城區(qū)的郊區(qū)興建異地衛(wèi)星接收站成為解決電信運營商5G干擾的終極手段。[10]因此,采用色散補償方式實現(xiàn)超長距離L波段穩(wěn)定安全光傳輸,在行業(yè)內具備一定的推廣價值。
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作者簡介:包勇(1972-),男,浙江杭州,教授級高級工程師,研究方向為數字電視技術;邱承浚(1981-),男,浙江杭州,高級工程師,研究方向為數字電視技術;張麗(1982-),女,山東單縣,高級工程師,研究方向為數字電視技術。
(責任編輯:張曉婧)