- 相關推薦
CATV光纜設計
摘要：CATV光纜方案，經(jīng)驗及修正公式關鍵詞：CATV，光纜，電平，頻道
一、設計范例
1.引言：
1.1自九十年代以來，伴隨材料及通信技術的進步，光纜技術已逐漸深入各應用階層。
由二維拓撲結構而言，光纖的拓撲結構設計，由早先的星型及樹型結構已逐漸進入二維的雙拓撲環(huán)境，下圖為四終端光纖結構。
1.1星型
圖中虛線為線型設計
實線為樹型設計
虛實線為雙拓撲環(huán)境C實際中L1+L3>L1+L2&L1+L3>L2+L3
1.2光纖經(jīng)其低損耗，高保真在目前得到廣泛應用，關于其保真度及帶寬影響問題，本文不予論述。
二、估算公式：
2.1以下公式是基于工作環(huán)境考慮，且設定光纜帶≥900MHz，低頻響應為≥30Db，級間損耗為≤3Db，8MHz間隔為0.12MHz，以下僅關于單點進行討論。
2.2有關估算公式
2.2.1分系統(tǒng)與總系統(tǒng)指標之間的關系[5]
設某系統(tǒng)由兩部分組成，各指標下標以1、2區(qū)分，則總的指標為：
(1)
(2)
(3)
其中(1)式為功率迭加，(2)式為電壓迭回，(3)式介于兩者之間。對于(3)式有的文獻也有用功率迭加的[6]。
2.2.2多頻道系統(tǒng)中額道和實際頻道下指標之間的換算
有的設備已知額定頻道數(shù)下的指標，但實際使用頻道并沒有這么多，這時可根據(jù)下面兩種情況進行換算：
(1)光發(fā)射機每頻道輸入射頻電子不變
設額定頻道數(shù)為N，實際頻道數(shù)為N'，N'<N，這時N頻道下的光調(diào)制度OMI[1]車N'頻道下的光調(diào)制度OMI'，顯著有OMI'<OMI，則有：
(4)
(5)
(6)
其中帶“”的對應實際頻道數(shù)N'下的指標。
(2)光調(diào)制度保持不度，實際頻道N'下每頻道輸入電平上升
同理有：
(7)
(8)
(9)
2.2.3NTSC制轉為PAL制，C/N要下降
圖4為美國制式NTSC-M和中國制成PAL-D的頻道，設圖像載頻處坐標為0，橫坐標下虛線上方的數(shù)字對應NTSC制，虛線下方的數(shù)字對應PAL制。由圖4可知，NTSC制圖像帶寬為4MHz，PAL制圖像帶寬為5.75MHz，這是殘留邊帶(VSB)的原因。據(jù)此，進口端機在NTSC制下給出的C/N指標換算成PAL制下的C/N指標時應減少：。
圖象載頻伴音載頻
圖4兩種TV制式頻譜
2.3光纜CATV系統(tǒng)設計例
2.3.1系統(tǒng)要求
離前端三點距離分別為12km、11.5km和15km，如圖5所示：
圖5一發(fā)三收距離示意
要求C/N=50dB,CTB=65dB，CSO=60dB,頻道數(shù)遠期20個，均為PAL制。
2.3.2設定估算標準
(1)單模光纖損耗≤0.35dB/個。熔接頭損耗計入后為0.4dB/km。
(2)光連接器損耗0.5dB/個，光發(fā)射機和接收機各有一個光連接器。
(3)光耦合器插入損耗0.5Db。
(4)光接收機輸入光功能：為保證中夠的C/N，這里取一2dBm，通常范圍一4～一dBm，視具體要求及可選擇的光端機而定。
2.3.3從接收端向發(fā)射端倒算光發(fā)射機功率
如前所述，以星形網(wǎng)為例進行設計，發(fā)纜芯數(shù)以每接收端四芯計算，主要為今后信息高速公路或?qū)拵Ч饫w綜合業(yè)務網(wǎng)(包括數(shù)據(jù)、語音)所預留。圖6系從圖5演變而來，以表示星形網(wǎng)。
(1)R1對A1點光功率的要求P：
P1=-2dBm+0.4×12+0.5=3.3dBm=2.14mW
(2)R2對A2點光功率要求P2
P2=-2dBm+0.4×11.5+0.5=3.1dBm=2.04mW
(3)R3對A3點光功率的要求P3
P3=-2dBm+0.4×15+0.5=4.5dBm=2.82mW
圖6一發(fā)三收星形網(wǎng)
(4)光耦合器分光比
1、P1+P2+P3總光功率P
P=2.14+2.04+2.82=7.0mW=8.45dBb
2、分光比
分光比＝
3、分光比對應的損耗
101g0.31≈-5.09dB，取5.1dB
101g0.29≈-5.38dB，取5.4dB
101g0.4≈-3.98dB，取4.0dB
(5)光發(fā)射機功率估算
1、計入光耦合器插入損耗的功率
8.45dBm+0.5=8.95dBm
2、計入光發(fā)射機上光連接器的損耗
8.95dBm+0.5=9.45dBm=8.8mW
3、光發(fā)射機標稱光功率Pr
Pr取系列值10mW
2.3.4各鏈路總損耗驗算，從而確定光損耗預算dB值
(1)TR1路損耗L'1和總耗損L1
L'1=0.4×12=4.8dB
L1=4.8+5.1+0.5=10.4dB
(2)TR2路損耗L'2和總損耗L2
L'2=0.4×11.5=4.6dB
L2=4.6+5.4+0.5=10.5dB
(3)TR3路損耗L'3和總損耗L3
L'3=0.4×15=6.0dB
L3=6.0+4.0+0.5=10.5dB
確定光損耗預算
(4)上述三路損耗可取為11dB(或者12dB)，若取12dB的話，即留了系統(tǒng)余量1dB。
2.3.5選擇光發(fā)射機和接收機
按前面介紹的兩類進口端機，初步選定Ortel公司10360B/10460A組合，其指標在60個PAL頻道下，C/N=52dB，CTB=65dB,CSO=60dB;對12dB光預計損耗功率為10mW。由于鏈路損耗均<12dB，所以上述設計能滿足遠期59個PAL頻道要求。
2.3.6計算實際頻道數(shù)下的指標
近期實際頻道數(shù)N'=20，所選端機額定頻道數(shù)N=60，假定目前頻道數(shù)不足的情況下光發(fā)射機每頻道輸入射頻電平與額定頻道數(shù)時一樣，則有實際頻道數(shù)下各指標值為：
1、C/N'
由(4)式，C/N'=C/N=52dB>50dB
2、CTB'
由(5)式，
3、CSO
由(6)式,
2.3.7光纜芯數(shù)的確定
中已提及，光纜芯數(shù)以每接收端四芯計算，則參見5,R2R3段為四芯光纜3.5km，PR1段亦為四芯光纜4km，合計四芯光纜7.5km；PR2段為八芯光纜3.5km。TP段為十二芯光纜8km。
結束語
光纜CATV技術國外是在80年代末，90年代初才逐步商業(yè)化的，國內(nèi)是在90年代初起步的。這項技術的發(fā)展，主要歸功于寬頻帶、大功率、高線性光電器件的出現(xiàn)，當然這里仍然指與現(xiàn)行電纜CATV兼容的AM光纜系統(tǒng)。有關資料或教材也很少，本文只是我們近年來在此項技術推廣中的一些經(jīng)驗體會，尚有不足之處，敬請指正。
參考文獻
1王家詒等，300MHzCATV信號光纖傳輸系統(tǒng)設計，光通信研究，1992.3，P14～22
2王家詒等，CATV光纜傳輸系統(tǒng)中的幾個主要問題，光通信研究，1993.2P43～48
3黃吳明，有線電視技術，北京廣播學院出版社，1991
4周慶衍，有線電視系統(tǒng)中的非線性失真，世界有線電視信息，1995.2(3)，P26～38
【CATV光纜設計】相關文章：
基站拆除敷設光纜問題報告08-23
基于DSP和光纜通信的遠程高速數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)的設計與應用08-06
最新光纜合同范本05-25
光纜開剝與接續(xù)多媒體課件制作08-06
光纖光纜和通信電纜技術發(fā)展與思考08-06
b光纜開剝與接續(xù)多媒體課件制作08-06