文丨楊正超

（蒙自市廣播電視局，云南蒙自661100）

冷泉鎮(zhèn)距蒙自縣城20多公里，是一個典型的山區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，本鎮(zhèn)有線網(wǎng)絡建于1998年，共有用戶1000多戶。由于建網(wǎng)的時間較久，線路老化，多數(shù)用戶收看效果明顯下降，用戶投訴越來越多，加之現(xiàn)在數(shù)字電視的整體轉換，電視節(jié)目的不斷增多，網(wǎng)絡傳輸已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在技術的需要，所以網(wǎng)絡改造迫在眉睫。

1 系統(tǒng)設計依據(jù)

1）GB6510－86《30MHz－1GHz聲音和電視系統(tǒng)工程技術規(guī)范》；

2）GY/T106－1999《有線電視廣播系統(tǒng)技術規(guī)范》；

3）GY/T5063－1998《市、縣級有線廣播電視網(wǎng)絡設計規(guī)范》。

2 系統(tǒng)光纖網(wǎng)絡設計

2.1 網(wǎng)絡設計規(guī)化 要做好光纜傳輸網(wǎng)絡的設計，首先必須做好總體規(guī)劃，總的說來主要有以下幾點：1）確定光節(jié)點用戶數(shù)，大體對整個網(wǎng)絡的光節(jié)點作一個規(guī)劃，然后到實地確定光節(jié)點位置，把光節(jié)點設在啟電方便、維修方便的地方，為了節(jié)約成本，可找農(nóng)戶房屋避雨的地方安裝；2）確定網(wǎng)絡結構，根據(jù)網(wǎng)絡結構確定各段光纜芯數(shù)。網(wǎng)絡結構有星型、樹型、環(huán)狀、混合等，為保持上行傳輸電平的對稱、均衡，本鎮(zhèn)設計采用星型拓樸結構，每個光節(jié)點放4芯；3）確定光纜線路走向，實地測量所需光纜長度，繪制光纜路由圖，并標明各段光纜的長度，為采購光纜提供重要數(shù)據(jù)。本鎮(zhèn)光纜路由圖如附表1。

2.2 光鏈路設計原則 1）根據(jù)前端光發(fā)射機到各個光節(jié)點的光纜長度L，計算出各條光纖通路的損耗。2）計算光分路器各條分光比。3）計算每條光纖鏈路的分支損耗。4）計算每條光鏈路損耗。5）根據(jù)鏈路損耗和需要達到的載噪比指標查看光發(fā)射機的參數(shù)表，選擇適當?shù)墓獍l(fā)射機。

2.3 網(wǎng)絡設計計算

2.3.1 明確設計計算條件

1）光纖損耗：因采用不同光波長傳輸，光纖損耗不一樣。系統(tǒng)采用1310 nm，單模光纖在1310 nm方式下?lián)p耗為0.35 dB/km。我們按0.4 dB/km（含熔接點）計算，有利于計算簡化。

2）光分路器插入損耗值：損耗值按下表取值：

光分路器型號 損耗值（d B）1×4 0.4 1×5 0.4 5 1×6 0.5 1×7 0.5 5 1×8 0.6 1×9 0.7 1×1 0 0.8 1×1 1 0.9

3）活動接頭損耗值：單模光纖活動連接器FC/APC的損耗每個接頭按0.5 dB計算。光發(fā)射機和光接收機各有一個活動連接頭。

4）光接收機輸入光功率：現(xiàn)在光接收機的門限值都很寬，如飛通接收機，接收光功率范圍：-8～＋2 dB，建議的使用范圍是：－3～＋1 dB，所以在設計時取光接收機輸入光功率為－1 dB計算。

2.3.2 分光比的計算公式

因為各光節(jié)點與前端的距離不同，光纖的損耗不一樣，而要保證各光節(jié)點的輸入光功率基本相等，使輸入光功率符合接收機要求，就必須按各條光纖長度的損耗進行光功率分配，用光分路器的不同分光比來滿足不同光節(jié)點的需求。分光比的計算公式：Ki=pi/p1+p2+…+Pn式中：Ki……表示第i個光節(jié)點的分光比；pi……表示第i個光節(jié)點所需要的光功率（mW）。

2.3.3 光纜損耗的計算公式

A=aL+0.5N+光分路器插入損耗值，式中：A……表示每條光纖的衰減損耗（dB），a……表示每公里光纖損耗系數(shù)（d B/k m），L……表示光纖長度（k m），N……表示活動接頭（琺瑯盤接頭）個數(shù)，0.5……表示每個琺瑯盤接頭插入損耗（dB）。

2.3.4 鏈路總損耗的計算公式

B= aL－10lgK+0.5N+光分路器插入損耗值，式中：B……表示鏈路總損耗（dB），K……表示分光比，a……每公里光纖損耗系數(shù)（d B/k m），L……光纖長度（km），0.5……表示每個琺瑯盤接頭插入損耗（dB）。N……表示琺瑯盤接頭個數(shù)。

2.3.5 光發(fā)射機輸出功率公式

P0=Pr+B式中：P0……表示光發(fā)射機輸出功率，Pr……表示光接收機的輸入功率，B……表示鏈路總損耗。根據(jù)以上各條件和各公式就計算出各設計所需值，計算出各條光纖所需光功率后，就可以確定光發(fā)射機的P值。

2.3.6 設計實例計算

因為網(wǎng)絡為星型拓撲結構，光接收機輸入功率取為－1 dB，光波長為1 310 nm，這樣根據(jù)以上公式就可計算光發(fā)機功率、分光比、鏈路損耗。

1）計算光功率

拓圖如下：

P1=L1×0.4+0.5N+光發(fā)射機輸入功率+光分路器插入損耗

同理：P2=1.62 dBm=1.452 mW

總功率：P＝P1＋P2＋P3＋P4＋P5＋P6＋P7＋P8＋P9

所以根據(jù)以上的計算，光發(fā)射機為12.13 mW。因為現(xiàn)在光設備都較為便宜，為保證今后設備老化，同樣能滿足各項技術指標，因此選用13 mW。

2）計算分光比

根據(jù)計算公式：Ki=pi/p1+p2+…+Pn得

3）計算各鏈路損耗

根據(jù)公式：B=aL－10lgK+0.5N+光分路器插入損耗。

4）驗算是否符合各光節(jié)點接收機設計輸入功率

通過驗算符合設計各光節(jié)點接收機輸入功率-1dBm。

3 系統(tǒng)設備選購

通過計算，本系統(tǒng)光傳輸設備選用深圳飛通公司生產(chǎn)的PTT2102－P13光發(fā)射機和PTR1212光接收機。它們的性能如下：

光節(jié)點名稱 光功率計型號 設計光功率/d B 實測光功率/d B城子上 通M 7 1 2 C A T V －1 －1小鋪子 通M 7 1 2 C A T V －1 －0.8村委會 通M 7 1 2 C A T V －1 －0.9小新寨 通M 7 1 2 C A T V －1 －0.9西莊 通M 7 1 2 C A T V －1 －0.9山嘴 通M 7 1 2 C A T V －1 －1馮家寨 通M 7 1 2 C A T V －1 －0.9胡家寨 通M 7 1 2 C A T V －1 －1路家寨 通M 7 1 2 C A T V －1 －1

1）PTT2102－P13光發(fā)射機采用美國OTREL超線性DFB分布反饋激光器，工作頻帶寬，有ATC、APC電路，保證激光器輸出功率穩(wěn)定，微處理器實時診斷測試，前面板采用真空熒光顯示屏實時顯示本機工作狀態(tài)，采用開關穩(wěn)壓電源，允許輸入交流電源電壓變化范圍寬等。

2）PTR1212光接收機是一種高性能野外型光接收機，接收動態(tài)范圍大，可添加回傳光發(fā)射模塊實現(xiàn)回傳功能，具有防水防潮功能，良好的散熱和防雷設計，采用開關電源供電，操作簡單，經(jīng)濟實用。

4 測試驗收

驗收首先到實地檢查光、電纜、分支分配器接頭等是否符合施工工藝，然后用ODTR打出每芯光纖的光纖圖，分析光纖熔接損耗、總損耗等指標，我們用的ODTR為安捷倫E6000C，測試資料打出每芯光纖的光纖圖分析、處理不達標的地方后，用光功率計測量各光節(jié)點光功率，測試結果如下表：

最后用場強儀到用戶點測量用戶電平為60±5dB，通過以上測試，各項指標數(shù)據(jù)符合驗收，本工程符合設計要求。測試驗收完后，把所有資料整理裝訂成冊收藏，作為以后在維修時的參考依據(jù)。

5 小結

通過此次光纜的網(wǎng)絡改造，系統(tǒng)傳輸質量大大提高，對各村的用戶走訪抽查，用戶比較滿意，同時為今后在本鄉(xiāng)鎮(zhèn)網(wǎng)絡開展各項數(shù)據(jù)業(yè)務和數(shù)字電視整體轉換打下了良好的基礎。