近幾年，我市的有線電視事業(yè)發(fā)展很快，信號的傳輸方式由原單一的同軸電纜傳輸向HFC網(wǎng)（光纜與同軸電纜混合網(wǎng)）轉(zhuǎn)變，為下一步有線電視向圖像、語言和數(shù)據(jù)于一體的多功能綜合應(yīng)用網(wǎng)發(fā)展打下了基礎(chǔ)。

1.光纜傳輸系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

光纜傳輸系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可分為星形網(wǎng)、樹形網(wǎng)，星——樹結(jié)合形網(wǎng)和環(huán)形網(wǎng)。根據(jù)實(shí)際情況，我市的光纜網(wǎng)絡(luò)多為星形和樹形結(jié)構(gòu)。星形網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)是每一個(gè)光節(jié)點(diǎn)所接收的光信號都必須從網(wǎng)絡(luò)前端出發(fā)，通過光分路器，使用至少一根光纖連接到光節(jié)點(diǎn)，星形網(wǎng)具有分光器少，可靠性高，傳輸質(zhì)量好，維修方便，易于實(shí)現(xiàn)雙向傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，是我國廣電部門推薦的首選網(wǎng)形；樹形網(wǎng)絡(luò)是從前端至光節(jié)點(diǎn)之間首先采用一根光纜傳輸信號，然后采用分路器分成若干支路，其中的部分支路到部分節(jié)點(diǎn)，另一部分支路經(jīng)傳輸一段距離后，再經(jīng)分路器至另一部分節(jié)點(diǎn)。樹形網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省光纜，缺點(diǎn)是光功率損耗大。單從經(jīng)濟(jì)方面考慮，采用樹形網(wǎng)絡(luò)比星形網(wǎng)絡(luò)更為經(jīng)濟(jì)。

2.光纜鏈路損耗的計(jì)算

光鏈路是指光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)，光纖鏈路損耗是指光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)對光信號強(qiáng)度的衰減，光鏈路損耗包括以下三部分：一是光發(fā)射機(jī)輸出的光信號經(jīng)過一定距離的傳輸后光纖對光信號強(qiáng)度產(chǎn)生衰減；二是光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)中各種活接頭、光纖連接的熔接點(diǎn)對光信號的衰減；三是網(wǎng)絡(luò)中部分器件的設(shè)置對光信號產(chǎn)生的衰減，如光分路器的分光損耗和附加損耗等，光鏈路的計(jì)算公式如下：

L=L+L+L，L為光鏈路總損耗

L為光纖損耗，其衰減值為L，為光纖衰減系數(shù)，L為光纖長度。對于單模光纖，在設(shè)計(jì)中光信號波長為1310nm時(shí)，=0.4dB/km，光波長為1550nm時(shí)，=0.25dB/km（兩種光信號的損耗系數(shù)包括了接續(xù)損耗在內(nèi)）。

L為接續(xù)損耗，指光纖熔接點(diǎn)所造成的損耗，一個(gè)合格的接續(xù)點(diǎn)接續(xù)損耗應(yīng)在0.02-0.04dB之間，設(shè)計(jì)時(shí)通常按0.04dB計(jì)算。

L為活接頭損耗，一般在0.4-0.6dB之間，設(shè)計(jì)時(shí)按0.5dB計(jì)算，通常光發(fā)射機(jī)、光放大器的標(biāo)稱輸出功率是指在輸出法蘭盤上的實(shí)際輸出功率，因此，計(jì)算損耗時(shí)不包括光發(fā)射機(jī)或光放大器輸出端活接頭的插入損耗。

L為光分路器損耗，它包括附加損耗和分光損耗。一般地，二、三、四光分路器的附加損耗分別為0.2、0.3、0.4dB，分光損耗就是分光比的分貝形式，計(jì)算公式為：L分光=10lgn，n為分光比。

3.樹形光纜網(wǎng)的設(shè)計(jì)計(jì)算

圖1為一個(gè)干線形網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋱D。由于這一網(wǎng)絡(luò)很小，可采用1310nm系統(tǒng)，比較經(jīng)濟(jì)的樹形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)其功能。

（1）根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)（C/N、C/CSO和C/CTB等）的分配結(jié)果，確定A、B、C三個(gè)光節(jié)點(diǎn)處接收機(jī)輸入光功率為0dBm。

（2）活接頭損耗按0.5dB計(jì)算，可得A、B、C三點(diǎn)活接頭前光功率為0.5dBm，標(biāo)示于圖2上。

（3）B點(diǎn)至分路器2光纖長度2km，光纖對1310nm信號損耗為0.4dB/kmⅹ2=0.8dB，分路器2輸往B點(diǎn)的光功率為：活接頭前功率+光纖損耗（包括熔接損耗）=0.5dB+0.8dB=1.3dB。同理，C點(diǎn)至分路器2光纖長度為4km，分光器2輸往C點(diǎn)的光功率為：0.5dB+0.4dB/kmⅹ4km=2.1dB。

1）將分光器2兩個(gè)輸口要求的光功率換算為mw

根據(jù)P（mw）=10得：

B端：P（mw）=101.3/10=1.349mw

C端：P（mw）=102.1/10=1.622mw

2）確定分光比

B輸出口分光比：P（mw）/〔P（mw）+P（mw）〕=1.349/（1.349+1.622）=45.4%

C輸出口分光比為：1-B=1-45.4%=54.6%

3）確定分光器2的輸入光功率

B、C兩路光功率之和為1.349+1.622= 2.971mw

根據(jù)式P（dBm）=10lg

將其化為對數(shù)形式得

P（dBm）=10lg2.971=4.729dBm

由于分路器附加損耗的存在，計(jì)算輸入光功率時(shí)，應(yīng)在P（dBm）的基礎(chǔ)上增加0.2dB的二分路器的附加損耗值。即P（dBm）+0.2=4.729 +0.2=4.929dBm

（4）計(jì)算分光器1的分光比和輸入光功率

1）計(jì)算分光器2到分光器1的損耗，確定分光器1對B、C端的輸出光功率值。光纖長度為6km，光信號損耗為0.4dB/km×6km=2.4dB，光分路器1對B、C端輸出光功率為4.929+2.4=7.329dBm，換算成mw表示的功率為P（mw）=107.239/10=5.406mw

2）同樣方法計(jì)算出分光器1對A端口輸出光功率為

0dBm+0.5+0.4×1=0.9dBm

換算為mw表示的功率為P（mw）=100.9/10= 1.230mw

3）確定分光比

A路的分光比為P（mw）/〔P（mw）+P（mw）〕=1.230/（1.230+5.406）=18.5%

BC路上分光比為1-18.5%=81.5%

4）確定光分路器1的輸入功率

兩路功率之和為P（mw）+P（mw）=1.230+ 5.406=6.636mw

作為dBm表示P（dBm）=10lg6.636=8.219dbm

考慮到分光器的附加損耗，光分路器1的輸入光功率應(yīng)為

P（dBm）+0.2=8.219+0.2=8.419dBm

將以上算得數(shù)據(jù)標(biāo)注在圖2上

（5）確定0點(diǎn)所需求的光功率

從分光器1輸入端至O點(diǎn)光纖長度為5km，所以損耗為0.4dB/kmⅹ5km=2.0dB

O點(diǎn)所需要的光功率為：分光器1輸入+分光器1至O點(diǎn)的損耗值=8.419+2=10.419dBm

換算成wm：P（mw）=1010.419/10=11.013（mw）

由上計(jì)算可知，圖1所示的干線型網(wǎng)絡(luò)，只需要在0點(diǎn)輸入11.013mw的1310nm光信號，即可滿足A、B、C三點(diǎn)的設(shè)計(jì)要求。通常選取12mw的發(fā)射機(jī)，留下約0.37dB的設(shè)計(jì)余量。

（6）驗(yàn)算

為保證鏈路設(shè)計(jì)的正確性，假定在O點(diǎn)加一個(gè)12mw發(fā)射機(jī)，再從O點(diǎn)逐點(diǎn)算至各光節(jié)點(diǎn)，查向各光節(jié)點(diǎn)的接收機(jī)輸入功率是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，驗(yàn)算結(jié)果應(yīng)與設(shè)計(jì)結(jié)果相差一個(gè)設(shè)計(jì)余量，否則說明鏈路設(shè)計(jì)有錯(cuò)誤。

圖2就是鏈路設(shè)計(jì)計(jì)算的結(jié)果，用于選配設(shè)備，圖3所示為用于訂購光分路器。

作者簡介：馬金輝（1976—），男，遼寧北票人，大學(xué)本科，畢業(yè)于遼寧大學(xué)通信工程專業(yè)，廣播電視工程師，遼寧建平334轉(zhuǎn)播臺(tái)副臺(tái)長，從事廣播中波發(fā)射工作。