袁勝利

摘要：本文列舉汝南縣有線電視系統(tǒng)中應(yīng)用的各種光接收機(jī)的典型配置方式。分析各類光接收機(jī)在不同場(chǎng)合使用時(shí)的調(diào)試方法和技術(shù)指標(biāo)要求。

關(guān)鍵詞：光接收機(jī)：配置：調(diào)試：技術(shù)指標(biāo)

汝南縣有線電視臺(tái)於一九九一年十月成立，一九九二年元旦正式開通。經(jīng)歷了二十幾年發(fā)展，於二零零五年實(shí)現(xiàn)了全縣十九個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)HCF光電混合聯(lián)網(wǎng)。二零一四年十月實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化整體轉(zhuǎn)移。經(jīng)過(guò)這兩年的發(fā)展和實(shí)踐，就系統(tǒng)中存在的；1.各類型號(hào)的光接收機(jī)（分立型和模塊型）；2.放大器件的類型（推挽型、功率倍增型）；3.模塊的構(gòu)成形式（單?；螂p模）。因此形成了類型繁多的光接收機(jī)內(nèi)部配置現(xiàn)象。由于這些問(wèn)題的存在，造成對(duì)整個(gè)系統(tǒng)指標(biāo)優(yōu)劣差別較大。如果選用和調(diào)試不當(dāng)，有可能對(duì)系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)造成不同程度的影響。本文列舉最常見的幾類光接收機(jī)的配置方式，并分析其質(zhì)量指標(biāo)和不同應(yīng)用場(chǎng)合下的調(diào)試方法，供技術(shù)同行參考。

1.分立型光接收組件的光接收機(jī)

分立型光接收組件由分立的光檢測(cè)二極管和低噪聲前置放大器（通常為微波放大IC）構(gòu)成，由于它的輸出電平一般都比較低，其后級(jí)電放大部分需由一級(jí)推挽放大模塊再加一級(jí)功率倍增模塊組成雙模塊放大器，兩級(jí)放大模塊中間設(shè)電平和斜率調(diào)節(jié)器件，其基本配置方式如下：

光檢測(cè)二極管+前置放大器+推挽放大模塊+調(diào)節(jié)器件+功率倍增放大模塊

在OdBm接收光功率時(shí)，光檢測(cè)二極管輸出的信號(hào)經(jīng)過(guò)均衡、匹配電路損耗以后的掙輸出電平約為55dBμ V，最常用的前置微波放大IC MSA1105的增益在750MHz時(shí)為11dB，此時(shí)，由它們組成的光接收組件的輸出電平約為66dBμ V（多款光接收機(jī)說(shuō)明書標(biāo)示值換算和實(shí)測(cè)值為64+2dBμ V）。

750MHz光接收機(jī)的電放大器，前級(jí)推挽放大模塊通常采用BGY787（G=21dB，NF=6.5dB，CTBl04=58.5dB），末級(jí)功率倍增模塊則采用BGD704（G=20dB，NF=8.5dB，CTB104=62.5dB，詳見表1）或其他類似模塊?？梢娪梢陨蟽杉?jí)放大模塊組成的電放大器的最大總增益為41dB。

注：NEC公司的砷化鎵放大模塊MC7852G、MC7846

11.0dBm接收光功率時(shí)光接收機(jī)的調(diào)試方法和質(zhì)量指標(biāo)

在0dBm接收光功率時(shí)，前述配置的光接收機(jī)末級(jí)放大模塊的輸出電平顯然可達(dá)107dBp V，在這類光接收機(jī)中，通常用二分配器分成兩路輸出，因此光接收機(jī)每路的輸出電平為103dBp V。

計(jì)算結(jié)果表明，此時(shí)，不計(jì)光鏈路指標(biāo)值，僅僅是電放大器部分就占用全系統(tǒng)C/N指標(biāo)49%、CTB指標(biāo)84.1%。顯然，CTB指標(biāo)值太低、指標(biāo)占用量太多，會(huì)造成系統(tǒng)失真指標(biāo)嚴(yán)重劣化。解決的辦法是通過(guò)調(diào)試以降低輸出電平和增加輸出斜率，來(lái)提高電放大器的失真指標(biāo)，具體做法就是在前后兩級(jí)放大模塊中間設(shè)置衰減插片和斜率插片。

1.2 -2dBm接收光功率時(shí)光接收機(jī)的調(diào)試方法和質(zhì)量指標(biāo)

光接收組件的輸入光功率每降低1dBm，輸出電平就降低2dBμ V，因此，在-2dBm接收光功率時(shí)光接收組件的輸出電平降低到62dBμ V，末級(jí)放大模塊的輸出電平降為103 dBμ V，光接收機(jī)每路輸出電平降為99 dBμ V。這樣的輸出電平一般不適宜用于直接進(jìn)行用戶分配，可將它末級(jí)輸出電平調(diào)試成普通干線放大器相似的狀態(tài)，用于鄉(xiāng)鎮(zhèn)和村居的光纜聯(lián)網(wǎng)，例如在兩級(jí)模塊中間設(shè)置2dB的衰減器和6dB的均衡器（有1dB的插損），使末級(jí)放大模塊的輸出電平降為100 dBμ V，光接收機(jī)每路的輸出電平降為96 dBμ V，此時(shí)電放大器的質(zhì)量指標(biāo)為：

C/N電=Si-NF-2.4=62-6.5-2 4=53.1（dB），KC/N電=0.123

CTB電=CTB104+2（104-So）+f=62.5+2（104-100）+6=76.5（dB），KCTB電=0.0841

此時(shí)，電放大器占用全系統(tǒng)C/N指標(biāo)12.3%、CTB指標(biāo)8.41%，和一臺(tái)普通干線放大器相當(dāng)，只是由于光接收組件輸出電平降低以后，導(dǎo)致電放大器輸入電平降低，使C/N指標(biāo)降低、指標(biāo)占用系數(shù)增加了一點(diǎn)（從4.9%增加到12.3%）。

分立型光接收組件的光接收機(jī)屬于經(jīng)濟(jì)型光接收機(jī)，價(jià)格低廉，在早年、特別是農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用比較多。由于它的質(zhì)量水平和指標(biāo)的穩(wěn)定性與廠家的設(shè)計(jì)思路及技術(shù)、工藝水平關(guān)系密切，因此市場(chǎng)上這類光接收機(jī)的質(zhì)量參差不齊，雖然各方面都比較好的品牌有，但質(zhì)量差、故障多、輸出電平不穩(wěn)定的品牌或機(jī)臺(tái)經(jīng)常可能碰到，因此，近年采用這種類型光接收機(jī)的比例有不斷降低的趨勢(shì)，有不少地方已經(jīng)基本不用，改用光接收模塊型光接收機(jī)。

2.光接收模塊型光接收機(jī)

由專業(yè)的生產(chǎn)廠家把光檢測(cè)二極管和前置放大器集成在一個(gè)模塊內(nèi)，制成專用的“光接收模塊”，不僅質(zhì)量指標(biāo)提高了，而且質(zhì)量指標(biāo)的穩(wěn)定性、一致性也大大提高了。因此，用這種光接收模塊加上放大模塊構(gòu)成的光接收模塊型光接收機(jī)的質(zhì)量水平和穩(wěn)定性也提高了，價(jià)格自然也相對(duì)要高一些。

光接收模塊大致可分為三種類型：低電平輸出型、高電平輸出型和砷化鎵型，可分別用它們制成三種類型的光接收機(jī)。

2.1低電平光接收模塊光接收機(jī)

低電平光接收模塊通常是早年的產(chǎn)品，比較典型的品牌是Ortel公司2609B和飛通公司的PHOTON2609B，在0dBm接收光功率時(shí)，根據(jù)說(shuō)明書推算或?qū)崪y(cè)出它在光接收機(jī)中的凈輸出電平約為62dBμ V，因此其下需配用雙模塊放大器，而且通常只能設(shè)一路主輸出口，或另設(shè)一個(gè)-20dB的輸出電平測(cè)量口，它的基本配置如下：

低電平光接收模塊+推挽放大模塊+調(diào)節(jié)器件+功率倍增放大模塊

如果光接收機(jī)的前級(jí)推挽放大模塊采用BGY787（G=21dB，），末級(jí)功率倍增模塊采用BGD704（G=20dB），最大總增益為41dB。在常用的-2dBm接收光功率時(shí)，它的最大輸出電平為99dBμ V，可以調(diào)試成相當(dāng)于干線放大器的輸出狀態(tài)（So=96～98dBμ V，f=4～6dB），作為聯(lián)網(wǎng)信號(hào)源。為了提高這種配置光接收機(jī)的質(zhì)量指標(biāo)，某些廠家采用砷化鎵放大模塊作為它的電放大器，這樣，電放大器的C/N指標(biāo)和CTB指標(biāo)都可提高2dB左右（見表1）[4]。

2.2高電平光接收模塊光接收機(jī)

PHILIPS公司的BG0747、BG0847等光接收模塊和國(guó)內(nèi)類似型號(hào)的光接收模塊，在0dBm接收光功率時(shí)凈輸出電平約為84dBμ V（多款光接收機(jī)說(shuō)明書標(biāo)示值換算和實(shí)測(cè)值為82±2dBμ V），只需配置一級(jí)功率倍增放大模塊即可構(gòu)成縣鄉(xiāng)聯(lián)網(wǎng)使用的高檔光接收機(jī)，這類光接收機(jī)的基本配置是：

高電平光接收模塊+調(diào)節(jié)器件+功率倍增放大模塊

比如末級(jí)配置一級(jí)功率倍增模塊BGD714（G=20dB，NF=7.0dB，CTB104=66.6dB）的單模塊放大器，在-2dBm接收光功率時(shí)，放大模塊的輸出電平為100dBμ V，如果調(diào)節(jié)成輸出電平So=96dBpμ，斜率f=2 dB，作為縣鄉(xiāng)聯(lián)網(wǎng)信號(hào)源，那么此時(shí)電放大器的質(zhì)量指標(biāo)C/N電（注：?jiǎn)文K放大器設(shè)置輸出斜率后C/N指標(biāo)要降低，算式中增加-f一項(xiàng)；不過(guò)，如果均衡器設(shè)置在放大模塊的輸出口，則設(shè)置斜率后不會(huì)降低C/N指標(biāo)）、CTB電為：

C/N電=30-G-NF-2.4-f=98-20-7.0-2.4-2=66.6（dB），KC/N電=0.0055

CTB電=CTB104+2（104-So）+f=666+2（104-96）+2=84.6（dB），KCTB電=0.01

即只占用C/N指標(biāo)0.55%、CTB指標(biāo)1%，光接收機(jī)末級(jí)電放大器對(duì)系統(tǒng)指標(biāo)的占用量可以忽略不計(jì)，無(wú)疑可使系統(tǒng)質(zhì)量指標(biāo)得以提高。

為了適用于縣市城區(qū)一級(jí)光纜直接進(jìn)樓幢進(jìn)行用戶分配時(shí)實(shí)行低光功率接收，以降低前端光發(fā)射功率，末級(jí)放大模塊也有配置一塊（比功率倍增模塊）相對(duì)廉價(jià)的高增益推挽放大模塊BGY888（G=34dB，NF=7.0dB，CTB104=58.5dB）為單模塊放大器的機(jī)型。

在-6dBm接收光功率時(shí)，光接收模塊的輸出電平降低為72 dBμ V，末級(jí)模塊的輸出電平為106 dBμ V，調(diào)試斜率f=6dB，分成兩路102 dBp v輸出，那么此時(shí)電放大器的質(zhì)量指標(biāo)C/N電、CTB電為：

C/N電=Si-NF-2.4-1=72-7.0-2 4-6=56.6（dB），KC/N電=0.055

CTB電=CTB104+2（104-So）+f=58.5+2（104-106）+6=60.5（dB），KCTB電=0.530

即占用C/N指標(biāo)5.5%、CTB指標(biāo)53%，說(shuō)明在-6dBm的低光功率接收時(shí)，電放大器對(duì)C/N指標(biāo)的占用量仍然很少，低光功率接收對(duì)系統(tǒng)指標(biāo)的影響主要是光鏈路C/N指標(biāo)值的降低，此時(shí)C/N光約為45dB，KC/N光=0.794，即占用C/N指標(biāo)79.4%。此配置中電放大器的CTB指標(biāo)占用量達(dá)到53%，并不是低光功率接收引起的，而是由于所配置相對(duì)廉價(jià)的高增益推挽放大模塊BGY888的CTB104值太低造成的。如果需要降低上例中電放大器對(duì)失真指標(biāo)的占用量，在用于低光功率接收的場(chǎng)合時(shí)，也可選用末級(jí)為功率倍增模塊的雙模塊放大器配置結(jié)構(gòu)的光接收機(jī)。