劉大雙

（作者單位：湘潭市廣播電視臺(tái)）

1 光發(fā)射機(jī)基本原理

光發(fā)射機(jī)是HFC（光纖同軸網(wǎng)）有線電視傳輸系統(tǒng)的核心設(shè)備。它的作用是將輸入光發(fā)射機(jī)的射頻有線電視電信號(hào)進(jìn)行光調(diào)制，實(shí)現(xiàn)電、光轉(zhuǎn)換（E/O），并向光纜系統(tǒng)發(fā)送連續(xù)、穩(wěn)定、可靠的光信號(hào)。按照調(diào)制方式來(lái)劃分有調(diào)頻、調(diào)幅和數(shù)字調(diào)制等多種，目前用得最多的是多路調(diào)幅光發(fā)射機(jī)。在調(diào)幅光發(fā)射機(jī)中按照調(diào)制方式的不同又分為直接調(diào)制光發(fā)射機(jī)和外調(diào)制光發(fā)射機(jī)。直接調(diào)制光發(fā)射機(jī)是利用高頻電視信號(hào)（將信號(hào)電流疊加到激光器的偏置電流上）來(lái)控制半導(dǎo)體激光器的偏流，進(jìn)而控制激光器的輸出光強(qiáng)。外調(diào)制光發(fā)射機(jī)是在激光器輸出激光之后，讓其通過(guò)一個(gè)外調(diào)制器，使激光的強(qiáng)度隨多路調(diào)幅信號(hào)電壓而改變。兩種發(fā)射機(jī)的調(diào)制方式如圖1和圖2所示。

圖1 直接調(diào)制光發(fā)射機(jī)

圖2 外調(diào)制光發(fā)射機(jī)

2 光發(fā)射機(jī)輸入電平的確定

光發(fā)射機(jī)的RF（射頻）驅(qū)動(dòng)電平直接決定光發(fā)射機(jī)的調(diào)制度，同時(shí)也決定了電視信號(hào)的C/N（載噪比）、CTB（復(fù)合載波三次差拍比）、CSO（復(fù)合載波二次差拍比）值的大小。如果，加入光發(fā)射機(jī)的RF電平太大，會(huì)引起光調(diào)制度m值增大，將劣化模擬信號(hào)的CTB、CSO非線性指標(biāo)，造成數(shù)字信號(hào)BER(誤碼率)指標(biāo)的下降，還會(huì)造成激光器的過(guò)驅(qū)動(dòng)，導(dǎo)致光發(fā)射機(jī)輸出功率下降甚至損壞；輸入電平過(guò)小，會(huì)降低光調(diào)制度，導(dǎo)致光發(fā)射機(jī)的載噪比指標(biāo)無(wú)法滿足需求，數(shù)字信號(hào)的MER(調(diào)制誤差比)指標(biāo)下降。所以，正確選擇RF驅(qū)動(dòng)電平，是保證有線電視傳輸網(wǎng)各項(xiàng)指標(biāo)的關(guān)鍵。

不同廠家生產(chǎn)的光發(fā)射機(jī)要求RF驅(qū)動(dòng)電平是不相同，所以，應(yīng)根據(jù)廠家產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)來(lái)設(shè)置發(fā)射機(jī)的輸入RF電平。一般廠家產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)中都會(huì)給出滿載時(shí)的驅(qū)動(dòng)電平值范圍，如59個(gè)PAL-D制模擬頻道，輸入電平范圍為75～85 dBuV；或者會(huì)給出一個(gè)公式讓用戶根據(jù)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)傳輸頻道數(shù)確定RF值。例如：75+10l g(60/N)，該公式表示：滿載輸入60個(gè)PAL-D制模擬電視頻道時(shí),最佳輸入電平為75 dBuV，N為實(shí)際頻道數(shù)，當(dāng)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)碾娖綌?shù)不為60時(shí)則根據(jù)該公式調(diào)整。對(duì)于模擬電視信號(hào)，按此公式或發(fā)射機(jī)規(guī)定的電平范圍輸入，一般都沒(méi)什么問(wèn)題，但在數(shù)字電視時(shí)代，模擬和數(shù)字信號(hào)混合傳輸或者全部是純數(shù)字信號(hào)傳輸，那么電平該怎么確定呢？目前所有廠家都沒(méi)有一個(gè)明確的答案。經(jīng)過(guò)對(duì)大量資料的研究及實(shí)際使用情況的驗(yàn)證，筆者找到了一種對(duì)輸入電平的確定方法，即在光發(fā)射機(jī)AGC(自動(dòng)增益控制)狀態(tài)下，以輸入光發(fā)射機(jī)的總功率為判斷依據(jù)，無(wú)論是純數(shù)字信號(hào)、純模擬信號(hào)還是模數(shù)混傳信號(hào)，只要保證輸入光發(fā)射機(jī)內(nèi)的總功率在其AGC的范圍內(nèi)，光發(fā)射機(jī)的AGC功能就能保證光發(fā)射機(jī)工作在正常工作狀態(tài)。下面以筆者單位所用的emcore 3988-SA2-1003光發(fā)射機(jī)為例，說(shuō)明具體的計(jì)算方法。

根據(jù)emcore 3988-SA2-1003發(fā)射機(jī)的說(shuō)明書(shū)可知，該型號(hào)是雙輸出7 dBm，傳輸距離為65 km，滿載頻道數(shù)為60PAL-D的1 550 nm外調(diào)制光發(fā)射機(jī)，滿載時(shí)的建議輸入電平為20±2 dBmV，此時(shí)光發(fā)射機(jī)處于AGC ON CW模式。假設(shè)輸入功率為20 dBmV/CH，則輸入光發(fā)射機(jī)的總功率可根據(jù)下式計(jì)算出來(lái)為：

PIN(dBm)=10 lg (N) +Uin(dBmV)-48.75=10lg(60)+20-48.75=－10.97 dBm

式中：PIN為總的輸入功率；N為實(shí)際傳送的頻道數(shù)；Uin為每頻道輸入電平。

同時(shí)，查到光發(fā)射機(jī)的AGC功能可在－4dB～+2 dB范圍內(nèi)調(diào)整，因此，輸入的功率范圍可為：－12.97～－6.97 dBm。

目前湘潭的實(shí)際情況是：

（1）模數(shù)共傳信號(hào)中有50套模擬信號(hào)，輸入電平為20 dBm，36個(gè)頻點(diǎn)的數(shù)字信號(hào)，輸入電平為15 dBm。因此，輸入光發(fā)射機(jī)的信號(hào)功率為：

P模擬(dBm)=10 lg(模擬頻道數(shù))+Uin(dBmV)-48.75

=10 lg(50)+20-48.75

=－11.76，dBm

轉(zhuǎn)化為功率為：P模擬(mW)=0.067mw

P數(shù)字(dBm)=10lg(數(shù) 字 頻 點(diǎn) 數(shù))+Uin(dBmV)-48.75

=10lg(36)+15-48.75

=－18.19 dBm

轉(zhuǎn)化為功率為：P數(shù)字(MW)=0.015 MW

總功率為P總(MW)=P模擬(MW)+P數(shù)字(MW)=0.082 MW

P總(dBm)=10 lg(0.082)=－10.86 dBm，光發(fā)射機(jī)信號(hào)總輸入功率在AGC可控范圍內(nèi)，因此，可以很好地保證信號(hào)的指標(biāo)。

（2）純數(shù)字信號(hào)中有9套模擬信號(hào)，輸入電平為25 dBm，36個(gè)頻點(diǎn)的數(shù)字信號(hào)，輸入電平為18 dBm。因此，輸入光發(fā)射機(jī)的信號(hào)功率為：

P模擬(dBm)=10 lg(模 擬 頻 道 數(shù))+Uin(dBmV)-48.75

=10 lg(9)+25-48.75

=－14.21 dBm

轉(zhuǎn)化為功率為：P模擬(MW)=0.038 MW

P數(shù)字(dBm)=10 lg(數(shù)字頻點(diǎn)數(shù))+Uin(dBmv)-48.75

=10lg(36)+18-48.75

=－15.19 dBm

轉(zhuǎn)化為功率為：P數(shù)字(MW)=0.030 MW

總功率為：P總(MW)= P模擬(MW)+P數(shù)字(MW)=0.068 MW

P模擬(dBm)=10 lg(0.068)=－11.67dBm，總輸入信號(hào)亦在光發(fā)射機(jī)AGC可控范圍內(nèi)。

由以上可知，兩種類型的信號(hào)的總輸入功率都在AGC模式下的控制范圍內(nèi)，因此，目前在實(shí)際使用過(guò)程中，信號(hào)指標(biāo)都能很好地滿足要求。

光發(fā)射機(jī)信號(hào)指標(biāo)時(shí)保證整個(gè)有線電視網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)指標(biāo)的關(guān)鍵，因此，光發(fā)射機(jī)的輸入電平是一個(gè)非常重要的參數(shù)。除在系統(tǒng)設(shè)計(jì)初期要進(jìn)行計(jì)算外，以后每次對(duì)頻道的增加或減少都要對(duì)光發(fā)射機(jī)的輸入功率進(jìn)行驗(yàn)算，防止輸入功率超過(guò)AGC控制范圍，且每天都要通過(guò)光發(fā)射機(jī)監(jiān)視口對(duì)輸入電平進(jìn)行監(jiān)測(cè)。隨著數(shù)字電視增值業(yè)務(wù)開(kāi)展，將會(huì)有更多頻點(diǎn)的數(shù)字信號(hào)加入光發(fā)射機(jī)，我們都可以按照上述方法確定最佳的輸入電平，以保證光發(fā)射機(jī)處于最佳工作狀態(tài)，提供最好的信號(hào)指標(biāo)。