蒙自市冷泉镇HFC网络设计

2012-06-25文丨杨正超

中国传媒科技 2012年2期

文丨杨正超

（蒙自市广播电视局，云南蒙自661100）

冷泉镇距蒙自县城20多公里，是一个典型的山区乡镇，本镇有线网络建于1998年，共有用户1000多户。由于建网的时间较久，线路老化，多数用户收看效果明显下降，用户投诉越来越多，加之现在数字电视的整体转换，电视节目的不断增多，网络传输已经不能满足现在技术的需要，所以网络改造迫在眉睫。

1 系统设计依据

1）GB6510－86《30MHz－1GHz声音和电视系统工程技术规范》；

2）GY/T106－1999《有线电视广播系统技术规范》；

3）GY/T5063－1998《市、县级有线广播电视网络设计规范》。

2 系统光纤网络设计

2.1 网络设计规化要做好光缆传输网络的设计，首先必须做好总体规划，总的说来主要有以下几点：1）确定光节点用户数，大体对整个网络的光节点作一个规划，然后到实地确定光节点位置，把光节点设在启电方便、维修方便的地方，为了节约成本，可找农户房屋避雨的地方安装；2）确定网络结构，根据网络结构确定各段光缆芯数。网络结构有星型、树型、环状、混合等，为保持上行传输电平的对称、均衡，本镇设计采用星型拓朴结构，每个光节点放4芯；3）确定光缆线路走向，实地测量所需光缆长度，绘制光缆路由图，并标明各段光缆的长度，为采购光缆提供重要数据。本镇光缆路由图如附表1。

2.2 光链路设计原则 1）根据前端光发射机到各个光节点的光缆长度L，计算出各条光纤通路的损耗。2）计算光分路器各条分光比。3）计算每条光纤链路的分支损耗。4）计算每条光链路损耗。5）根据链路损耗和需要达到的载噪比指标查看光发射机的参数表，选择适当的光发射机。

2.3 网络设计计算

2.3.1 明确设计计算条件

1）光纤损耗：因采用不同光波长传输，光纤损耗不一样。系统采用1310 nm，单模光纤在1310 nm方式下损耗为0.35 dB/km。我们按0.4 dB/km（含熔接点）计算，有利于计算简化。

2）光分路器插入损耗值：损耗值按下表取值：

光分路器型号损耗值（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）活动接头损耗值：单模光纤活动连接器FC/APC的损耗每个接头按0.5 dB计算。光发射机和光接收机各有一个活动连接头。

4）光接收机输入光功率：现在光接收机的门限值都很宽，如飞通接收机，接收光功率范围：-8～＋2 dB，建议的使用范围是：－3～＋1 dB，所以在设计时取光接收机输入光功率为－1 dB计算。

2.3.2 分光比的计算公式

因为各光节点与前端的距离不同，光纤的损耗不一样，而要保证各光节点的输入光功率基本相等，使输入光功率符合接收机要求，就必须按各条光纤长度的损耗进行光功率分配，用光分路器的不同分光比来满足不同光节点的需求。分光比的计算公式：Ki=pi/p1+p2+…+Pn式中：Ki……表示第i个光节点的分光比；pi……表示第i个光节点所需要的光功率（mW）。

2.3.3 光缆损耗的计算公式

A=aL+0.5N+光分路器插入损耗值，式中：A……表示每条光纤的衰减损耗（dB），a……表示每公里光纤损耗系数（d B/k m），L……表示光纤长度（k m），N……表示活动接头（珐琅盘接头）个数，0.5……表示每个珐琅盘接头插入损耗（dB）。

2.3.4 链路总损耗的计算公式

B= aL－10lgK+0.5N+光分路器插入损耗值，式中：B……表示链路总损耗（dB），K……表示分光比，a……每公里光纤损耗系数（d B/k m），L……光纤长度（km），0.5……表示每个珐琅盘接头插入损耗（dB）。N……表示珐琅盘接头个数。

2.3.5 光发射机输出功率公式

P0=Pr+B式中：P0……表示光发射机输出功率，Pr……表示光接收机的输入功率，B……表示链路总损耗。根据以上各条件和各公式就计算出各设计所需值，计算出各条光纤所需光功率后，就可以确定光发射机的P值。

2.3.6 设计实例计算

因为网络为星型拓扑结构，光接收机输入功率取为－1 dB，光波长为1 310 nm，这样根据以上公式就可计算光发机功率、分光比、链路损耗。

1）计算光功率

拓图如下：

P1=L1×0.4+0.5N+光发射机输入功率+光分路器插入损耗

同理：P2=1.62 dBm=1.452 mW

总功率：P＝P1＋P2＋P3＋P4＋P5＋P6＋P7＋P8＋P9

所以根据以上的计算，光发射机为12.13 mW。因为现在光设备都较为便宜，为保证今后设备老化，同样能满足各项技术指标，因此选用13 mW。

2）计算分光比

根据计算公式：Ki=pi/p1+p2+…+Pn得

3）计算各链路损耗

根据公式：B=aL－10lgK+0.5N+光分路器插入损耗。

4）验算是否符合各光节点接收机设计输入功率

通过验算符合设计各光节点接收机输入功率-1dBm。

3 系统设备选购

通过计算，本系统光传输设备选用深圳飞通公司生产的PTT2102－P13光发射机和PTR1212光接收机。它们的性能如下：

光节点名称光功率计型号设计光功率/d B 实测光功率/d B城子上通M 7 1 2 C A T V －1 －1小铺子通M 7 1 2 C A T V －1 －0.8村委会通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西庄通M 7 1 2 C A T V －1 －0.9山嘴通M 7 1 2 C A T V －1 －1冯家寨通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光发射机采用美国OTREL超线性DFB分布反馈激光器，工作频带宽，有ATC、APC电路，保证激光器输出功率稳定，微处理器实时诊断测试，前面板采用真空荧光显示屏实时显示本机工作状态，采用开关稳压电源，允许输入交流电源电压变化范围宽等。

2）PTR1212光接收机是一种高性能野外型光接收机，接收动态范围大，可添加回传光发射模块实现回传功能，具有防水防潮功能，良好的散热和防雷设计，采用开关电源供电，操作简单，经济实用。