关于对汝南县城乡HCF光电混合网络中各类光接收机技术指标配置及调试方法

袁胜利

摘要：本文列举汝南县有线电视系统中应用的各种光接收机的典型配置方式。分析各类光接收机在不同场合使用时的调试方法和技术指标要求。

关键词：光接收机：配置：调试：技术指标

汝南县有线电视台於一九九一年十月成立，一九九二年元旦正式开通。经历了二十几年发展，於二零零五年实现了全县十九个乡镇HCF光电混合联网。二零一四年十月實现了数字化整体转移。经过这两年的发展和实践，就系统中存在的；1.各类型号的光接收机（分立型和模块型）；2.放大器件的类型（推挽型、功率倍增型）；3.模块的构成形式（单模或双模）。因此形成了类型繁多的光接收机内部配置现象。由于这些问题的存在，造成对整个系统指标优劣差别较大。如果选用和调试不当，有可能对系统的质量指标造成不同程度的影响。本文列举最常见的几类光接收机的配置方式，并分析其质量指标和不同应用场合下的调试方法，供技术同行参考。

1.分立型光接收组件的光接收机

分立型光接收组件由分立的光检测二极管和低噪声前置放大器（通常为微波放大IC）构成，由于它的输出电平一般都比较低，其后级电放大部分需由一级推挽放大模块再加一级功率倍增模块组成双模块放大器，两级放大模块中间设电平和斜率调节器件，其基本配置方式如下：

光检测二极管+前置放大器+推挽放大模块+调节器件+功率倍增放大模块

在OdBm接收光功率时，光检测二极管输出的信号经过均衡、匹配电路损耗以后的挣输出电平约为55dBμ V，最常用的前置微波放大IC MSA1105的增益在750MHz时为11dB，此时，由它们组成的光接收组件的输出电平约为66dBμ V（多款光接收机说明书标示值换算和实测值为64+2dBμ V）。

750MHz光接收机的电放大器，前级推挽放大模块通常采用BGY787（G=21dB，NF=6.5dB，CTBl04=58.5dB），末级功率倍增模块则采用BGD704（G=20dB，NF=8.5dB，CTB104=62.5dB，详见表1）或其他类似模块。可见由以上两级放大模块组成的电放大器的最大总增益为41dB。

注：NEC公司的砷化镓放大模块MC7852G、MC7846

11.0dBm接收光功率时光接收机的调试方法和质量指标

在0dBm接收光功率时，前述配置的光接收机末级放大模块的输出电平显然可达107dBp V，在这类光接收机中，通常用二分配器分成两路输出，因此光接收机每路的输出电平为103dBp V。

计算结果表明，此时，不计光链路指标值，仅仅是电放大器部分就占用全系统C/N指标49%、CTB指标84.1%。显然，CTB指标值太低、指标占用量太多，会造成系统失真指标严重劣化。解决的办法是通过调试以降低输出电平和增加输出斜率，来提高电放大器的失真指标，具体做法就是在前后两级放大模块中间设置衰减插片和斜率插片。

1.2 -2dBm接收光功率时光接收机的调试方法和质量指标

光接收组件的输入光功率每降低1dBm，输出电平就降低2dBμ V，因此，在-2dBm接收光功率时光接收组件的输出电平降低到62dBμ V，末级放大模块的输出电平降为103 dBμ V，光接收机每路输出电平降为99 dBμ V。这样的输出电平一般不适宜用于直接进行用户分配，可将它末级输出电平调试成普通干线放大器相似的状态，用于乡镇和村居的光缆联网，例如在两级模块中间设置2dB的衰减器和6dB的均衡器（有1dB的插损），使末级放大模块的输出电平降为100 dBμ V，光接收机每路的输出电平降为96 dBμ V，此时电放大器的质量指标为：

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

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

此时，电放大器占用全系统C/N指标12.3%、CTB指标8.41%，和一台普通干线放大器相当，只是由于光接收组件输出电平降低以后，导致电放大器输入电平降低，使C/N指标降低、指标占用系数增加了一点（从4.9%增加到12.3%）。

分立型光接收组件的光接收机属于经济型光接收机，价格低廉，在早年、特别是农村网络中应用比较多。由于它的质量水平和指标的稳定性与厂家的设计思路及技术、工艺水平关系密切，因此市场上这类光接收机的质量参差不齐，虽然各方面都比较好的品牌有，但质量差、故障多、输出电平不稳定的品牌或机台经常可能碰到，因此，近年采用这种类型光接收机的比例有不断降低的趋势，有不少地方已经基本不用，改用光接收模块型光接收机。

2.光接收模块型光接收机

由专业的生产厂家把光检测二极管和前置放大器集成在一个模块内，制成专用的“光接收模块”，不仅质量指标提高了，而且质量指标的稳定性、一致性也大大提高了。因此，用这种光接收模块加上放大模块构成的光接收模块型光接收机的质量水平和稳定性也提高了，价格自然也相对要高一些。

光接收模块大致可分为三种类型：低电平输出型、高电平输出型和砷化镓型，可分别用它们制成三种类型的光接收机。

2.1低电平光接收模块光接收机

低电平光接收模块通常是早年的产品，比较典型的品牌是Ortel公司2609B和飞通公司的PHOTON2609B，在0dBm接收光功率时，根据说明书推算或实测出它在光接收机中的净输出电平约为62dBμ V，因此其下需配用双模块放大器，而且通常只能设一路主输出口，或另设一个-20dB的输出电平测量口，它的基本配置如下：

低电平光接收模块+推挽放大模块+调节器件+功率倍增放大模块

如果光接收机的前级推挽放大模块采用BGY787（G=21dB，），末级功率倍增模块采用BGD704（G=20dB），最大总增益为41dB。在常用的-2dBm接收光功率时，它的最大输出电平为99dBμ V，可以调试成相当于干线放大器的输出状态（So=96～98dBμ V，f=4～6dB），作为联网信号源。为了提高这种配置光接收机的质量指标，某些厂家采用砷化镓放大模块作为它的电放大器，这样，电放大器的C/N指标和CTB指标都可提高2dB左右（见表1）[4]。

2.2高电平光接收模块光接收机

PHILIPS公司的BG0747、BG0847等光接收模块和国内类似型号的光接收模块，在0dBm接收光功率时净输出电平约为84dBμ V（多款光接收机说明书标示值换算和实测值为82±2dBμ V），只需配置一级功率倍增放大模块即可构成县乡联网使用的高档光接收机，这类光接收机的基本配置是：

高电平光接收模块+调节器件+功率倍增放大模块

比如末级配置一级功率倍增模块BGD714（G=20dB，NF=7.0dB，CTB104=66.6dB）的单模块放大器，在-2dBm接收光功率时，放大模块的输出电平为100dBμ V，如果调节成输出电平So=96dBpμ，斜率f=2 dB，作为县乡联网信号源，那么此时电放大器的质量指标C/N电（注：单模块放大器设置输出斜率后C/N指标要降低，算式中增加-f一项；不过，如果均衡器设置在放大模块的输出口，则设置斜率后不会降低C/N指标）、CTB电为：

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

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

即只占用C/N指标0.55%、CTB指标1%，光接收机末级电放大器对系统指标的占用量可以忽略不计，无疑可使系统质量指标得以提高。

为了适用于县市城区一级光缆直接进楼幢进行用户分配时实行低光功率接收，以降低前端光发射功率，末级放大模块也有配置一块（比功率倍增模块）相对廉价的高增益推挽放大模块BGY888（G=34dB，NF=7.0dB，CTB104=58.5dB）为单模块放大器的机型。

在-6dBm接收光功率时，光接收模块的输出電平降低为72 dBμ V，末级模块的输出电平为106 dBμ V，调试斜率f=6dB，分成两路102 dBp v输出，那么此时电放大器的质量指标C/N电、CTB电为：

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

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

即占用C/N指标5.5%、CTB指标53%，说明在-6dBm的低光功率接收时，电放大器对C/N指标的占用量仍然很少，低光功率接收对系统指标的影响主要是光链路C/N指标值的降低，此时C/N光约为45dB，KC/N光=0.794，即占用C/N指标79.4%。此配置中电放大器的CTB指标占用量达到53%，并不是低光功率接收引起的，而是由于所配置相对廉价的高增益推挽放大模块BGY888的CTB104值太低造成的。如果需要降低上例中电放大器对失真指标的占用量，在用于低光功率接收的场合时，也可选用末级为功率倍增模块的双模块放大器配置结构的光接收机。