有线数字电视用光发射机输入电平的确定

刘大双

（作者单位：湘潭市广播电视台）

1 光发射机基本原理

光发射机是HFC（光纤同轴网）有线电视传输系统的核心设备。它的作用是将输入光发射机的射频有线电视电信号进行光调制，实现电、光转换（E/O），并向光缆系统发送连续、稳定、可靠的光信号。按照调制方式来划分有调频、调幅和数字调制等多种，目前用得最多的是多路调幅光发射机。在调幅光发射机中按照调制方式的不同又分为直接调制光发射机和外调制光发射机。直接调制光发射机是利用高频电视信号（将信号电流叠加到激光器的偏置电流上）来控制半导体激光器的偏流，进而控制激光器的输出光强。外调制光发射机是在激光器输出激光之后，让其通过一个外调制器，使激光的强度随多路调幅信号电压而改变。两种发射机的调制方式如图1和图2所示。

图1 直接调制光发射机

图2 外调制光发射机

2 光发射机输入电平的确定

光发射机的RF（射频）驱动电平直接决定光发射机的调制度，同时也决定了电视信号的C/N（载噪比）、CTB（复合载波三次差拍比）、CSO（复合载波二次差拍比）值的大小。如果，加入光发射机的RF电平太大，会引起光调制度m值增大，将劣化模拟信号的CTB、CSO非线性指标，造成数字信号BER(误码率)指标的下降，还会造成激光器的过驱动，导致光发射机输出功率下降甚至损坏；输入电平过小，会降低光调制度，导致光发射机的载噪比指标无法满足需求，数字信号的MER(调制误差比)指标下降。所以，正确选择RF驱动电平，是保证有线电视传输网各项指标的关键。

不同厂家生产的光发射机要求RF驱动电平是不相同，所以，应根据厂家产品说明书来设置发射机的输入RF电平。一般厂家产品说明书中都会给出满载时的驱动电平值范围，如59个PAL-D制模拟频道，输入电平范围为75～85 dBuV；或者会给出一个公式让用户根据实际网络传输频道数确定RF值。例如：75+10l g(60/N)，该公式表示：满载输入60个PAL-D制模拟电视频道时,最佳输入电平为75 dBuV，N为实际频道数，当实际网络传输的电平数不为60时则根据该公式调整。对于模拟电视信号，按此公式或发射机规定的电平范围输入，一般都没什么问题，但在数字电视时代，模拟和数字信号混合传输或者全部是纯数字信号传输，那么电平该怎么确定呢？目前所有厂家都没有一个明确的答案。经过对大量资料的研究及实际使用情况的验证，笔者找到了一种对输入电平的确定方法，即在光发射机AGC(自动增益控制)状态下，以输入光发射机的总功率为判断依据，无论是纯数字信号、纯模拟信号还是模数混传信号，只要保证输入光发射机内的总功率在其AGC的范围内，光发射机的AGC功能就能保证光发射机工作在正常工作状态。下面以笔者单位所用的emcore 3988-SA2-1003光发射机为例，说明具体的计算方法。

根据emcore 3988-SA2-1003发射机的说明书可知，该型号是双输出7 dBm，传输距离为65 km，满载频道数为60PAL-D的1 550 nm外调制光发射机，满载时的建议输入电平为20±2 dBmV，此时光发射机处于AGC ON CW模式。假设输入功率为20 dBmV/CH，则输入光发射机的总功率可根据下式计算出来为：

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

式中：PIN为总的输入功率；N为实际传送的频道数；Uin为每频道输入电平。

同时，查到光发射机的AGC功能可在－4dB～+2 dB范围内调整，因此，输入的功率范围可为：－12.97～－6.97 dBm。

目前湘潭的实际情况是：

（1）模数共传信号中有50套模拟信号，输入电平为20 dBm，36个频点的数字信号，输入电平为15 dBm。因此，输入光发射机的信号功率为：

P模拟(dBm)=10 lg(模拟频道数)+Uin(dBmV)-48.75

=10 lg(50)+20-48.75

=－11.76，dBm

转化为功率为：P模拟(mW)=0.067mw

P数字(dBm)=10lg(数 字 频 点 数)+Uin(dBmV)-48.75

=10lg(36)+15-48.75

=－18.19 dBm

转化为功率为：P数字(MW)=0.015 MW

总功率为P总(MW)=P模拟(MW)+P数字(MW)=0.082 MW

P总(dBm)=10 lg(0.082)=－10.86 dBm，光发射机信号总输入功率在AGC可控范围内，因此，可以很好地保证信号的指标。

（2）纯数字信号中有9套模拟信号，输入电平为25 dBm，36个频点的数字信号，输入电平为18 dBm。因此，输入光发射机的信号功率为：

P模拟(dBm)=10 lg(模 拟 频 道 数)+Uin(dBmV)-48.75

=10 lg(9)+25-48.75

=－14.21 dBm

转化为功率为：P模拟(MW)=0.038 MW

P数字(dBm)=10 lg(数字频点数)+Uin(dBmv)-48.75

=10lg(36)+18-48.75

=－15.19 dBm

转化为功率为：P数字(MW)=0.030 MW

总功率为：P总(MW)= P模拟(MW)+P数字(MW)=0.068 MW

P模拟(dBm)=10 lg(0.068)=－11.67dBm，总输入信号亦在光发射机AGC可控范围内。

由以上可知，两种类型的信号的总输入功率都在AGC模式下的控制范围内，因此，目前在实际使用过程中，信号指标都能很好地满足要求。

光发射机信号指标时保证整个有线电视网络系统指标的关键，因此，光发射机的输入电平是一个非常重要的参数。除在系统设计初期要进行计算外，以后每次对频道的增加或减少都要对光发射机的输入功率进行验算，防止输入功率超过AGC控制范围，且每天都要通过光发射机监视口对输入电平进行监测。随着数字电视增值业务开展，将会有更多频点的数字信号加入光发射机，我们都可以按照上述方法确定最佳的输入电平，以保证光发射机处于最佳工作状态，提供最好的信号指标。