数字电视光纤传输网络设计毕业论文(编辑修改稿)

数字电视光纤传输网络设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

》，对有线电视系统的波段划分带表 21 所示。 表 21 波段划分 波段 频率范围 (MHz) 业务内容 R 5～ 65 上行业务 X 65～ 87 过渡带 FM 87～ 108 广播业务 A 110～ 1000 模拟电视、数字电视、数据业务 调制 解调头端设备 CMTS（ Cabl e Modem Terminat io n S ys te m ）模拟信号数模混合 下行光发射机 下行光接收机光 纤电 缆数模分离模拟信号数字信号 分/复 接接口转换 上行光接收机 上行光发射机光 纤数字信号 QAM 解调QAM调制QPSK 解调 分/复 接 接口 转换 Q PSK调制 调制 解调器 CM（ Cabl e Mode m ） 8 在双向 光纤和同轴电缆相结合的混合 网络中，在现实情况下一般采取在110～ 550MHz的 频带传输模拟电视广播节目，在 550～ 750MHz 频带传输数字电视广播节目， 750～ 1000MHz频带传输通信和数据业务的频率配置方式。 在双向 光纤和同轴电缆相结合的混合 网络系统中，每个用户实际正向传输带宽与一台正向光发射机所带的 用户数有关。 在下行 200MHz 模拟频带内，采用64QAM 调制时，数据传输能力为 1000Mbps。 如果一台正向光发射机服务 一千个用户，按 10： 1 用户同时使用率，有 一百 个用户共享 1000Mbps 带宽，每个用户分享 2Mbps 带宽。 因此，建造双向 HFC 网络时，每一个正向光发射机带的用户数越少越好。 单向 HFC+宽带 IP 网 单向 HFC+宽带 IP 网系统是采用同缆分纤方式，平行构建单向 HFC 网络和宽带以太网。 单向网络作为一个广播频道，宽带以太网作为交互通道，两个通道相对独立，互不干扰。 其网络组成见图 22。 图 22 单向 HFC+宽带 IP 网 这种组网方式相比于双向 HFC 网络来说更为灵活，两种不同的网络分别独自设计，一个一个的组网。 而且是在组建单向 HFC 网络时作好规划并预留纤芯。 当交互业务需求的时候再组建宽带以太网。 网络组成和指标分配 有线电视光纤网络一般由光纤、光接收机、光发射机、光纤连接器、光分路光发射机 光接收机 千兆 交换机 光纤 收发机 光纤 收发机 二层 /十 层交换机 广播信号 光 纤 电 缆 广播信号 交互信号 光 纤 电 缆 交互信号 9 器等组成。 在前端，多频道信号经混合后从电视台机房传送到光端机机房，以适当的电平送入光发射机，转换成光信号后送入光纤，光信号通过光缆向下传送，途中可能会经过一个或几个光分配器 ，最后到达目标的各个节点， 光接收器的光信号将被恢复为射频信号。 光发射机和光放大器 直接调制光发射机采用高线性度，低噪声，波长分布反馈半导体激光器DFBLD(Distributed FeedbackLD),光输出功率小于 20mW(13dBm)。 外调制光发射机采用钇铝石榴石 YAG 激光器或 DFB 激光器与铌酸锂LiNbO3调制器组成。 外调制光发射有多 路光输出接口，每路光输出功率为 4dBm到 10dBm。 外调制光发射机一般与光放大器 EDFA(Erbium Doped Fiber Amplifier)配合使用。 EDFA 输出光功率 (4dBm～ 23dBm)。 光传输系统，单模光纤的光功率时产生的光纤的布里渊散射（受激布里渊散射）严重影响光链路的性能和稳定性。 网络的设计必须保证光纤线路单光纤在光纤的光功率到光发射机标称值。 光接收机 AM 光接收机采用宽带低噪声匹配电路、自动输出电平控制电路，既适用于1310 nm 也适用于 1550nm 波长。 RF 输出信号带宽分为 750MHz、 860MHz 等几个频率范围，适用于所有电视标准，包括 NTSC、 PAL、 SECAM。 一般的 AM 光接收机的光电二极管接收电路和放大电路相连接，输出电平可达 95 到 102dB181。 V，射频输出平坦度一般为177。 1dB～177。 1. 5dB。 通过面板上的监测口及调节旋钮，可对 RF 输出电平的高低进行一定范围的调整 (20dB181。 V )。 在面板上还可以监测工作电源、光中断与否及接收光功率正常与否。 光接收机本身带有输入光纤引线，可直接与光缆相连接。 其输出为射频 75Ω 标准输出口，可通过 F1 电缆接头与电缆相连接。 在发光器件的光接收机反向循环增加，更多的反向反馈信号的光发射机、光接收机， 则可使 光纤系统成为双光纤的双向传输系统。 有线电视系统的指标分配 有线电视系统由三个部分组成，分别是前端、干线和同轴电缆分配系统。 前 10 端为系统广播信道的信号源，是交互信道的数字信息处理交换中心。 现代有线电视干线是由光纤网络，通常有一个或多个光发射器和接收器的光链路。 信号传输质量的电缆系统由系统载噪比决定，和三阶非线性失真指标击败，确定二次差拍。 系统的这些指标又是由三个部分合成，分别是前端、干线和分配系统。 假如有两个分系统的载噪比分别为 43dB、 70dB，整个系统的指标基本决定于 43dB 指标，即系统总指 标被低指标分系统卡住。 高指标分系统指标无论如何提高，也只会增加总系统的造价，而对总系统指标的提高不起作用。 光缆干线传输系统，使传输干线指标得以改善，但从系统指标“匹配”的角度看，前端系统和电缆分配系统的指标也不能过低。 否则光缆干线传输质量高的优越性从整体上体现不出来，这一点在设计一个有线电视网络的指标分配方案时，必须多方考虑，仔细权衡，找出一个最佳分配方案。 系统指标分配是非常重要的，要严格的根据国标 GB6510— 86HEGBJ— 89《民用建筑电缆电视系统工程技术规范》的要求，结合县 (市 )级本地网的客观情况 ，综合分析 CATV 光传输设备的性能，尽可能合理地分配有线电视系统各子系统的性能指标，使整个系统在在最低的造价的情况下保持最好的效果。 （ 1） 载噪比 C/N 的分配 前端是整个光纤有线电视系统信号的“源”，它的性能好坏对整个系统的影响最大，所以前端应尽可能采用性能较高的设备，如果我们采用进口的广播级调制器。 这类设备一般都有较高的载噪比 (CNR70dB)了；而频道处理器的噪声系数可以做到 很好的效果。 在这种方式中，只要有合适的输入级，可以获得较高的载噪比率。 所以， CNR 在前端分配的比例可以低一些，一般在 以下或者是 更少。 对于点对点应用的 AM 光纤传输系统来说，当光发射机的发送功率决定后，原则上光纤链路的 CNR 与光纤的链路光损耗成正比。 就现在的情况来说，当输入光功率在 2dBm时，系统值可以达到 51dB 左右。 这样， CNR 在单级光纤干线的分配比例相对于电缆干线可以低很多，一般为 到 左右。 但在县级本地网上实现光纤有线电视的大范围覆盖，由于一些乡村光接收点的距离很远，不可避免地要采用多级光纤链路系统进行传输。 在多级光纤链路系统中，在每段的指标相同的情况下，每转接一次，如果是第二传输段，则信号的 11 CNR 要 固定地降低 10 lg2dB 即 3dB；如果是第三传输段，则信号的 CNR 要固定地降低 101g3dB 即 ，当转接的次数较多时，最后一级接收点信号的指标会降得比较低。 因为这些因素，在光纤干线的 CNR 分配比例要恰当的多一点，一般为 到。 在光纤有线电视系统中，一个光节点的用户一般有数百个，电缆分配系统中放大器级联数不超过三级，所以载噪比的分配比例可以适当低些，通常为 到 左右。 （ 2） 非线性指标 CTB、 CSO 的分配 由于邻频前端无论使用调制器还是频道处理器，各个频道都是单独 进行处理，采用定向耦合器方式且相互隔离度高的混合器进行混合， 几乎没有任何的信道之间的相互干扰等问题，因此你不能参与指数分布。 但考虑到实际情况可能并非如此理想， CTB、 CSO 在前端的分配一般还是要有，为 1/10 或更少。 采用 AM 光纤传输系统时，只要确定了光发射机和光接收机， CTB 和 CSO指标与频道数有密切关系。 当使用频道时， 1310nmDFB 光纤系统的 CTB 可以做到 65dB 左右， CSO 可以做到 62dB 左右， 1550nm外调制光纤系统的 CTB、CSO 可以做到 65dB 左右， CTB、 CSO 在光纤系统的分配一般为 ～。 在光纤多级链路传输系统中，每转接一次，信号的 CTB、 CSO 都可能降低3～ 5dB 左右，当转接的次数较多时，信号的非线性指标会降得比较低。 考虑到这些原因， CTB、 CSO 在光纤干线的分配应该适当高一些，一般为 4/10～ 6/10。 近年来，功率集成电路已相当成熟，随着推挽型、功率倍增型、四倍功率倍增型和前馈型等功率集成电路的出现，放大器的 CTB、 CSO 指标都相应提高，使得非线性指标 CTB、 CSO 在分配系统的分配比例可以较低，一般为 3/10～4/10。 在县级 FTF 光纤 CATV 网中，乡村的分配系统一般放大器的级数不超过四级，考虑到造价的因素，分配放大器可采用功率倍增型、四倍功率倍增型或推挽型放大器。 建议以功率倍增型为主，级联 1 级推挽型线路放大器，输出使用高电平，这样以覆盖更多的用户，相应的 CTB 和 CSO 指标有所降低，所以分配系统中 CTB,CSO 的分配比例可以适当多一些，一般为 4/10～ 5/10。 在有线电视系统中， CNR, CTB 和 CSO 这三大指标有时是相互矛盾的， 12 但有时又相互是统一的。 设计时要综合考虑各方面的因素，建议在县级光纤CATV 网络的设计中，单级传输系统采用如表 22 所 示的指标分配方案，两级传输系统采用如表 23 所示的指标分配方案，三级传输系统采用如表 24 所示的指标分配方案。 根据网络实际情况加以变动，使整个系统在最低的造价情况下满足国标要求。 表 22 建议的一级光纤 CATV 网络系统指标分配表 国标 设计值 前端 (N) 光纤干线 (F) 分配系统 (D) 项目 dB dB 比例 dB 比例 dB 比例 dB CNB 43 44 2/10 51 2/10 51 6/10 CTB 54 55 1/10 75 3/10 65 6/10 59 CSO 54 55 1/10 65 3/10 60 6/10 57 表 23 建议的二级光纤 CATV 网络系统指标分配表 国标 设计值 前端 (N) 光纤干线 (F) 分配系统 (D) 项目 dB dB 比例 dB 比例 dB 比例 dB CNB 43 44 1/10 54 4/10 48 5/10 47 CTB 54 55 1/10 75 4/10 63 5/10 61 CSO 54 55 1/10 65 4/10 59 5/10 58 表 24 建议的三级光纤 CATV 网络系统指标分配表 国标 设计值 前端 (N) 光纤干线 (F) 分配系统 (D) 项目 dB dB 比例 dB 比例 dB 比例 dB CNB 43 44 1/10 54 5/10 47 4/10 48 CTB 54 55 1/10 75 5/10 61 4/10 63 CSO 54。