1 550 nm光纤传输系统在城乡联网中的应用

 自中国有线电视


1550 nm光纤传输系统的特点
    随着光纤技术的发展以及光传输设备价格的下降，光缆传输在有线电视系统中得到了越来越广泛的应用。
    目前国内信息网所用光纤大部分都是ITU－T标准G652类光纤，也称为常规单模光纤，它是目前应用最广泛价格最便宜的单模光纤。它有两个低损耗窗口，分别是1 310 nm和1 550 nm，1 310 nm窗口的损耗较低，色散值最小，但1 310 nm系统不可以进行直接光中继放大；1 550 nm窗口的损耗系数为0.2 dB/km，已降低到接近于它的理论极限值，其链路损耗低，当超长距离传输时，可以采用掺铒光纤放大器（EDFA）进行光放大，来弥补光发射功率的不足，适合大范围和远距离的联网，具有较高的性能价格比。1 550 nm波长光纤传输技术比较成熟，其设备价格也在不断下调，特别是光放大器，在传输距离不大于100 km时，载噪比CNR虽有所劣化，但CTB与CSO几乎不受影响。在目前的模拟传输系统中，1 310 nm系统是过渡产品，最后将过渡到1 550 nm系统，因为1 550 nm窗口光纤损耗比1 310 nm窗口小得多，加之日趋成熟的密集波分复用技术（DWDM）都在1 550 nm附近进行，因此1 550 nm系统光发射机灵活搭配EDFA光放大器的模式得到了广泛应用。
2网络架构
   1 550 nm光缆传输系统的设计应根据成本和维护等因素综合考虑，要做到既合理又经济。兴化市地域条件特殊，即城区偏西，且所辖乡镇范围广，距离远，光节点众多，距前端路由超过30 km的乡镇有29个，最远的达60多km。为便于网络的设计和管理，决定采用EDFA直接光放大中继方式的1 550 nm星型拓扑结构实现城乡光纤联网。条件成熟时可以在乡镇联网和城网改造中都采用1 550 nm系统。若不能一步到位，可在乡镇联网部分采用1 550 nm系统，而把已有的1 310 nm光发射机移到乡镇至行政村的二级光路或城区HFC光节点使用。采用1 550 nm光纤星型拓扑结构较之1 310 nm光纤传输能节约许多经费，且减少了多级光电转换，因而提高了整体传输质量和系统运行的可靠性。
    在有线电视光缆的路由设计中，有两个因素可以充分利用，一是多芯光缆平均每芯的价格要便宜，因此在使用光缆时，可尽量使用大芯数光缆以节约投资；二是共同路由可以节约光缆的敷设费用和以后的维护费用，因此在城乡光缆联网时虽然网络设计成星型网，但光缆并非敷设成星型，不是一个乡镇一条路由，而是若干个乡镇共用同一路由。
     每个乡镇光节点用4芯光纤，1芯下行，1芯上行，1芯传送数据信号及多功能开发用，1芯备用，完全满足广电信息网将来的发展要求，前端路由分为3个方向，向西辖10个乡镇，向北辖12个乡镇，向东、南辖25个乡镇，采用点到点星型拓扑结构，则前端机房出口为3路光缆，分别为40芯、48芯及100芯。
3系统设计
    设计计算参数确认：对于1 550 nm光纤传输系统，光纤损耗取0.25 dB/km，其中包括熔接点损耗，活动接头损耗取0.5 dB/个，光分路器附加损耗取0.5 dB，为了提高系统载噪比，光节点的接收功率取0 dB。
计算公式：
（1）光纤损耗
Di=αLi
式中：Di——第i路光纤损耗（dB）；
α——每公里光纤损耗，取0.25 dB；
Li——第i路光纤长度（km）。
（2）分光比
Ki=10Di10∑ni=110Di10
（3）光纤链路损耗
LAi=Di-10 lgKi+1.0+0.5
式中：LAi——第i路光纤链路总损耗；
-10 lgKi——分光比损耗；
1.0——活动接头损耗及裕量；
0.5——光分路器附加损耗。
（4）光放大器输出功率
Po=Pi+ LAi
式中：Pi——光节点输入功率，取0 dB。
具体计算数值见表1。
表1各光节点损耗、分光比与链路损耗


光节点名称距离（km)损耗(dB)分光比光链路损耗（dB)



林湖28.47.100 5.129 
大垛29.47.350 5.433 
昌荣29.57.375 5.464 
徐扬41.810.450 11.092 
舍陈48.0512.013 15.895 
陶庄4812.000 15.849 
戴窑45.411.350 13.646 
合塔50.212.550 17.989 
永丰41.510.375 10.902 
林潭38.29.550 9.016 
Σ＝110.412


4.64%
4.92%
4.95%
10.05%
14.40%
14.35%
12.36%
16.29%
9.87%
8.17%
21.9



东潭4.21.050 1.274 
红星13.23.300 2.138 
荡朱23.65.900 3.890 
舜生23.55.875 3.868 
周奋30.37.575 5.721 
沙沟35.958.988 7.920 
缸顾317.750 5.957 
中堡38.79.675 9.279 
李健13.83.450 2.213 
北郊5.41.350 1.365 
广电中心4.51.125 1.296 
垛田6.11.525 1.421 
竹泓19.64.900 3.090 
刘陆22.25.550 3.589 
沈伦307.500 5.623 
陈堡34.58.625 7.286 
周庄40.310.075 10.174 
茅山38.39.575 9.068 
临城7.81.950 1.567 
边城44.611.150 13.032

Σ＝99.771


1.28%
2.14%
3.90%
3.88%
5.73%
7.94%
5.97%
9.30%
2.22%
1.37%
1.30%
1.42%
3.10%
3.60%
5.64%
7.30%
10.20%
9.09%
1.57%
13.06%21.5




光节点名称距离（km)损耗(dB)分光比光链路损耗（dB)



西鲍4.41.100 1.288 
东鲍11.72.925 1.961 
海南23.75.925 3.913 
钓鱼29.47.350 5.433 
在邹389.500 8.913 
下圩38.19.525 8.964 
安丰4310.750 11.885 
老圩53.2213.305 21.404 
新垛51.9212.980 19.861 
大营58.7514.688 29.427 
海河36.19.025 7.989 
中圩45.511.375 13.725 

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