HFC网光链路的设计原则

HFC网光纤特性及其应用原则光纤作为光信I号的物理传输媒质。

其特性直接影响传输系统的带宽和传辕距离。

目前已开发出不同特性的光纤以适应不同的应用场合。

常用的光纤种类有常规单模光纤G．652、色散位移光纤G．653、截止波长位移单模光纤G．654以及非零色散位移光纤G．655和适用于宽带传送的非零色散位移光纤G．656。

前三种光纤的低损耗区分别在850nm、1310nm、1550nm波长附近，而G．656光纤则将非零色散位移光纤使用的波长范围延伸到了1460～1625nm波段。

无论是干线网还是分配网，目前主要应用的还是G．652光纤．但G．655光纤也开始采用。

过去由于技术的限制，只有少数的几种光纤，加上我国已埋设的几乎都是常规单模光纤，所以选型的问题就不那么重要。

然而现在新型光纤越来越多，在设计传输系统和进行传输网建设时，光纤的选型就变得尤为重要。

以下将着重介绍G．652和G．655光纤的特性，并对有线电视HFC(光电混合)网建设的光纤选型进行分析。

目前G．652光纤是现在网络上应用比较多的一种光纤．国际电信联盟(ITU—T)对于G．652分为四类光纤，分别是G．652．A、G．652．B、G．652．C和G．652．D 光纤光缆。

G．652的这四种光纤的分类主要取决于偏振模色散(PMD)的要求和在1383nm 处的衰耗要求。

G．652．A光纤用于支持G．957和G．691，最高速率为STM一16或10 Gbit／s，最大传输距离为40km(Ethernet)和STM一256用于G．693的应用。

G．652．B光纤用于支持速率高达STM一64的更高比特率的应用，如G．691和G．692中的某些应用，G．693和G．959．1中的某些STM一256应用。

根据不同的应用，需要考虑色度色散的容限。

虽然G．652．C与G．652．A类似，但是被允许的波长范围则从1360nm扩展到1530nm。

G．652．D与G．652．B类似，但G．652．D允许的波长范围则是从1360nm扩展到1530nm。

双向网络的设计与调试近年来，随着有线电视HFC网双向业务的不断扩展，双向网络的设计和调试也越来越引起人们的重视。

一、双向光节点的覆盖范围开展双向业务，必须使光节点尽量地接近用户，减少放大器的级联数目，才能提高系统的可靠性，才能在市场竞争中赢得客户。

光节点的开设应以什么为标准，覆盖用户多少才合适，一直是讨论的热点。

目前，国内在光节点建设中，存在一种倾向，不考虑国内网络的实际情况，照搬国外的经验，一味地减少光节点的覆盖用户数，每光节点覆盖500户似乎已经成为了公认的标准。

这种观点忽视了国情，忽视了技术进步可能带来的改变，也忽视了市场的实际需求。

1、人口分布密度的影响国外尤其是美国，人口分布密度十分低，平均每公里的同轴线路才覆盖100户，一个500 用户的小区就需要大概20个放大器。

换句话说，一个光节点的覆盖范围约为一公里左右，最远的用户一般需经三到四级放大器。

而国内的人口密度大，尤其在北京、上海、广州等大城市，高层建筑较多，住宅密度高。

同样在一公里的范围内，用户极有可能超过5000户，甚至达到上万户。

有的地方两、三栋楼就已经500户，其总长度还不到300米。

如果按500户一个光节点进行建设，且全部采用管道铺设，其资金投入将是一个天文数字。

2、UPS供电器等附加设备的影响双向通信业务对网络稳定性的要求十分高，网络运营商必须为线路设备安装可靠的电源，如UPS或备用发电机，以保证在市电中断的情况下仍然可以向客户提供不间断的服务。

一个14安培的60V供电器大约可带一台光接收机和12台干放或延放。

4小时备份时间的UPS供电器约两万元，已经接近甚至超过了光接收机的价格。

光节点开设过多，覆盖用户过少，UPS的安装费用将非常庞大。

从这个角度看，光节点的覆盖用户数不宜过少。

因此，应逐步在网络中推广使用90V 供电，延长供电距离，减少供电器的数量，进一步提高系统的可靠性。

3、增加用户上行带宽的方法从技术角度分析，增加光节点的主要目的是为了增加用户的反向带宽，减少噪声汇聚，但这不是唯一的解决办法。

HFC网络设计规范一、双向HFC网络设计说明双向HFC网络设计包括下行及上行设计,系统频段划分上行为：5～65MHz、下行为87～1000MHz。

1.1图象等级目前国标规定系统的图象等级为五级（五级评分法)，图象等级与信噪比的计算关系为：S/N=23-Q+1。

1Q2C/N=S/N+6。

4S/N=C/N—6。

4—Iw式中:Q—图象质量，为1、2、3、4、5.Iw-统一加权系数，PAL—D制式的Iw=12dB1。

2系统各部分指标分配及计算系统各部分指标分配需符合标准《有线电视系统工程技术规范》（GB50200—94）,分配系数可根据网络的实际情况合理分配,不能一概而论（分配系数可参考附录设计模块）.在本设计中主要是对载噪比（C/N)、复合二次差拍比（CSO）、复合三次差拍比（CTB）三个指标进行计算，其它指标在设计时可只作简单的计算。

国标规定：系统载噪比(C/N)=43dB系统复合二次差拍比（CSO）=54dB系统复合三次差拍比（CTB）=54dB系统设计要求:系统载噪比(C/N）=44dB系统复合二次差拍比(CSO）=55dB系统复合三次差拍比（CTB）=55dB1.2。

1载噪比(C/N)（C/N）分系统=43(国标值）或44(设计值）-10lgn（C/N）分系统—分系统载噪比(C/N)分系统在整个HFC网络系统所占比例值（dB）43（国标值）44(设计值）n—分系统在整个HFC网络系统所占比例系数1.2.2复合二次差拍比(CSO）（CSO）分系统=54（国标值)或55(设计值）-15lgn(CSO）分系统-分系统复合二次差拍比（CSO)分系统在整个HFC网络系统所占比例值(dB)54(国标值)55（设计值）n—分系统在整个HFC网络系统所占比例系数1。

2。

3复合三次差拍比（CTB）（CTB)分系统=54（国标值）或55（设计值)—20lgn（CTB）分系统—分系统复合三次差拍比（CTB）分系统在整个HFC网络系统所占比例值(dB）54（国标值)55（设计值）n—分系统在整个HFC网络系统所占比例系数二、双向HFC网络系统设计依据工程方案的制定、设计，依照国家有关文件、标准和规定，主要有：1、《有线电视管理规定》（广电部94年12号令)2、《30—1GHZ声音和电视信号的电缆分配系统》（GB11318—1996）3、《有线电视广播系统技术规范》（GY/T106-99）4、《有线电视加解扰系统通用技术要求》（GY/T114—94）5、《有线电视系统工程技术规范》（GB50200—94）6、《建筑物防雷设计规范》（GB50057—94）7、《工业企业通信接地设计规范》（GBJ79—85)8、《市、县有线广播电视设计规范》（GY5063—1998)9、《有线电视网中光链路系统技术要求和测量方法》(GY/T131-1997）10、《有线电视系统测量方法》（GY/T121-95）11、《有线广播电视系统安装工程预算定额》(GY5212-1997）12、《XXXXXXX光纤电视网络建设的相关要求》13、《HFC网络上行传输物理通道技术规范》（GY/T180-2001)14、《有线电视系双向放大器技术要求和测量方法》（GY/T185-2002)三、系统设计程序及方法3。

如何确定有线分光比和光发射机功率2010年04月06日星期二 13:28王士群施步胜庞代亮摘要：通过分析，掌握分光比的计算方法，以便在ＨＦＣ光链路设计中更好地选择分光器和光发射机。

关键词：光链路损耗分光比功率利用光纤传输电视节目具有频带宽、容量大、损耗低、抗干扰能力强等优点，不仅能扩大有线电视覆盖面，减少传输线路中放大器的个数，提高整个有线电视系统的指标，而且解决了全电缆网放大器维护难的问题。

近几年来，HFC(光纤同轴电缆混合有线电视网络)得到迅猛发展。

HFC有线电视系统由前端、光链路(光发射→光纤→光接收)与电缆网络3部分组成。

本文阐述在设计光链路时如何确定分光比和光发射机功率。

光分路器是HFC必不可少的器件，它把一路光信号按不同的功率比例（分光比）分成多路光信号，提供给多路分前端。

其优点在于节省前端光发射机的个数和资金。

目前使用的光分路器有1～16路的不等,设计人员可根据对光分路器分光比的计算数据向厂家单独定货，也可根据计算结果直接定购标准的分光器。

光分路器的主要技术指标是分配损耗、插入损耗和分光比，这些指标直接反映了光链路的性能。

1 光链路设计原则1）根据前端光发射机到各个分前端的光纤长度 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 分光比计算按照单模光纤在1310nm、750MHz系统AM-VSB光调制来考虑，光链路总损耗＝光纤损耗＋分光损耗＋插入损耗＋设计余量。

1）单模光纤在1310nm方式下损耗为0 35dB/km。

包括熔接点的损耗在内，按0 4dB/km计算，有利于计算简化。

2）单模光纤活动连接器FC/APC的损耗按0 5dB/个计算。

光发射机和光接收机各有一个活动连接头。

3）光分路器的插入损耗可按表1计算。

N (路) 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 16插入损耗 (dB)0 30 40 450 50 550 60 70 80 91 01 24）光接收机输入光功率为＋2～－3dBm，设计中可根据不同的要求取值。

HFC网络典型结构设计和注意问题汪章瑞汪章瑞先生，国家广播电影电视总局计量检测中心高级工程师。

一 HFC双向网的简单介绍在研究HFC双向网络时，常按反向通道划分为以下4部分：用户分配部分、电缆传输部分、光缆传输部分和前端接入部分。

用户端到楼放下行输出口这部分为用户分配。

由于楼放输出口下行信号电平可达100dBμV以上，用户接收设定电平为(65±4)dBμV，用户分配网的损耗一般在(30±4)dB。

楼放下行输出口到光站下行输出口这部分为电缆传输。

对于双向放大器的下行增益，可根据光站下行输出口的电平高低而定，一般在20~40dB之间，用来补偿分支、分配和线路损耗，使下行最终损耗在0~10dB之间。

对于反向通道，因双向放大器中有自己独立的反向放大模块，反向信号介入增益(损耗)可实现0dB。

这就是我们通常说的“单位增益”。

图为HFC双向网典型方框图。

光站到前端光收/发机部分称为光缆传输。

下行要保证光站光接收机的接收光功率在0~-3dBm，以保证光接收机能输出足够电平和载噪比。

反向损耗则与反向光设备的选择有关，一旦光设备选定了，损耗也就确定了。

一般光接收机上行输出口的组合增益可设在0~20dB 之间(在反向光接收机的输入功率为-4.5dBm时)。

反向光接收机输出端到CMTS的输入端口部分为前端接入。

这部分主要作用是将多路光链路混合成一路输入到CMTS，其插入损耗要根据业务带宽按通道内功率密度(每赫兹功率)来推算出该业务的电平值，然后再减去CMTS要求的输入电平值而得出来。

这部分是整个反向通道最大一个汇集点，混入一个CMTS端口的光链路最好是6~8路，若过多会使通道噪声增加，过少又不够经济。

上行信号在进入CMTS之前，应接一个3dB左右的固定衰减器，其作用：一是改善通道的驻波性能；二是为其它业务的接入提供余量。

二 HFC双向网改造中应注意的问题HFC双向网改造进行了几年，虽然取得了一定成果，但不够理想，其原因是多方面的，既有认识问题又有措施不力的问题。

HFC双向网络工程设计探讨前言当前，各地为适应有线广播电视数字化和信息化的需求，均加紧了HFC双向网络的建设。

在建设的过程中，工程设计至关重要，它将对网络的建设水平和质量起到决定性作用。

由于工程设计不同于总体设计和初步设计，具有涉及面广、情况复杂和计算繁琐等特点，如不重视，往往容易造成设计人员的设计思想混乱、设计内容不统一以及计算错误率高等后果，最终将影响HFC双向网的建设。

我们在从事石家庄市的HFC双向网工程设计过程中，针对以上情况，着重解决了四个方面的问题，最终取得了比较好的效果，现将其总结出来，与大家一起交流和讨论。

一确定设计范围和内容确定设计的范围和内容是进行工程设计之前首先要完成的工作，这样可以明确设计的目标任务，使设计人员做到有的放矢。

我们确定的工程设计范围包括：● 光传输系统设计：含光设备配置、光分路器设计、机房布置等。

● 光链路路由设计：为光缆的实际传输路由设计。

● 光节点到楼电缆分配部份设计：为光节点以下至各楼楼头的路由及电平设计。

● 通用楼栋户型设计：对各类楼栋户型的内部电缆分配设计。

● 工程定额预算：按照设计做出投资预算。

根据上面确定的设计范围，我们将其划分为七类设计图纸和文件：● 设计说明：● 光系统图册：● 光(电)缆路由图册● 光节点分配图● 楼栋户型图册● 安装通用图册● 工程定额预算以上七类设计图纸，完全覆盖了工程设计范围，并使设计的内容具体而统一起来。

二制定工程设计依据和原则由于完成覆盖60余万用户的HFC网络的工程设计需要一批设计人员来共同协作，制定设计的依据和原则显得尤为重要。

它可以统一设计人员的设计标准和设计思路，使设计具有良好的一致性。

我们以石家庄有线广播电视综合信息网的《总体规划与总体设计》、《初步设计》为基本依据，结合当前成熟的光电设备器材情况和石家庄的地理状况，制定了《石家庄有线广播电视综合信息网项目工程设计细则》。

现以我们制定的光系统设计原则为例予以说明。

HFC 网络设计规范一、双向HFC 网络设计说明双向HFC 网络设计包括下行及上行设计，系统频段划分上行为：5 〜65MHz、下行为87 〜1000MHz 。

1.1图象等级目前国标规定系统的图象等级为五级（五级评分法），图象等级与信噪比的计算关系为：S/N=23-Q+1.1Q 2C/N=S/N+6.4S/N=C/N-6.4-Iw式中：Q —图象质量，为1、2、3、4、5。

Iw —统一加权系数，PAL—D 制式的Iw=12dB1.2系统各部分指标分配及计算系统各部分指标分配需符合标准《有线电视系统工程技术规范》（GB50200-94 ），分配系数可根据网络的实际情况合理分配，不能一概而论（分配系数可参考附录设计模块）。

在本设计中主要是对载噪比（C/N ）、复合二次差拍比（CSO）、复合三次差拍比（CTB）三个指标进行计算，其它指标在设计时可只作简单的计算。

国标规定：系统载噪比（C/N ）=43dB 系统复合二次差拍比（CSO）=54dB 系统复合三次差拍比（CTB）=54dB系统设计要求：系统载噪比（C/N ）=44dB 系统复合二次差拍比（CSO）=55dB 系统复合三次差拍比（CTB）=55dB1.2.1载噪比（C/N ）（C/N ）分系统=43 （国标值）或44（设计值）—10lgn（C/N ）分系统—分系统载噪比（C/N ）分系统在整个HFC 网络系统所占比例值（dB ）43（国标值）44（设计值）n—分系统在整个HFC网络系统所占比例系数1.2.2复合二次差拍比（CSO）（CSO）分系统=54 （国标值）或55 （设计值）一15lgn（CSO）分系统一分系统复合二次差拍比（CSO）分系统在整个HFC网络系统所占比例值（dB）54（国标值）55（设计值）n—分系统在整个HFC网络系统所占比例系数1.2.3复合三次差拍比（CTB）（CTB）分系统=54 （国标值）或55 （设计值）一20lgn（CTB）分系统一分系统复合三次差拍比（CTB）分系统在整个HFC网络系统所占比例值（dB）54(国标值)55(设计值)n—分系统在整个HFC网络系统所占比例系数二、双向HFC 网络系统设计依据工程方案的制定、设计，依照国家有关文件、标准和规定，主要有：1、《有线电视管理规定》 (广电部94 年12 号令)2、《30-1GHZ 声音和电视信号的电缆分配系统》 (GB11318-1996 )3、《有线电视广播系统技术规范》 (GY/T106-99 )4、《有线电视加解扰系统通用技术要求》 (GY/T114-94 )5、《有线电视系统工程技术规范》 (GB50200-94 )6、《建筑物防雷设计规范》 ( GB50057-94 )7、《工业企业通信接地设计规范》 (GBJ79-85 )8、《市、县有线广播电视设计规范》(GY5063-1998) 9《、有线电视网中光链路系统技术要求和测量方法》(GY/T131-1997)10、《有线电视系统测量方法》 (GY/T121-95 )11 、《有线广播电视系统安装工程预算定额》 (GY5212-1997 )12、《XXXXXXX 光纤电视网络建设的相关要求》13、《HFC 网络上行传输物理通道技术规范》 (GY/T180-2001 )14、《有线电视系双向放大器技术要求和测量方法》 (GY/T185-2002 )三、系统设计程序及方法3.1设计准备设计准备工作,主要指调查、分析情况,搜集有关资料、数据。