淺談城區(qū)ＨＦＣ分配網(wǎng)中光纖傳輸衰減的測試

摘 要：隨著有線電視事業(yè)的飛速發(fā)展，現(xiàn)已建成光纜為干線傳輸介質(zhì)，同軸電纜為分配網(wǎng)的光纖電纜混合網(wǎng)，即HFC、網(wǎng)絡(luò)是比較經(jīng)濟可行、高質(zhì)量的寬帶接入網(wǎng)。

關(guān)鍵詞：光纜、光纖電纜混合網(wǎng)

隨著有線電視事業(yè)的飛速發(fā)展，我縣城區(qū)與1993年建設(shè)的300MHZ有線電視網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)過2002年6月至2003年6月近一年的網(wǎng)絡(luò)改造。現(xiàn)已建成以光纜為干線傳輸介質(zhì)，同軸電纜為分配網(wǎng)的光纖電纜混合網(wǎng)（Hybird Fiber Coaxial）即HFC。網(wǎng)絡(luò)是比較經(jīng)濟可行、高質(zhì)量的寬帶接入網(wǎng)。為了確保HFC分配網(wǎng)的技術(shù)管理和維護質(zhì)量，首先要了解光纖線路傳輸衰減的產(chǎn)生原因和計算程序，用常用的兩種光纖測試設(shè)備對傳輸線路衰減進行測試。下面淺談我縣域區(qū)HFC分配網(wǎng)中光纖傳輸衰減的測試。

1 光纖線路傳輸衰減值的計算

在有線電視寬帶接入網(wǎng)內(nèi)HFC主干傳輸網(wǎng)中，或者在HFC分配傳輸網(wǎng)中，光信號在光纖傳輸線路上的傳輸損耗，是光纖的傳輸特性。以下對HFC分配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計值和實測值進行分析，確定光纖線路損耗計算程序。應(yīng)根據(jù)光纖傳輸衰減特性，利用光纖傳輸損耗設(shè)計值的計算公式進行計算。如前端至每個光節(jié)點光路損耗的計算公式為：

L=Ad_0.02n+0.5+0.5+1+(-2dBm)(1)

式中：a為1310波長單模光纖損耗為0.35Dbm/km；若采用1550nm波長式中a的單模光纖損耗取0.2dBm;D為光纖路徑長度，單位Km;n為熔結(jié)頭數(shù)，0.02為熔結(jié)點損耗0.02dBm;1為常規(guī)預(yù)留系統(tǒng)余量1dBm;-2dBm為光接收機輸入功率為-2dBm(也可0dBm或-1dBm)。

根據(jù)（1）式計算出來的每個HFC光節(jié)點的傳輸損耗功率，是光纖傳輸衰減測試的依據(jù)。HFC網(wǎng)絡(luò)設(shè)計完成，然后按設(shè)計施工。當(dāng)前端至每個光節(jié)點施工結(jié)束，必須對光纖傳輸損耗是否在設(shè)計允許范圍內(nèi)、光纜工程質(zhì)量優(yōu)劣、光發(fā)、光收設(shè)備優(yōu)劣進行檢測，驗收測試前端至每個HFC光節(jié)點的各項技術(shù)指標(biāo)，列表記錄存檔。在光纜各項傳輸技術(shù)指標(biāo)中，光路損耗是全程驗收測試中最重要的一項技術(shù)指標(biāo)，為今后光纖線路維修提供了必要的數(shù)據(jù)。對光纜前端AM調(diào)制器而言，主要是依靠提高視頻信噪比SNR的記法來提高前端的C/N值。在光纖系統(tǒng)中，其CTB指標(biāo)除了與頻道數(shù)N密切相關(guān)外，還與其光發(fā)射機、光接收機有關(guān)。CSO值在光纖系統(tǒng)中顯的尤為重要，因為CSO失真是屬于二階失真，是一主要失真指標(biāo)。所以光纖系統(tǒng)的CSO、CTB指標(biāo)主要由光發(fā)射機決定，因而光發(fā)射機的選型顯得特別重要。光接收機是決定系統(tǒng)內(nèi)C/N比的關(guān)鍵，以光接收機輸入功率-2dBm作典型值時，光接收機所接收到的光功率每減小1dBm，則鏈路C/N比基本上劣化1dBm，反之亦然。依上所述，CSO、CTB由光發(fā)射機決定，而C/N比由AM調(diào)制器決定，鏈路C/N由光發(fā)射機輸入功率決定上。若測試每個HFC光節(jié)點光接收機的輸入功率，便知道前端至每個HFC光節(jié)點光接收機輸入端的全程光纖線路損耗功率。可采用全程光路損耗的計算公式求得。其計算公式為：

P損=P出-P收（2）

式中：P損為前端至每個光節(jié)點光路傳輸損耗功率；P出為至光接收機輸入端的光發(fā)射機功率；P收為光接收機的輸入功率，單位統(tǒng)一為mw。

對HFC分配網(wǎng)中光纖傳輸衰減，經(jīng)工程計算設(shè)計再由儀器（功率計）檢測，就可得出某一光節(jié)點傳輸衰減值。

2 用光功率計測試HFC分配網(wǎng)

用來測量光設(shè)備和光纖傳輸網(wǎng)中光功率值的一種儀器，叫光功率計。

在HFC分配網(wǎng)中我們通常要測量的是光發(fā)射機輸出光功率、光分路器的出口光功率、光接收機的輸入光功率。

上圖是我縣星型HFC分配網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖（其中的一部分）。被測光纖全程長度為6Km，每2Km有一個光節(jié)點，全程共有4個熔節(jié)點，代入公式（1）得：

L=aD+0.02n+0.5+0.5+1+(-2dBm)

=0.35*6+0.02*4+0.5+0.5+1+(-2)

=2.18（dBm）=1.65mw

式中1.65mw是縣有線機房光發(fā)后經(jīng)光6分路器后送給萬興達廠區(qū)招待所的光功率（P出）。接著在光接收機輸入端用光功率計測量尾纖輸出的光功率P收。其方法是把光接收機輸入端連接器插頭（FC/APC）接入光功率計傳感器上，測得光功率為-1.15dBm， 1.15dBm=0.767mw。代入公式：

P損=P出-P收=1.65mw-0.767mw=為0.883mw。式中P損為0.883mw是HFC光節(jié)點全程光路損耗值。再從光功率計在光接收機輸出端測量的光功率看，測得實測值為——1.15dBm，這是因為設(shè)計時系統(tǒng)有1dBm預(yù)留，基本上還是符合設(shè)計指標(biāo)，滿足光接收機-2dBm接收功率。驗收時應(yīng)把HFC光節(jié)點的測量數(shù)據(jù)登記后存檔。以上所述是HFC分配網(wǎng)的HFC光節(jié)點處測量全程光路損耗功率的辦法，這種測量辦法經(jīng)常用于光纜的維護和檢修之中。

3 用光時域反射儀（OTDR）測試HFC分配網(wǎng)

在光纜工程施工結(jié)束時，或者HFC分配網(wǎng)驗修時，如在HFC光節(jié)點光接收機輸入端用光功率計測試輸入光功率超出設(shè)計范圍，接收光功率不夠，光路損耗值增加，就用光學(xué)時域反射儀（OTDR）測試光線路損耗增加所在的部位。光時域反射儀（OTDR）的功能：能夠正確地測出光纜長度、光纖損耗值、光纖熔接頭損耗值、光纖故障點位置等。現(xiàn)在一般采用的光學(xué)時域反射儀，它的基本原理是一樣的，即它的脈沖輸出進入被測光纖傳輸時，光脈沖在光纖傳輸中所引起的散射光中有部分會沿著光脈沖傳輸光相反的方向返回始端；利用它的時基來直觀反映反回光功率的曲線變化程度。若用TFS3031微型光學(xué)時域反射儀，其性能：分辨率高；損耗分辨率為0.001dB，距離分辨率為0.25米；有35dB的動態(tài)范圍；機器精度高，有15米的損耗盲區(qū)，5米的時間盲區(qū)；顯示測量范圍距離是0.001km至240Km；損耗是0.01dB——22 dB。若用PK/YOrK7500便攜式光時域反射儀，其性能為分辨率高；有40dB的大動態(tài)范圍；機器精度高，有20m的損耗盲區(qū)，5m的時間盲區(qū)，用OTDR檢測的曲線，能真實細致反映光纜線路中情況。它采用觸摸屏，自動測試單鍵設(shè)計以及窗口式軟件和畫中畫功能，使用操作簡單方便。它的測試連接如下圖：

把光分路器輸出的尾纖頭從法蘭盤上取下，跳線兩端 的尾纖頭，分別接入光時域反射儀的輸出端和被測光路，然后接通光時域反射儀電源。自動測試單鍵置開位置，OTDR輸出的光脈沖信號向被測光纖傳送，光脈沖信號在光纖內(nèi)傳播，由于光信號在光纖傳輸中的衰減特性，會產(chǎn)生瑞利散射，其散射的一部分光返回始端，根據(jù)返回始端到達時間區(qū)域早晚和返回光功率變化情況，利用高分辨率和采樣點，進行快速信號處理，在顯示屏上顯示測試曲線。它反映光纖線路中各種情況。屏幕上顯示曲線的縱坐標(biāo)表示反射光功率衰減變化情況，縱坐標(biāo)表示時間區(qū)域光纖長度。用OTDR可以自動測試顯示出光纖路由的接頭點或故障點，及光纖的任意兩點間的距離。工程驗收或故障處理、測試，都要搞好記錄，對一些重要數(shù)據(jù)要搞好存檔，以備后用。總之光時域反射儀測試曲線真實細致地反映了光纜線路中各種情況，在曲線上反映光纖傳輸質(zhì)量，同時能顯示測出曲線上的任意點的損耗和任意兩點間的距離，是測試光纖傳輸衰減特性和判斷光纜故障位置的最好幫手。

為了確保我縣城區(qū)新建的HFC分配網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定、可靠、高質(zhì)量傳輸，應(yīng)十分重視網(wǎng)絡(luò)的維護。光纖線路傳輸衰減的測試尤為重要，是檢驗設(shè)計值正確與否的關(guān)鍵，是處理光線路故障的重要手段。新建的我縣HFC分配網(wǎng)絡(luò)，要配備必要的測試儀器，保證維護質(zhì)量，最大限度的發(fā)揮HFC寬帶網(wǎng)絡(luò)的傳輸功能，進一步搞好多功能開發(fā)，更好地為遼陽縣人民服務(wù)。