蒙自市冷泉鎮HFC網絡設計

文丨楊正超

（蒙自市廣播電視局，云南蒙自661100）

冷泉鎮距蒙自縣城20多公里，是一個典型的山區鄉鎮，本鎮有線網絡建于1998年，共有用戶1000多戶。由于建網的時間較久，線路老化，多數用戶收看效果明顯下降，用戶投訴越來越多，加之現在數字電視的整體轉換，電視節目的不斷增多，網絡傳輸已經不能滿足現在技術的需要，所以網絡改造迫在眉睫。

1 系統設計依據

1）GB6510－86《30MHz－1GHz聲音和電視系統工程技術規范》；

2）GY/T106－1999《有線電視廣播系統技術規范》；

3）GY/T5063－1998《市、縣級有線廣播電視網絡設計規范》。

2 系統光纖網絡設計

2.1 網絡設計規化 要做好光纜傳輸網絡的設計，首先必須做好總體規劃，總的說來主要有以下幾點：1）確定光節點用戶數，大體對整個網絡的光節點作一個規劃，然后到實地確定光節點位置，把光節點設在啟電方便、維修方便的地方，為了節約成本，可找農戶房屋避雨的地方安裝；2）確定網絡結構，根據網絡結構確定各段光纜芯數。網絡結構有星型、樹型、環狀、混合等，為保持上行傳輸電平的對稱、均衡，本鎮設計采用星型拓樸結構，每個光節點放4芯；3）確定光纜線路走向，實地測量所需光纜長度，繪制光纜路由圖，并標明各段光纜的長度，為采購光纜提供重要數據。本鎮光纜路由圖如附表1。

2.2 光鏈路設計原則 1）根據前端光發射機到各個光節點的光纜長度L，計算出各條光纖通路的損耗。2）計算光分路器各條分光比。3）計算每條光纖鏈路的分支損耗。4）計算每條光鏈路損耗。5）根據鏈路損耗和需要達到的載噪比指標查看光發射機的參數表，選擇適當的光發射機。

2.3 網絡設計計算

2.3.1 明確設計計算條件

1）光纖損耗：因采用不同光波長傳輸，光纖損耗不一樣。系統采用1310 nm，單模光纖在1310 nm方式下損耗為0.35 dB/km。我們按0.4 dB/km（含熔接點）計算，有利于計算簡化。

2）光分路器插入損耗值：損耗值按下表取值：

光分路器型號 損耗值（d B）1×4 0.4 1×5 0.4 5 1×6 0.5 1×7 0.5 5 1×8 0.6 1×9 0.7 1×1 0 0.8 1×1 1 0.9

3）活動接頭損耗值：單模光纖活動連接器FC/APC的損耗每個接頭按0.5 dB計算。光發射機和光接收機各有一個活動連接頭。

4）光接收機輸入光功率：現在光接收機的門限值都很寬，如飛通接收機，接收光功率范圍：-8～＋2 dB，建議的使用范圍是：－3～＋1 dB，所以在設計時取光接收機輸入光功率為－1 dB計算。

2.3.2 分光比的計算公式

因為各光節點與前端的距離不同，光纖的損耗不一樣，而要保證各光節點的輸入光功率基本相等，使輸入光功率符合接收機要求，就必須按各條光纖長度的損耗進行光功率分配，用光分路器的不同分光比來滿足不同光節點的需求。分光比的計算公式：Ki=pi/p1+p2+…+Pn式中：Ki……表示第i個光節點的分光比；pi……表示第i個光節點所需要的光功率（mW）。

2.3.3 光纜損耗的計算公式

A=aL+0.5N+光分路器插入損耗值，式中：A……表示每條光纖的衰減損耗（dB），a……表示每公里光纖損耗系數（d B/k m），L……表示光纖長度（k m），N……表示活動接頭（琺瑯盤接頭）個數，0.5……表示每個琺瑯盤接頭插入損耗（dB）。

2.3.4 鏈路總損耗的計算公式

B= aL－10lgK+0.5N+光分路器插入損耗值，式中：B……表示鏈路總損耗（dB），K……表示分光比，a……每公里光纖損耗系數（d B/k m），L……光纖長度（km），0.5……表示每個琺瑯盤接頭插入損耗（dB）。N……表示琺瑯盤接頭個數。

2.3.5 光發射機輸出功率公式

P0=Pr+B式中：P0……表示光發射機輸出功率，Pr……表示光接收機的輸入功率，B……表示鏈路總損耗。根據以上各條件和各公式就計算出各設計所需值，計算出各條光纖所需光功率后，就可以確定光發射機的P值。

2.3.6 設計實例計算

因為網絡為星型拓撲結構，光接收機輸入功率取為－1 dB，光波長為1 310 nm，這樣根據以上公式就可計算光發機功率、分光比、鏈路損耗。

1）計算光功率

拓圖如下：

P1=L1×0.4+0.5N+光發射機輸入功率+光分路器插入損耗

同理：P2=1.62 dBm=1.452 mW

總功率：P＝P1＋P2＋P3＋P4＋P5＋P6＋P7＋P8＋P9

所以根據以上的計算，光發射機為12.13 mW。因為現在光設備都較為便宜，為保證今后設備老化，同樣能滿足各項技術指標，因此選用13 mW。

2）計算分光比

根據計算公式：Ki=pi/p1+p2+…+Pn得

3）計算各鏈路損耗

根據公式：B=aL－10lgK+0.5N+光分路器插入損耗。

4）驗算是否符合各光節點接收機設計輸入功率

通過驗算符合設計各光節點接收機輸入功率-1dBm。

3 系統設備選購

通過計算，本系統光傳輸設備選用深圳飛通公司生產的PTT2102－P13光發射機和PTR1212光接收機。它們的性能如下：

光節點名稱 光功率計型號 設計光功率/d B 實測光功率/d B城子上 通M 7 1 2 C A T V －1 －1小鋪子 通M 7 1 2 C A T V －1 －0.8村委會 通M 7 1 2 C A T V －1 －0.9小新寨 通M 7 1 2 C A T V －1 －0.9西莊 通M 7 1 2 C A T V －1 －0.9山嘴 通M 7 1 2 C A T V －1 －1馮家寨 通M 7 1 2 C A T V －1 －0.9胡家寨 通M 7 1 2 C A T V －1 －1路家寨 通M 7 1 2 C A T V －1 －1

1）PTT2102－P13光發射機采用美國OTREL超線性DFB分布反饋激光器，工作頻帶寬，有ATC、APC電路，保證激光器輸出功率穩定，微處理器實時診斷測試，前面板采用真空熒光顯示屏實時顯示本機工作狀態，采用開關穩壓電源，允許輸入交流電源電壓變化范圍寬等。

2）PTR1212光接收機是一種高性能野外型光接收機，接收動態范圍大，可添加回傳光發射模塊實現回傳功能，具有防水防潮功能，良好的散熱和防雷設計，采用開關電源供電，操作簡單，經濟實用。

4 測試驗收

驗收首先到實地檢查光、電纜、分支分配器接頭等是否符合施工工藝，然后用ODTR打出每芯光纖的光纖圖，分析光纖熔接損耗、總損耗等指標，我們用的ODTR為安捷倫E6000C，測試資料打出每芯光纖的光纖圖分析、處理不達標的地方后，用光功率計測量各光節點光功率，測試結果如下表：

最后用場強儀到用戶點測量用戶電平為60±5dB，通過以上測試，各項指標數據符合驗收，本工程符合設計要求。測試驗收完后，把所有資料整理裝訂成冊收藏，作為以后在維修時的參考依據。

5 小結

通過此次光纜的網絡改造，系統傳輸質量大大提高，對各村的用戶走訪抽查，用戶比較滿意，同時為今后在本鄉鎮網絡開展各項數據業務和數字電視整體轉換打下了良好的基礎。