關(guān)于對汝南縣城鄉(xiāng)HCF光電混合網(wǎng)絡(luò)中各類光接收機技術(shù)指標(biāo)配置及調(diào)試方法

袁勝利

摘要：本文列舉汝南縣有線電視系統(tǒng)中應(yīng)用的各種光接收機的典型配置方式。分析各類光接收機在不同場合使用時的調(diào)試方法和技術(shù)指標(biāo)要求。

關(guān)鍵詞：光接收機：配置：調(diào)試：技術(shù)指標(biāo)

汝南縣有線電視臺於一九九一年十月成立，一九九二年元旦正式開通。經(jīng)歷了二十幾年發(fā)展，於二零零五年實現(xiàn)了全縣十九個鄉(xiāng)鎮(zhèn)HCF光電混合聯(lián)網(wǎng)。二零一四年十月實現(xiàn)了數(shù)字化整體轉(zhuǎn)移。經(jīng)過這兩年的發(fā)展和實踐，就系統(tǒng)中存在的；1.各類型號的光接收機（分立型和模塊型）；2.放大器件的類型（推挽型、功率倍增型）；3.模塊的構(gòu)成形式（單?；螂p模）。因此形成了類型繁多的光接收機內(nèi)部配置現(xiàn)象。由于這些問題的存在，造成對整個系統(tǒng)指標(biāo)優(yōu)劣差別較大。如果選用和調(diào)試不當(dāng)，有可能對系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)造成不同程度的影響。本文列舉最常見的幾類光接收機的配置方式，并分析其質(zhì)量指標(biāo)和不同應(yīng)用場合下的調(diào)試方法，供技術(shù)同行參考。

1.分立型光接收組件的光接收機

分立型光接收組件由分立的光檢測二極管和低噪聲前置放大器（通常為微波放大IC）構(gòu)成，由于它的輸出電平一般都比較低，其后級電放大部分需由一級推挽放大模塊再加一級功率倍增模塊組成雙模塊放大器，兩級放大模塊中間設(shè)電平和斜率調(diào)節(jié)器件，其基本配置方式如下：

光檢測二極管+前置放大器+推挽放大模塊+調(diào)節(jié)器件+功率倍增放大模塊

在OdBm接收光功率時，光檢測二極管輸出的信號經(jīng)過均衡、匹配電路損耗以后的掙輸出電平約為55dBμ V，最常用的前置微波放大IC MSA1105的增益在750MHz時為11dB，此時，由它們組成的光接收組件的輸出電平約為66dBμ V（多款光接收機說明書標(biāo)示值換算和實測值為64+2dBμ V）。

750MHz光接收機的電放大器，前級推挽放大模塊通常采用BGY787（G=21dB，NF=6.5dB，CTBl04=58.5dB），末級功率倍增模塊則采用BGD704（G=20dB，NF=8.5dB，CTB104=62.5dB，詳見表1）或其他類似模塊?？梢娪梢陨蟽杉壏糯竽K組成的電放大器的最大總增益為41dB。

注：NEC公司的砷化鎵放大模塊MC7852G、MC7846

11.0dBm接收光功率時光接收機的調(diào)試方法和質(zhì)量指標(biāo)

在0dBm接收光功率時，前述配置的光接收機末級放大模塊的輸出電平顯然可達107dBp V，在這類光接收機中，通常用二分配器分成兩路輸出，因此光接收機每路的輸出電平為103dBp V。

計算結(jié)果表明，此時，不計光鏈路指標(biāo)值，僅僅是電放大器部分就占用全系統(tǒng)C/N指標(biāo)49%、CTB指標(biāo)84.1%。顯然，CTB指標(biāo)值太低、指標(biāo)占用量太多，會造成系統(tǒng)失真指標(biāo)嚴(yán)重劣化。解決的辦法是通過調(diào)試以降低輸出電平和增加輸出斜率，來提高電放大器的失真指標(biāo)，具體做法就是在前后兩級放大模塊中間設(shè)置衰減插片和斜率插片。

1.2 -2dBm接收光功率時光接收機的調(diào)試方法和質(zhì)量指標(biāo)

光接收組件的輸入光功率每降低1dBm，輸出電平就降低2dBμ V，因此，在-2dBm接收光功率時光接收組件的輸出電平降低到62dBμ V，末級放大模塊的輸出電平降為103 dBμ V，光接收機每路輸出電平降為99 dBμ V。這樣的輸出電平一般不適宜用于直接進行用戶分配，可將它末級輸出電平調(diào)試成普通干線放大器相似的狀態(tài)，用于鄉(xiāng)鎮(zhèn)和村居的光纜聯(lián)網(wǎng)，例如在兩級模塊中間設(shè)置2dB的衰減器和6dB的均衡器（有1dB的插損），使末級放大模塊的輸出電平降為100 dBμ V，光接收機每路的輸出電平降為96 dBμ V，此時電放大器的質(zhì)量指標(biāo)為：

C/N電=Si-NF-2.4=62-6.5-2 4=53.1（dB），KC/N電=0.123

CTB電=CTB104+2（104-So）+f=62.5+2（104-100）+6=76.5（dB），KCTB電=0.0841

此時，電放大器占用全系統(tǒng)C/N指標(biāo)12.3%、CTB指標(biāo)8.41%，和一臺普通干線放大器相當(dāng)，只是由于光接收組件輸出電平降低以后，導(dǎo)致電放大器輸入電平降低，使C/N指標(biāo)降低、指標(biāo)占用系數(shù)增加了一點（從4.9%增加到12.3%）。

分立型光接收組件的光接收機屬于經(jīng)濟型光接收機，價格低廉，在早年、特別是農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用比較多。由于它的質(zhì)量水平和指標(biāo)的穩(wěn)定性與廠家的設(shè)計思路及技術(shù)、工藝水平關(guān)系密切，因此市場上這類光接收機的質(zhì)量參差不齊，雖然各方面都比較好的品牌有，但質(zhì)量差、故障多、輸出電平不穩(wěn)定的品牌或機臺經(jīng)常可能碰到，因此，近年采用這種類型光接收機的比例有不斷降低的趨勢，有不少地方已經(jīng)基本不用，改用光接收模塊型光接收機。

2.光接收模塊型光接收機

由專業(yè)的生產(chǎn)廠家把光檢測二極管和前置放大器集成在一個模塊內(nèi)，制成專用的“光接收模塊”，不僅質(zhì)量指標(biāo)提高了，而且質(zhì)量指標(biāo)的穩(wěn)定性、一致性也大大提高了。因此，用這種光接收模塊加上放大模塊構(gòu)成的光接收模塊型光接收機的質(zhì)量水平和穩(wěn)定性也提高了，價格自然也相對要高一些。

光接收模塊大致可分為三種類型：低電平輸出型、高電平輸出型和砷化鎵型，可分別用它們制成三種類型的光接收機。

2.1低電平光接收模塊光接收機

低電平光接收模塊通常是早年的產(chǎn)品，比較典型的品牌是Ortel公司2609B和飛通公司的PHOTON2609B，在0dBm接收光功率時，根據(jù)說明書推算或?qū)崪y出它在光接收機中的凈輸出電平約為62dBμ V，因此其下需配用雙模塊放大器，而且通常只能設(shè)一路主輸出口，或另設(shè)一個-20dB的輸出電平測量口，它的基本配置如下：

低電平光接收模塊+推挽放大模塊+調(diào)節(jié)器件+功率倍增放大模塊

如果光接收機的前級推挽放大模塊采用BGY787（G=21dB，），末級功率倍增模塊采用BGD704（G=20dB），最大總增益為41dB。在常用的-2dBm接收光功率時，它的最大輸出電平為99dBμ V，可以調(diào)試成相當(dāng)于干線放大器的輸出狀態(tài)（So=96～98dBμ V，f=4～6dB），作為聯(lián)網(wǎng)信號源。為了提高這種配置光接收機的質(zhì)量指標(biāo)，某些廠家采用砷化鎵放大模塊作為它的電放大器，這樣，電放大器的C/N指標(biāo)和CTB指標(biāo)都可提高2dB左右（見表1）[4]。

2.2高電平光接收模塊光接收機

PHILIPS公司的BG0747、BG0847等光接收模塊和國內(nèi)類似型號的光接收模塊，在0dBm接收光功率時凈輸出電平約為84dBμ V（多款光接收機說明書標(biāo)示值換算和實測值為82±2dBμ V），只需配置一級功率倍增放大模塊即可構(gòu)成縣鄉(xiāng)聯(lián)網(wǎng)使用的高檔光接收機，這類光接收機的基本配置是：

高電平光接收模塊+調(diào)節(jié)器件+功率倍增放大模塊

比如末級配置一級功率倍增模塊BGD714（G=20dB，NF=7.0dB，CTB104=66.6dB）的單模塊放大器，在-2dBm接收光功率時，放大模塊的輸出電平為100dBμ V，如果調(diào)節(jié)成輸出電平So=96dBpμ，斜率f=2 dB，作為縣鄉(xiāng)聯(lián)網(wǎng)信號源，那么此時電放大器的質(zhì)量指標(biāo)C/N電（注：單模塊放大器設(shè)置輸出斜率后C/N指標(biāo)要降低，算式中增加-f一項；不過，如果均衡器設(shè)置在放大模塊的輸出口，則設(shè)置斜率后不會降低C/N指標(biāo)）、CTB電為：

C/N電=30-G-NF-2.4-f=98-20-7.0-2.4-2=66.6（dB），KC/N電=0.0055

CTB電=CTB104+2（104-So）+f=666+2（104-96）+2=84.6（dB），KCTB電=0.01

即只占用C/N指標(biāo)0.55%、CTB指標(biāo)1%，光接收機末級電放大器對系統(tǒng)指標(biāo)的占用量可以忽略不計，無疑可使系統(tǒng)質(zhì)量指標(biāo)得以提高。

為了適用于縣市城區(qū)一級光纜直接進樓幢進行用戶分配時實行低光功率接收，以降低前端光發(fā)射功率，末級放大模塊也有配置一塊（比功率倍增模塊）相對廉價的高增益推挽放大模塊BGY888（G=34dB，NF=7.0dB，CTB104=58.5dB）為單模塊放大器的機型。

在-6dBm接收光功率時，光接收模塊的輸出電平降低為72 dBμ V，末級模塊的輸出電平為106 dBμ V，調(diào)試斜率f=6dB，分成兩路102 dBp v輸出，那么此時電放大器的質(zhì)量指標(biāo)C/N電、CTB電為：

C/N電=Si-NF-2.4-1=72-7.0-2 4-6=56.6（dB），KC/N電=0.055

CTB電=CTB104+2（104-So）+f=58.5+2（104-106）+6=60.5（dB），KCTB電=0.530

即占用C/N指標(biāo)5.5%、CTB指標(biāo)53%，說明在-6dBm的低光功率接收時，電放大器對C/N指標(biāo)的占用量仍然很少，低光功率接收對系統(tǒng)指標(biāo)的影響主要是光鏈路C/N指標(biāo)值的降低，此時C/N光約為45dB，KC/N光=0.794，即占用C/N指標(biāo)79.4%。此配置中電放大器的CTB指標(biāo)占用量達到53%，并不是低光功率接收引起的，而是由于所配置相對廉價的高增益推挽放大模塊BGY888的CTB104值太低造成的。如果需要降低上例中電放大器對失真指標(biāo)的占用量，在用于低光功率接收的場合時，也可選用末級為功率倍增模塊的雙模塊放大器配置結(jié)構(gòu)的光接收機。