1550nm光系统技术在有线电视网络中的应用

摘  要：随着数字电视的发展和三网融合的日益临近，有线电视网络光缆到楼栋已经成为一种趋势。近年来随着光缆成本越来越低，同轴电缆主要原材料铜价格的攀升，使光缆到楼栋成为了有线电视新建网络经济科学的选择。1550nm技术的成熟和成本的下降使得光缆到楼栋成为一种可以实现的组网方式。

关键词：1550nm;光系统;有线电视;应用;

文章编号：1674-3520（2015）-10-00-01

一、1550nm光波的技术特点

在有线电视光传输系统中常用1310nm和1550nm两个波长的光波。这2个波长的光各有特点，相对于1310nm光波1550nm光波的主要特点是：

（一）光纤传输损耗小。1310nm损耗使0.35dB/Km，1550nm的损耗是0.25dB/Km。更小的损耗可以在同样的光功率条件下，可以传输更长的距离，或分配更多的光节点。

（二）光可直接放大，便于中继和增加光节点。1550nm光波可以用EDFA（掺铒光纤放大器）直接放大，并且1550nm光放大器技术已经成熟，得到大规模的商业应用。1310nm光波的光放大器目前还没有成熟的商用，仅限于实验室研究。在长距离传输需要中继或增加光节点时，如果采用1310nm光波，只能进行光电光转换（光信号输入光接收机，将光接机的电信号调整至合适的电平输入1310光发射机）进行中继或增加光节点。1310nm光波在光电光的转化过程中必然导致信号质量的下降，限制了信号的传输距离。如果采用1550nm光波，可以直接将光信号进行放大。只要光放大器的输入光功率在合适范围内，放大后的信号质量的劣化可以忽略不计。

（三）更大的功率。1330nm光发射机目前常用的功率为20mW（13dBm），可以传输30Km左右，可以分配光节点约14个左右。而1550nm光发射机虽然发射光功率通常不大，通常为7dBm左右，但是可以通过1550nm光纤放大器将光信号进行放。比如22dBm（158mW）光放大器，理论上可以传输80公里左右，可以分配光节点64个左右。

（四）色散。光在单模光缆G .652光纤中传输存在在着材料色散和结构色散。对于1310nm和1550nm波长的光而言，在G..652光纤中传输，1310nm光波色散为零，但1550nm光波存在色散。并且色散随着光纤长度的增加而增加，当光纤长度达到一定程度后，信号受色散作用产生非线性失真。采用1550nm技术作为网络传输平台，长距离传输时要考虑色散，要在合适的位置进行色散补偿。

二、1550nm光设备

1550nm光设备主要有光发射机、光放大器、光接收机、光分路器等有源和无源器件。对于无源器件如跳线、尾缆1310nm和1550nm通用，只有光分路器1310nm和1550nm有区别，应该选用1550nm窗口的光分路器。对于有源器件，光接收机13130nm和1550nm通用，但是光发射机1550nm和1310nm不同，光放大器1550nm专用。下面主要介绍1550nm光发射机和光放大器。

（一）光发射机。1550nm光发射机采用了外调制故称为外调制光发射机。1550nm光发射机的输出光功率不是很高，在系统中光发射机一般只是作为“种子”，不直接传输光信号，而是将功率合适的光信号送到1550nm光放大器，光信号经过放大后传输至光节点或二级机房。目前1550nm光发射机基本具备了以下特点：

高指标：RF预失真技术在保证性能优异的CNR的情况下，系统获得最大的CTB、CSO和SBS指标。

可靠性：一般内置双电源，自动切换。激光器温控系统，保证激光器工作在恒温条件下。自动功率控制电路，确保激光器工作稳定。

易管理：直观的设备工作状态显示，异常情况声光报警提示，具有网络接口，便于实现网络监控。1550nm光发射机的这些特点使它的易用性和安全性得到了保证。

（二）掺铒光纤放大器（EDFA）。掺铒光放大器是1550nm光系统中的重要设备，为有线电视远距离、大面积传输和覆盖提供优质的光信号。光放大器具有可靠的光功率输出稳定电路及激光器自动温度稳定控制电路，保证了整机的最佳性能和激光器的长寿命稳定工作，内置的微处理器软件对泵浦激光器的工作状态进行监控，工作参数由面板显示，激光器的工作参数一旦偏离软件设定的允许范围，微处理器可自动关断激光器电源，进行声光提示告警，数字面板提示故障原因，具有网络管理及远程监控功能。光放大器的这些特点保证了光缆网络的稳定运行。

三、1550nm设备使用注意事项

（一）接地。光发射机机和光放大器在使用前，要是机器外壳和电源插座接地端可靠接地（接地电阻应<4Ω=，以免静电损坏激光器件，并防止机壳带电而对人体造成伤害，设备接地系统应该与建筑避雷系统不可公用应该分别建设。

（二）电源。光发射机和光放大器作为有线电视系统中的重要器件，为了保证设备可靠不间断运行，需配置备用电源系统。如果有条件的可以配备不间断电源（UPS）系统。

（三）环境。光发射机和光放大器中的激光器的稳定工作温度要求为25℃，设备虽然具有一定的温度调节功能，但是一旦环境温度超出了设备的调节范围，设备将切断激光器电源进入保护状态，所以要保持设备环境温度在适宜的范围内。灰尘对光纤活动接头影响较大，细小的灰尘落到接头端面上都将影响光功率，所以一定要保持环境整洁。

（四）色散。1550nm光波在G.652光纤中传输，是有色散的。但是色散随着光纤长度的增加而增加。如果光纤传输长度在100公里以内，可以不考虑色散对各项指标的影响，如果光纤长度超过100公里则要考虑色散，需进行色散补偿。

（五）光纤连接器。有线电视系统对光功率要求比较严格，光接收机的接收光功率的活动范围较窄，活动连接器对光功率的影响有比较大。所以在进行光纤连接器操作时，应用质地良好的擦镜纸或医用脱脂酒精棉对光接头进行小心清洗，若用脱脂酒精棉清洗，清洗完毕还需等数分钟，让连接头表面的酒精挥发晾干。清洗干净的光纤活动连接头接回适配器时，应注意用力适当，以免用力过度使适配器内的陶瓷管破裂。光纤活动连接头清洗后，输出光功率还不正常，此时应卸下适配器，旋下机内的另一个连接头对其进行清洗;清洗完后，如光功率仍偏低，此时可能适配器内部已被污染，应对适配器进行清洗，拆卸适配器应小心操作，以免损伤机内光纤。

（六）规范操作。在进行1550nm光设备安装、调试、排除故障时，必须按照操作规章进行。首先操作人员要除静电或佩戴静电环，需关闭光发射机和光放大器时要先关闭激光器开关，在关闭设备电源开关;安装或检查光放大器跳线光纤时应先关闭光放大器激光器开关，以免光功率过大烧坏跳线;在操作时人眼睛不要直视光放大器、光发射机和光纤跳线的接头，以免损伤眼睛。1550nm技术的成熟和大规模的商业应用，必将促进有线电视光缆网络的发展，在使用1550nm设备时，只要按照技术规范设计网络，操作时按照操作规范操作，注意设备的防水、防雷击、和设备的运行环境，就可以确保网络的安全可靠运行，促进有线电视事业的发展。