1550nm直調光發射機及在插播系統中的應用

1550nm直調技術的發展Overlay組網構造——TBT3155的應用Overlay系統的調試

模數混傳系統的調試直接調制的啁啾(Chirp)效應激光器的注入電流的變化會引起激光腔溫度的變化，溫度對腔長的影響將產生對光的相位調制，即強度調制的同時必然伴隨著相位調制，即啁啾效應，使得激光器的頻譜展寬到幾個GHz的量級。啁啾效應主要有兩點影響：正面的效應：頻譜的展寬降低了光在光纖中傳輸的非線性效應，如SBS效應，提高了發射機的SBS閾值功率，避免了SBS效應的困擾負面的效應：頻譜的展寬增加了光纖中色散的影響，降低CSO指標，限制傳輸距離。1550nm直調技術的發展直接調制的1310nm技術1310nm波長的一個重要的特點：對于G.652光纖具有零色散特性，這使得色散其對系統的CSO指標基本沒有損傷。從而使得1310nm技術得到了很大的發展。單臺1310nm光發射機成本低。1310nm組網方案簡單靈活，可方便的實現網絡的擴容。1310nm技術的限制1310nm沒有可以應用的光放大技術，1310nm的發射機輸出光功率僅十幾mW.光功率成為限制，1310nm在光纖中的損耗過大，為0.3~0.4dB。1310nm級聯造成過大的載噪比的變化。以上因素大大限制了1310nm長距離傳輸的應用，也使得大量光節點覆蓋時成本大大增加。1550nm直調技術的發展1550nm外調制技術正是由于1310nm的上述問題，人們開始使用1550nm的波長，EDFA與DWDM技術使得1550nm波長在光通信網發揮了巨大的作用。直接調制的啁啾效應和1550nm較大的色散使得人們優先開發了1550nm的外調制技術。外調制具有極小的啁啾。干涉型的外調制技術要求光具有極小的線寬，較小的線寬又會發生較大的SBS效應，此時又出現了SBS抑制技術。

SBS抑制技術和預失真技術使得1550nm的外調制光發射機技術相當復雜，目前只有國外的幾個品牌獲得了很好的應用。即使這樣，優良的性能使得1550nm的外調制發射機獲得了大規模的應用，結合色散補償技術，數字電視信號實現了600km的傳輸。1550nm直調技術的發展激光器的線性

激光器的線性不好，會降低調制帶寬，只能做窄帶調制，同時增加了電路的復雜性，對預失真電路的要求較高。

激光器的啁啾效應啁啾效應降低了傳輸距離，所以必須加以抑制目前Ortel公司1550nm直調激光器已發展成熟，它具有非常小的絕熱啁啾，使得10km傳輸后的指標最佳。良好的內部線性大大降低了寬帶調制信號的指標劣化。這些技術的發展使得目前1550nm直調發射機的應用成為了可能，目前的直調發射機可以覆蓋10km以內的面積1550nm直調制技術所面臨的問題1550nm直調技術的發展直調光發射機TBT3155CNR>51dB，CSO>63dB，CTB>65dBTBT3155時凌云天博廣電技術有限公司獨立研發和生產，為實現疊加(Overlay)組網構造，專門用于分前端插入本地節目和窄播數據業務的正向1550nm內調制光發射機，最多可插入1－4套電視節目和40套數據頻道，主要用于本地節目的插播和下行帶寬的提高。

采用Otel公司的1550nm直調激光器優化的MGC（手動增益控制）功能，可靈活的根據所需，對系統調制度進行調制

凌云天博SNMP網管平臺，內置SNMP網管代理器，帶有一個基于SNMP的遠端網管接口(RJ45)1550nm直調技術的發展在背靠背的測試條件下可實現滿頻道(60CH)測試指標Overlay組網構造——TBT3155的應用

利用1550nm直調發射機的Overlay技術及其組網方式，能夠有效地解決了市—縣（市）—鄉（鎮）三級網絡中大規模、長距離廣播信號的傳輸與本地節目的插入和窄播數據業務傳送之間的問題。這里窄播數據頻道可以是指CableModem、DVB的下行數據及IPQAM等數據通道。對輸出光功率、非線性等性能要求不高，成本相對低廉。具有價格便宜，使用方便等特點。Overlay組網技術能有效地解決了多套本地電視節目的插入，避免二級光電轉換，使整個CATV系統的廣播信號和插入信號指標都達到很高水平。在性能、成本相比1310nm多級光電轉換都具有優勢。可以達到同下行1310nm相同的有效帶寬隨著整個接入技術的發展，用1550nm技術傳播廣播業務正代表著未來的技術方向，越來越多的人不希望1310nm占據著下行的光纖帶寬。發展1550nm技術也是大勢所趨。LTRANTM1550傳輸平臺——城域環網Overlay組網構造——TBT3155的應用

LTRANTM1550傳輸平臺凌云公司推出了LTRANTM平臺，利用1550nm技術去推動廣電網絡的全網改造，去開拓未來的交互式業務，贏得競爭。Overlay組網構造——TBT3155的應用

已實現:30套模擬傳300km，CNR=49dB40套QAM傳600km,MER=35dBLTRANTM1550nm傳輸平臺——市縣長距離傳輸LTRANTM1550nm傳輸平臺——SNMP網管平臺Overlay組網構造——TBT3155的應用

Overlay組網構造——TBT3155的應用LTRANTM1550nm傳輸平臺基于整網的1550nm改造

基于將光纖更加靠近用戶——光纖到樓（50戶—100戶)雙向改造接入技術多種多樣，最終的目的都是要向用戶家里提供較大的帶寬，無論選什么樣的技術，光纖拉近用戶是大勢所趨。在這個架構基礎上，城域網只需將IP送到分前段，如何接入則可具有一定的靈活性。

1550nm直調發射機的Overlay技術的靈活性，可以解決1550nm技術全網覆蓋時，本地節目和數據業務的插入問題。是一個非常好的1550nm全網改造如何實現數據業務過渡方案。

上行可暫時利用電信的數據網，通過Overlay插播的方式來實現VOD等交互式服務。

1550nm直調發射機的Overlay應用實例Overlay組網構造——TBT3155的應用

IP城域網Overlay組網構造——TBT3155的應用通過IP城域網將數據送到每個分前段Overlay組網構造——TBT3155的應用1550nm直調發射機的插入IPQAM方案1550nm直調發射機的插入CMTS方案Overlay組網構造——TBT3155的應用

有更大的靈活性和擴展性——可以做到分步實施。在網絡初始階段由于業務量不大，1550nm下行的550-750MHz的數字帶寬對于全市光網足夠使用。此時不需要購置Overlay光設備。隨著數據業務量增大，可在分前端購置1臺或2臺Overlay光發射機將數字窄播業務插入到各個光節點，使之一個分前端所轄網絡共享1-2個500-750MHz的數字帶寬。數據業務量進一步增大時，分前端可購置N臺Overlay光發射機，使之共享N個500-750MHz的數字帶寬。甚至于大于二級1310nm級聯光網的下行帶寬（只要N>二級1310nm級聯光網的光發射機數目M）。被窄播的節目可以是模擬節目，也可以是數字節目。對本地模擬電視，在廣播信號的頻段（50-550MHz）中留出一段空白供窄播節目占用。調制方式為AM-VSB。而對數字電視，如IPQAM，副載波頻段取550-750（或860）MHz，調制方式為64QAM(或256QAM)。這種疊加傳輸方式既適合當前的模擬電視廣播，也適合將來的數字電視廣播。Overlay組網構造——TBT3155的應用淄博市利用Overlay實現VOD總前端分前端分前端分前端LTRANTM155030套QAMSDH——數據1550nm光信號32套IPQAMOverlay組網構造——TBT3155的應用插播系統能夠成功的條件：頻道數與主路信號不重疊。由于兩路光信號同時進光接收機，光接收機是不能分辨的，如果兩個射頻信號重疊，我們最好只能得到這兩個同頻信號的疊加。調整插播光信號與主路光信號的比例。這是系統能否取得成功的關鍵。Overlay系統的調試光發射機VOA光接收機0dBmOverlay復用器插播信號主路光信號光功率的影響如果進入接收機主路光信號和插播信號光功率相同，如上述模型，進入接收機的光功率兩路信號各占一半，接收機的接收功率為0dB，那么兩路信號實際進入光接收機的功率僅為-3dBm。(如提高光功率就會產生較大的非線性)，這主要有兩方面的影響：-3dBm的接收光功率必然造成兩路信號載噪比的下降，同時兩路信號的輸出電平各降低6dB兩路光信號的混合，雖然射頻頻道是錯開的，但是兩路信號的噪聲卻是疊加的，一般情況噪聲增加3dB，使得主路信號的載噪比降低3dBm，這對于主路信號是不可接受的。這里我們看到了光功率的重要性，所以合理調整兩路信號光功率的比例，才能使系統取得成功Overlay系統的調試系統的調試為了減小插播信號的光對主路信號光的影響，通常我們要求插播信號的光功率比主路信號光低6dB。這樣接收機按0dBm接收來計算，插播信號信號為-7dBm，而主路信號的光為-1dB，這樣主路信號的載噪比影響較小，而電平降低2dB.如果我們按正常調制度下直調發射機的CNR為50dB，則此時-7dBm接收時載噪比約降低7dB，為43dB，而接收機的輸出電平要比主路信號的電平低12dB。為了克服這個矛盾，我們須將直調發射機的調制度較正常的狀態下提高12dB，這樣一方面保證接收機的輸出電平，另一方面提高了插播頻道的載噪比。考慮到調制的總功率的限制，我們必須降低插播的頻道數。Overlay系統的調試插播的頻道數模擬信號由上述分析可知，插播發射機信號調制度需比正常情況下提高12dB，再保證總功率不變的情況下，頻道數為

CH=60*10^(-12/10)約為4個頻道。數字信號

對于數字信號，由于它可承受更低的載噪比，所以通常數字信號的調制電平通常可比模擬信號的電平低10dB，這種情況下，插播的頻道數可以增加到40個QAM頻道。

Overlay系統的調試EDFA的原理工作模式（APC):輸出功率恒定監測輸出監測反饋控制電路Overlay系統的調試光放大原理：鉺纖中的能量轉換1550nm光子Overlay系統的調試光接收機0dBmOverlay復用器7dB1dB由于目前的EDFA都是飽和輸出功率，例如如果是17dB輸出的，那么理想狀態下主路光信號的功率應為16dBm，而插播光功率應為10dBm。但實際上由于目前應用得EDFA的增益譜不是平坦的，這給整個系統的調試帶來了一定的麻煩。Overlay系統的調試Coractive公司鉺纖的增益譜從增益譜上可以看出，不同的激光波長它的增益是不同的，這使得插播的波長和主路信號波長的差異會產生增益的差異，所以我們通常將兩路波長的差異定為4nm(太近會發生相互作用），從圖中看出增益的差小于1dB，由于EDFA是飽和功率輸出，增益的差異使得兩路光光強的比例發生了變化，影響了系統的調試。不同廠家生產的EDFA，由于選用的鉺纖不同，增益譜會有較大的不同。Overlay系統的調試光接收機0dBmOverlay復用器7dBm1dBm加入EDFA后，不同波長增益的差異兩路光信號強度比例發生了變化，在插播系統中，有的甚至加入3級光放大，這使得我們必須考慮加入EDFA后，系統如何調試。-3dBm-3dBm如圖所示，插播的光信號比主波信號低6dB，那么經過幾級EDFA后，由于增益的不同，有可能出現兩路光信號分別為-3dBm的情況，對主路信號造成較大的影響。而理想的情況為主路信號為-1dBm，插播信號為-7dBmOverlay系統的調試光接收機0dBmOverlay復用器0dBm由于EDFA波長增益的不確定性，實際應用中，我們很難判斷經過EDFA后，兩個波長的光功率比例是多少，我們也就無法判斷進入接收機的光功率比例。為了解決這個問題，我們可以采用系統連調的方式。我們基于這樣的一個事實，進入接收機插播信號光功率比主路信號地6dBm，那么，進入接收機的的插播光功率為-7dBm，主路信號為-1dBm（總功率按0dBm),相比較全功率的情況，主路信號的進入接收機的功率降低1dB，那么可以推出接收機的輸出電平將降低2dB。

反過來思考，如果我們插播光斷掉與打開的情況下，主路光信號的輸出電平降低2dB，我們可以認為進入接收機的插播光信號光功率比主路低6dB100dBuV光接收機0dBmOverlay復用器-1dBm98dBuV-7dBmOverlay系統的調試光功率的調節光發射機VOA光接收機0dBmOverlay復用器插播信號主路光信號通過調節可調衰減器，使接收機主路信號的電平降低2dB.調節衰減2dBOverlay系統的調試插播直調發射機電平的調節通過以上的調節，我們可以保證插播光對主路光的指標的影響較小，下面要做的就是改善插播信號的電平與指標。我們通過增加直調發射機的電平來完成。光發射機VOA光接收機0dBmOverlay復用器插播信號主路光信號調節衰減-1dBm-7dBm提高調制電平Overlay系統的調試Overlay直調發射機的設計為了方便用戶的調試，直調發射機在設計時，在內部已將調制電平提高上來，測試標準為，在背靠背測試的條件下，接收機-6dBm接收的情況下，它的輸出電平同正常的發射機測試下，0dBm的輸出電平相同。這也就意味著插播發射機的調制度增加了12dB.Overlay光發射機VOA光接收機-6dBm常規光發射機VOA光接收機0dBm電平相同即使這樣，由于現場條件的不同，調試人員也應當根據實際情況來調整Overlay發射機的輸入電平，在確保光功率的同時，使得接收基礎來的兩路信號電平相同Overlay系統的調試模數混傳系統的調試信號電平的定義信號電平描述了頻道內總的信號功率，一般用dBuV來表示。頻譜分析儀測量信號電平利用頻譜分析儀測量電平又一個重要的概念：分辨率帶寬，RWB通常為300kHz或30kHz，我們可以把它看作相同帶寬的濾波器，濾波器在測試頻帶內掃描，測試通過濾波器不同頻點的功率電平，寫在頻譜分析儀的相應頻點上。它的大小描述了測試精度多高。30kHz300kHz電平低，分辨率高電平高，分辨率低實際上濾波器上高斯型的，要加一些修正。頻譜分析儀上顯示的電平，并不代表真實的功率，它只是一種表象，功率應為一定帶寬范圍內的積分。模數混傳系統的調試頻譜分析儀可直接測試模擬信號的電平對于模擬信號，通常頻率是單一的(載波情況）或者大部分能量集中在單一的頻率上，視音頻調制的情況，所以通過頻譜分析儀測出的峰值電平，即為信號的電平。VV0L掃描的帶通濾波器掃描的帶通濾波器30kHz300kHzVV0L實際電平VV0L實際電平改變分辨率帶寬可是頻譜的形狀發生變化，但是對應中心頻點的電平是相同的，因為大部分能量會集中在中心頻點附近，都能通過濾波器。顯然30kHz的頻譜更接近實際的情況。模數混傳系統的調試QAM信號的頻譜對于QAM信號，與模擬頻道根本的差別為在頻域上，它的能量是分散的。這意味著我們不能從頻譜分析儀上直接獲取QAM信號的電平。我們也會發現不同的分辨率帶寬，從頻譜分析以上顯示的電平是不同的。VV0QAM信號的電平應為：Level=L(測試）+10*log(B/RWB)+修正30kHz300kHz電平低電平高模數混傳系統的調試模擬與QAM信號的載噪比電平測試的差異，也衍射出了載噪比測試的差異。CNRVV0L總噪聲功率CNR模數混傳系統的調試模數混傳模擬和數字信號的對載噪比的承受能力是不同的，模擬的信號只能承受44dB的載噪比，而數字信號甚至可以承受34dB以下的載噪比。在模數混傳時，為了能夠在模擬和數字的指標上均衡一下，通常將數字的電平降低比模擬的電平降低10dB。這樣的數字載噪比要比模擬頻道低10dB，仍然可以保證數字信號