1550nm光传输网络设计.doc

石门有线电视1550nm光传输网络设计湖南有线石门网络有限公司1550nm光传输网络设计湖南有线石门网络有限公司（2011年8月）1、 1550nm有线电视系统方案简介1.1 总体建设目标1. 为确保石门数字电视整体转换后网络的正常运行，建设数字电视1550传输系统。系统要求采用新一代1550nm FTTB的技术，主要承载数字及模拟广播电视业务，系统在满足现有业务需求的前提下，应具有滚动发展、平滑升级开展未来多种业务的能力。并且在能够通过在分前端将VOD射频信号调制成光信号，并和主播光信号混合，再进行放大、分光，满足一定区域用户对点播并发流的需求2. 利用即将建成的IP主干网，对线路上的有线电视设备实行远程网管。3逐步实现有线电视1550nm光传输环网覆盖。1.2 方案设计的基本原则本设计方案的总体原则包括以下几个方面：1. 开放性系统设计可提供多种互联互通的支持能力。2. 标准性系统设计应符合国家标准和国际通用标准3. 安全、可靠性系统的稳定性是运营商信誉与成功的关键，在系统设计中应有充分的冗余性、安全性策略4. 可管理性可以通过网络管理软件对设备进行远程监控，管理，预警，调试。5. 先进性采用时下比较先进的overlay插播技术，可以简便插入光网络，并根据业务发展情况平滑扩容6. 实用性网络的规划和设计应在确保传统节目正常传送的前提下，能保证数据业务、宽带交互业务和监控、网管等业务的逐步开通7. 适用性根据石门广电实际情况进行针对性的方案设计和施工8. 扩展性网络的规划要适应技术和市场发展的需求，有明确的阶段性目标和对策，既使投资具有继承性，又使网络具有可扩展性和业务开放的能力2、 方案的构成2.1、系统框架图石门有线目前在石门城区建设了3个分前端，每个分前端都通过光缆连接，其中以广电中心为总前端，并从广电中心出发，和县委与电厂形成环路形成一个分前端分布合理，主干光缆路由丰富，网络结构层次清晰的光缆网络。图一 所示为石门县光缆路由图：图一 石门县光缆路由图其中为前端及名称，中心为中心总前端，其他为分前端。这样，整个网络架构就变得清晰简洁了，即使将来再扩建分前端，仅仅根据其定位进行归类处理，根本不会影响整体网络架构，使得主干网络具备更强的可扩展性。2.2系统选取方案 图二1550nm分前端备份模式设计设计方案说明此方案为石门广电骨干网全网络按照1550nm分前端备份模式设计，整个网络的前端设在石门广电中心机房，前端机房采用一台2x7dBm的1550nm外调制激光发射机为网络提供光源，一级EDFA建议采用大功率输出型号，除了满足各分前端有较高的抵达光功率外，预留足够的光功率以作日后发展和其它可能需求。在经过分光后进入两个2路光分路器，去向不同的路由，保证两个分机房都有一主一备两条路由到达，然后通过光切换开关对两个路由实施自动备份，光开关除了检测光功率，最好有检测射频信号功能，避免射频丢失或指标降低而光开关不切换的情况发生。然后通过光放大器传输到各个光节点上，依托于IP骨干网的建立，可以通过网管软件来对设备实现远程监控、管理、调试，大大节省了人力物力。一台EDFA能覆盖的用户数可以计算为：64（光接收机）*50（户）=3200户或128（光接收机）*50（户）=6200户，考虑到两种情况50 ：50计算，理想模型覆盖用户数为4700，为了方便计算，以后可以都按每台EDFA覆盖5000用户计算。对于一个小于5000用户的分前端，利用一台EDFA覆盖即可，而目前大部分分前端用户远不止5000用户，这就需要增加一级光分路器，提供多个光端口驱动多台覆盖EDFA，覆盖N*5000用户，根据石门每个分前端所覆盖的用户数建议对于中心和县委建议N=4、电厂建议N=4。 在传输部分利用现有的光缆资源使整个网络形成两个不同路由的环路，即中心电厂县委 中心县委电厂 即： 图四 环网路由示意图光接收功率按0dBm，光活动接头损耗按0.5dBm，线路损耗1550nm按0.25dBm/km计算。设计参数与工程施工有偏差，接收光功率在1dBm偏差为允许偏差。1550nm传输系统要求光缆或尾纤盘绕半径100mm，严禁打结。供电设施：应是双线路供电，并自备柴油发电机和稳压电源。配电板应有过荷保护措施，不应只是闸刀和保险丝。机房地线应为宽100毫米，厚0.5-1毫米的铜带。前端设备应有相应的空调设施，保证机房内温度在253C2.3选取方案比较在传输指标方面，如果按1310nm模式建网，一般是构建两级光传输网，一级网络负责将信号传送至各个分前端机房，二级网络则负责将信号从分前端机房传送到各个光节点。由于1310nm波长因素，无法直接进行光放大，因此需要在分中心机房光电转换一次，完成信号中继分配与再传输。其优点是可以利用现有的1310nm设备直接进行改造，施工较为简便，并且前期投入成本较低。如果按照1550nm模式建网，中途不需光电转换，一般一个县需要三级EDFA中继放大即可完成覆盖，其中一二级EDFA均属于一级网络设备，负责将信号送达各分中心机房，三级EDFA则属于二级网络设备，负责将信号分配到各光节点。1550nm模式的传输指标明显高于1310nm模式，这得益于两点：一是1550nm系统光信号在整个链路中透明传输，中途不需光电转换，C/N损伤较小；二是在城区范围内距离相对较近，一般不超过30公里，由1550nm光传输引入的非线性指标损失很小，指标主要损失在光收机的射频模块上。在成本方面，一台22dBm的EDFA在光功率覆盖上大约相当于12台10dBm的1310光发射机，其价格具有很高的性价比采用1550nm光传输技术方案还具有以下特点：1. 使用1550nm波长的实现全市大面积、大范围的光纤联网，城区接入网与乡镇干线网可以采用同一个前端光发送机平台，充分利用设备资源；网络一体化，增强网络稳定性，减少维护量；并可实现网络分步式改造。2. 城区网内，采用1550nm光传输技术，可以实现大功率输出，覆盖用户更多，有效减少了机房内有源设备的数量，减轻了机房负担；并且通过有效的设备备份，确保网络的安全性。3. 乡镇干线网络上，可以在县、区分前端采用Overlay技术实现本地节目的插入，或者直接插播IPQAM下行信号，提高用户VOD点播成功率；4. 采用GEPON技术实现数据联网，与1550nm广播电视网络完全重叠的网络结构，在建设1550nm广播电视网的同时也建设好了EPON数据网络；5. 多种接入网技术（LAN、MOCA、EOC），使数据进入家庭，实现HFC网络双向化；6. 符合国家标准的网管平台，通过网管软件可以监控网络上所有设备的状态2.4电视和数据插入业务的Overlay叠加技术Overlay叠加技术就是在县分前端通过增加Overlay光发射机，它们的输出与前端传来的广播节目经光复用器耦合进同一光纤线路，一起传送给各个光节点。这种叠加传输方式既适合当前的模拟电视广播，也适合未来的数字电视广播，两者都工作于副载波复用光纤传输体制，只是副载波频段和调制方式不同。下图石门广电的overlay插播系统图： 图五overlay插播系统图本方案是在分前端机房，光切换开关后在原先组网的基础上增加一台带复用可调光功率的1550nm直调光发射机，这样就可在原有网络的基础上实现插播，其中包括IPQAM、调频广播、以及一些自办节目的插播。目前石门有线每个分前端的用户数约为20000户，如果每个分前端插入24个频点、240个并发流，其中VOD用户接入率按30%计算，则业务开展的初期，采用1台1550直调机、1台IPQAM，在驱动1550nm光放大器前插入；初期点播率为：248/（2000030%）3.2而一台覆盖光放大器覆盖5000用户左右，4台光放大器既可满足一个分前端的需要，这样初期仅需1组240个并发流既可覆盖全分前端的用户，而对于暂时没有进行双向网改的区域，无需插入VOD光信号，直接接入主播光信号既可，一旦启动改造，将其光纤接入包含VOD信号的光端口就可开展VOD点播。当240个并发流不能满足需求时，可以模块式增加一组240个并发流，将上面部分覆盖光放大器接入到新增系统中，既可将相应区域内同时在线率提高一倍，直至可以扩展到四倍，业务开展中后期，随着用户数的大量增加，同频段插播系统下移至最后一级1550nm光放大器前插入；每光节点带50户(广电总局印发的NGB 总体实施方案中，每光节点带用户数从500户、200户向50户推进)，则1 台1550直调机、1台IPQAM覆盖了 4x32x50=6400户，点播率为：248/ （640030%）=10即30%开通双向网络时，同时在线率可以达到10%。如果业务进一步增长，可以在分前端适当调整光纤跳线的顺序，将直调光发射机推到后级光分路器之后，这样一组240个并发流仅提供给一台光放大器覆盖的用户，即使全部开通双向网，同时在线率可以达到20%以上。对于VOD点播业务的开展，我们建议： 1.在前期点播用户不多的情况下，可以采用IPQAM方式，迅速覆盖用户，抢占市场；以较低的前期投入，就可以开展互动点播业务，提升业务竞争力； 2.随着点播用户的不断增加，点播率的上升，逐步的把双向数据通道建设完善，逐步提高用户带宽，把标清点播业务逐渐转移到IP数据通道上来开展； 3.同时，在用户带宽不足以支撑高清点播时，原有的IPQAM点播通道可以继续保留，提供高清点播业务，随着用户带宽的进一步提高后，再把所有的点播业务转移到IP数据通道上来； 4.把原有的广播通道带宽全部留给未来的上百套高清广播电视。3.产品说明1550nm外调制光发射机 型号：WT15501、产品概述1.1产品概述WT1550外调制光发射机产品属于新型的高性能1550nm 外调制CATV 光发射机。发射机为1U 高度，可方便的安装在19机架上。WT1550A发射机为1550波长双路7dBm光输出，输出信号光谱线窄，在远距离传输时，更显优势。主要器件采用JDUS、Fujitsu、MITSUBISHI含热电致冷器的DFB低噪声、窄线宽、连续波激光器和JDUS、AVANEX CATV高线性外调制器。由于关键部件采用了国际品牌及我公司系统优化控制技术、SMNP网络控制技术，使整机的技术性能指标完全达到同类进口设备的标准，为有线电视及电话通信，提供优质的图象、数字或压缩数字信号长距离传输。1.2 产品特点1.2.1）高品质：独创的系统优化控制技术、RF预失真技术在保证性能优异CNR的情况下系统获得最大的CTB、CSO和SBS指标。1.2.2）灵活性：外调器的相位调制技术在保证系统CSO性能优异的情况下，最大限度地提高了入纤光功率，以获取长距离传输，且SBS阈值13、16、18现场可调，可适用不同的网络传输。1.2.3）可靠性：采用191U标准机架，内置高性能的双开关电源，可在85265Vac市网电压中热备份工作，MS级全自动切换；机箱散热可自动温度控制。1.2.4）直观性：外调制器与激光器是整机最贵重的器件，机器内设微处理器对外调制器和激光器的工作状态进行监控，工作参数由面板LCD窗口显示。1.2.5）网管型：选件式状态监控应答器保证满足国标并与 SCTE HMS标准兼容，可实现网管监控功能。2、产品结构框图2.1 电原理框图2.2 发射机前面板、后面板图错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 3、主要技术指标序号项目单位性能参数备 注1激光器型号详见规格2光波长nm155010若偏离波长订货前要注明3光调制方式外调制4光输出功率dBm详见规格5SBS门限dBm16.513，16，18可选6光连接器形式FC/APC，SC/APC可选订货前要注明7频率范围MHz47750（862）8载噪比dB52.0按GY/T143-2000 6.2.3.59平坦度dB0.75按GY/T143-2000 6.2.410射频输入信号电平dBuV7888AGC自动控制11载波组合三阶差拍比（C/CTB）dB65.0按GY/T143-2000 6.2.512载波组合二阶差拍比（C/CSO）dB65.0按GY/T143-2000 6.2.613射频输入阻抗7514射频输入反射损耗dB16(47550)MHz14550750(862)MHz按GB/T11381.1 4.2.2.2.515供电 V90265市电可选-48VDC16功耗 W50单电源工作17工作温度 050全自动机箱温度控制18贮存温度 -208519工作相对湿度%20%85%20尺 寸 19111.75（W）x（D）x（H）21网管接口RJ45支持浏览器和SNMP注：1） 在规定的链路损耗条件下，在550MHz频率范围内配置59个PAL-D模拟电视频道信号，在550MHz750(862) MHz频率范围内传送数字调制信号，数字调制信号的电平（8MHz带宽内）比模拟信号的载波电平低10dB,光接收机输入光率为0dBm时，测量载波组合三阶差拍比（C/CTB）、载波组合二阶差拍比（C/CSO）及载噪比（C/N）。2）光纤50KM+EDFA。EDFA光放大器一、产品概述WE1550系列1550nm光纤放大器是1550nm光纤通信系统中重要的光中继传输设备，主要用于电视图象信号、数字电视信号、电话语音信号和数据（或压缩数据）信号的超长距离光纤传输。本产品选用了高性能掺铒光纤和低噪声泵浦激光器，并内置完善的嵌入式自动监控系统，确保了整机优异的性能指标。二、性能特点 选用高稳定性的低噪声泵浦激光器，低失真，宽频带，输出光功率高。 采用高性能掺铒光纤，能量转换效率高。 采用先进的32位处理器，配合完善的自动监控系统电路，能实时精确监控光输出功率和泵浦激光器的各种工作状态，确保了稳定的光输出功率，并有效延长泵浦激光器的工作寿命。 前面板内嵌蓝屏16032点阵液晶显示器，精确显示设备的各项工作状态参数。 191U高度标准机架，配有符合IEEE802.3 10Base-T的标准以太网接口和RS-232接口，能方便地实现网管监控。 全面支持。三、原理框图四、技术参数4.1链路测试条件特别说明：本手册给出的设备技术参数是参照GY/T 184-2002 有线电视系统模拟光纤放大器技术要求和测量方法规定的测试方法，并在以下测试条件下测得。测试条件：与标准光纤和标准光接收机组成测试链路，并在规定的链路损耗条件下，在550MHz频率范围内配置59个PAL-D模拟电视频道信号，在550MHz-862MHz频率范围内传送数字调制信号，数字调制信号的电平（8MHz带宽内）比模拟信号的载波电平低10dB，光接收机输入光功率为-1dBm时，测量载波组合三阶差拍比（C/CTB）、载波组合二阶差拍比（C/CSO）及载噪比（C/N）。4.2技术参数表项 目单位技 术 参 数备 注工作带宽nm1530 - 1565输入光功率范围dBm-4 - +10建议输入光功率0 - +5dBm输出光功率dBm13 - 24输出功率稳定度dBm0.2（0 +10dBm）噪声系数dB 5.0输入光功率0dBm反射损耗输 入 端dB 45输 出 端dB 45泵浦泄漏功率输 入 端dBm -30输 出 端dBm -30光连接器类型FC/APC或SC/APC电源电压VAC160V - 250V （50 Hz）功耗W 25工作温度范围-10 - +55最大工作相对湿度%最大95%无冷凝储存温度范围-30 - +70最大储存相对湿度%最大95%无冷凝外 形 尺 寸mm483（宽）340（深） 44（高）五、外部功能说明5.1前面板说明前 面 板 示 意 图1) 电源指示灯：当内部开关电源工作时该指示灯亮。2) 输入光功率指示灯：输入的光功率大于-10dBm时该指示灯亮。3) 泵浦工作状态指示灯：该灯为红灯常亮时表示泵浦没有工作，机内各项参数均正常；当为红灯闪烁时表示该机有故障，相关故障原因可查看显示菜单中的告警菜单项；当该灯为绿灯常亮时表示泵浦正在正常工作中。4) 输出光功率指示灯：输出的光功率大于+10dBm时该指示灯亮。5) 16032点阵液晶显示屏：用于显示本机的所有参数。6) 显示设置菜单的退出或取消键。7) 显示设置菜单的向上或增量键。8) 显示设置菜单的向下或减量键。9) 显示设置菜单的确定键。10) 泵浦激光器开关钥匙：用于控制泵浦激光器的工作状态。“ON”表示泵浦激光器开启，“OFF”表示泵浦激光器关闭。设备在通电前需确认钥匙在“OFF”位置，等设备自检通过后，根据显示屏提示信息，把钥匙旋至“ON”位置。5.2后面板说明后 面 板 示 意 图1) 机壳接地螺柱：用于设备与接地线的连接。2) 光信号输入口：接口类型的常用规格有FC/APC和SC/APC两种。3) 光信号输出口：此接口是设备光信号的输出端口，接口类型的常用规格有FC/APC和SC/APC两种。在设备正常工作后，此端口有不可见的激光束射出，应避免该端口对准人体或肉眼，以免造成意外伤害。4) RS232接口：用于配置本机的各项网管参数。5) LAN接口：符合IEEE802.3 10Base-T的接口，用于本机的网络管理。6) 电源1的交流电源输入口。7) 电源的开关。8) 电源的交流电源输入口。9) 电源2的开关。1550nm直调制光发射机一、产品概述1550nm 直调激光发射机是构建有线电视二级网络的重要设备，主要用于电视图象信号、数字电视信号、电话语音信号和数据（或压缩数据）信号等增值业务。可选配WDM将光发机信号和外部输入的主路光信号复用后输出。内置电调光衰减器,可及时调整，设定光发的光信号输出，为全光中继的1550nm光纤CATV系统，二级服务区或行政村插播本地增值业务，提供了高质量、低成本的解决方案。二、性能特点 选用国际著名品牌的高性能DFB激光器，谱线窄，线性好，输出功率高 射频驱动部分采用了我公司自主研发的射频功率数码自动处理技术，可根据输入射频信号的电平高低，频道数量（1-10个频道），自动处理驱动电平功率，使CSO、 CTB及C/N指标始终处于最佳值，确保了整机性能。 先进的多频点射频预失真技术，结合砷化镓器件，有效改善了CATV系统中最重要的CTB和CSO指标，使C/N指标也得到最大提升。 采用先进的处理器，配合完善的自动监控系统电路，能实时精确监控激光器的各种工作状态，确保了稳定的光输出功率，并有效延长激光器的工作寿命。 前面板内嵌蓝屏16032点阵液晶显示器，精确显示设备的各项工作状态参数。 191U高度标准机架，配有RS-232接口，可选配符合IEEE802.3 10Base-T的标准以太网接口，能方便地实现网管监控。 全面支持。三、原理框图四、技术参数4.1链路测试条件特别说明：本手册给出的设备技术参数是按照GY/T 143-2000 有线电视系统调幅激光发送机和接收机入网技术条件和测量方法规定的测试方法，并在其规定测试条件下测得。测试条件：与标准光纤和标准光接收机组成测试链路，并在规定的链路损耗条件下，在750MHz频率范围内配置8个PAL-D模拟电视频道信号，光接收机的输入光功率为-1dBm时，测量载波组合三阶差拍比（C/CTB）、载波组合二阶差拍比（C/CSO）及载噪比（C/N）。4.2技术参数表项目单位技术参数输出光功率mW46810光链路损耗dB791011光波长Nm155010激光器类型DFB激光器光调制方式直接光强度调制光连接器类型FC/APC或SC/APC频率范围MHz47-750/862射频输入电平dBuV72-88带内平坦度dB0.75射频输入阻抗75输入反射损耗dB 16（47-550MHz）； 14（550-750/862MHz）C/CSOdB 60C/CTBdB 65载噪比（C/N）dB 51AGC控制范围dB5MGC控制范围dB0-10电源电压VAC 110V-250V（50Hz）整机功耗W30工作温度0 - 45储存温度-20 - +65相对湿度%最大95%无冷凝外形尺寸mm483（L）380（W）44（H）五、外部功能说明5.1前面板说明前 面 板 示 意 图1) 电源指示灯：当内部开关电源工作时该指示灯亮。2) 设备运行指示灯：当设备开始工作时，此指示灯以1Hz的频率闪烁。3) 激光器工作状态指示灯：该灯为红灯常亮时表示激光器没有工作，机内各项参数均正常；当为红灯闪烁时表示该机有故障，相关故障原因可查看显示菜单中的告警菜单项；当该灯为绿灯常亮时表示激光器正在正常工作中。4) 射频状态指示灯：红灯闪烁时表示输入的射频信号有告警，绿灯时表示输入射频信号正常。5) 16032点阵液晶显示屏：用于显示本机的所有参数。6) 显示设置菜单的退出或取消键。7) 显示设置菜单的向上或增量键。8) 显示设置菜单的向下或减量键。9) 显示设置菜单的确定键。10) 激光器开关钥匙：用于控制激光器的工作状态。“ON”表示激光器开启，“OFF”表示激光器关闭。设备在通电前需确认钥匙在OFF”位置，等设备自检通过后，根据显示屏提示信息，把钥匙旋至“ON”位置。11) 输入射频信号检测口：后面射频输入端口的-20dB检测口。5.2后面板说明后 面 板 示 意 图1) 射频信号输入口。2) RS232接口(Console)：用于配置本机的各项网管参数。3) LAN接口：符合IEEE802.3 10Base-T的接口，用于本机的网络管理。 4) 光信号口：此接口是设备光信号的输出端口，接口类型的常用规格有FC/APC和SC/APC两种。（如果选配了内置波分复用器，会增加一个插播输入口。） 警告 ：在设备正常工作后，此端口有不可见的激光束射出，应避免该端口对准人体或肉 眼，以免造成意外伤害。5) 电源输入口。机壳接地螺柱：用于设备与接地线的连接。4.网管系统随着石门广电数据系统的引入，可以方便的实现数据的发送和接收，使我们的光传输设备实现网络管理变得更加简单、方便。为什么要引入设备网络管理系统呢？ 保证安全播出故障隔离/定位协助网络调试提高运维水平辅助智能分析设备预警提示实时远程控制实时报警提示 实时参数采集网管软件的作用网管系统软件是一款基于SNMP协议的网络资源管理系统。软件通过网管应答器与设备相连，网管系统应答器系列是二类网管应答器，均以插件的方式置于被管设备之内。网管应答器向下