有线数字电视光链路技术要求和测量方法讲解

1、有线数字电视光链路技术有线数字电视光链路技术 要求和测量方法要求和测量方法 前言前言 我国我国NGB与三网融合建设已与三网融合建设已进进入了入了实实施施阶阶段。段。 有线电视网络双向化改造正在有线电视网络双向化改造正在向向纵深纵深发发展。展。 “光进铜退光进铜退”是世界宽是世界宽带带接入网接入网共共同发同发展展道路，道路，也也必然必然是是中中国国NGB 有线接入网的发展道路。有线接入网的发展道路。 GY/T 131-1997 有线电视网中光链路系统技术要求有线电视网中光链路系统技术要求和和测量测量方方法法 针对的是模拟电视光链路和针对的是模拟电视光链路和野野外光外光节节点的点的应应用场用场景景

2、, 已不适合数字已不适合数字 电视传输和电视传输和FTTx(光纤到楼、光纤到楼、光光纤到纤到家家）的应）的应用用场景场景。 为了指导和规范有线数字电为了指导和规范有线数字电视视系统系统光光链路链路的的设计、设计、建建设、设、运运营和维营和维 护，广电总局规划院主持，护，广电总局规划院主持，凌凌云光云光子子、成、成都都康特、康特、摩摩托罗托罗拉拉（中（中 国）、北京歌华公司参加，国）、北京歌华公司参加，制制定了定了本本标准。标准。 本标准建立了有线数字电视本标准建立了有线数字电视系系统光统光链链路传路传输输模型，模型，规规定定了了HFC网络网络 和光纤到户（和光纤到户（FTTH）两种应用场）两种

3、应用场景景的光链的光链路路性能性能指指标要标要求求，并，并制制 定了相应的测量方法。定了相应的测量方法。 建议有线数字电视光信号和建议有线数字电视光信号和无无源光源光网网络络（PON）信信号分号分纤纤传输，传输，当当 选择共纤传输时，应符合本选择共纤传输时，应符合本标标准相准相关关技术技术要要求。求。 GY/T XXX2010 GY 中 华 人 民 共 和 国 广 播 电 影 电 视 行 业 标 准 有线数字电视光链路技术要求 和测量方法 （讨论稿）（讨论稿） 2010-XX-XX发布发布2010XX实施实施 国家广播总国家广播总局局 发布发布 一、光链路组成一、光链路组成 有线数字电视光链路

4、定义为由有线数字电视光链路定义为由光光发送发送机机、光光放放 大器、光纤及无源光器件、光大器、光纤及无源光器件、光接接收机收机等等设设备备组组 成，由光发送机的射频输入端成，由光发送机的射频输入端至至光接光接收收机机的的射射 频输出端的电光电转换传频输出端的电光电转换传输输链路链路，传传输输信信 号为数字调制射频信号或以数号为数字调制射频信号或以数字字调制调制射射频频信信号号 为主的模拟数字混合传输信号。为主的模拟数字混合传输信号。 二、光链路参考模型二、光链路参考模型 1. 短距离数字电视光链路参考模型短距离数字电视光链路参考模型 1310nm光发送机10km光纤光衰减器光接收机 有线数字电

5、视信号 1550nm直调光发送机10km光纤光衰减器光接收机 有线数字电视信号 注：注：1550nm直调光发送机射频输入信号频道数量应根直调光发送机射频输入信号频道数量应根 据产品规格配置。据产品规格配置。 图图1 2. 长距离数字电视光链路参长距离数字电视光链路参考考模型模型 1550nm外调制光发送机光放大器光分路器60km光纤光衰减器 光接收机 图图2 注注1：应根据传输距离选择合适应根据传输距离选择合适的的1550nm外外调调制光制光发发送送机机SBS门限值。门限值。 注注2：实际的：实际的1550nm长长距距离数离数字字电视电视光光链路可链路可能能包含包含二二级或多级或多级级掺掺铒铒

6、 光纤放大器光纤放大器（EDFA），甚至拉曼光纤放大），甚至拉曼光纤放大器器来补来补偿偿长距离长距离光光纤的纤的 损耗，还可能包含色散补偿模块（损耗，还可能包含色散补偿模块（如如光纤光纤光光栅色散栅色散补补偿模偿模块块、色散、色散 补偿光纤段等）来补偿长距补偿光纤段等）来补偿长距离离光纤光纤中中色散色散与与自相位自相位调调制制（SPM）相）相 结合造成的系统组合二次互结合造成的系统组合二次互调调指标指标（CSO）的的劣化。劣化。所所有这有这些些光光部部 件的组合属于系统设计的范件的组合属于系统设计的范畴畴，所，所形形成的成的光光链路须链路须满满足本足本标标准所规准所规 定的端到端光链路技术要求

7、。定的端到端光链路技术要求。 有线数字电视 信号 3. 数字电视波分复用光链路数字电视波分复用光链路参参考模型考模型 1）窄播光插入系统）窄播光插入系统 1550直调制光发送机 （2） 窄播信号 50外调制光发送机 （1） 光放大器光分路器 50km光纤光衰减器光接收机 合波器 10km光纤 图图3 数字广播电视光信号数字广播电视光信号由由1550nm波长外调制光发送机发送波长外调制光发送机发送 和光放大器放大，经光纤传输后与和光放大器放大，经光纤传输后与由由1550nm波长直调光波长直调光 发送机发送的数字窄播电视光信号在合波器混发送机发送的数字窄播电视光信号在合波器混合合,然后再然后再 经

8、光纤传输，最后被光接收机接收。经光纤传输，最后被光接收机接收。 有 线 数 字 电 视 信 号 15 3. 数字电视波分复用光链数字电视波分复用光链路路参参考考模型模型 2）数字电视信号与无源光网络）数字电视信号与无源光网络（PON）信号共纤传输系统）信号共纤传输系统 OLT IP网络 1310nm 1490nm 50外调制光发送机 光分路器50km光纤光衰减器 光接收机 （1） EDFA 合波器 10km光纤 ONU 图图4 通过波分复用将数字电视射频光信号和基带数据光信号通过波分复用将数字电视射频光信号和基带数据光信号 耦合进一根光纤传输。应注意选择传输参量以避免两种耦合进一根光纤传输。应

9、注意选择传输参量以避免两种 光信号的相互干扰，传输参量选择方法参见附光信号的相互干扰，传输参量选择方法参见附录录C。 分 波 器 有 线 数 字 电 视 信 号 15 分光 器 三三. 光链路性能指标参考点光链路性能指标参考点 MTARO 光发送机 光放大器 光接收机 有线数 字电视 前端 图图5 参考点为：参考点为：QAM调制器输出测调制器输出测试试点点M、光光发送发送 机机 输出测试点输出测试点T、光放大器输出测、光放大器输出测试试点点A（可可选）选）、 光接收机输入测试光接收机输入测试点点R和光和光接接收机收机输输出出测测试试点点O 四、技术要求四、技术要求 有线数字电视系统光链路有线数

10、字电视系统光链路分分HFC网网和和FTTH 两种应用场景，性能指标见两种应用场景，性能指标见表表1。表表1适用适用 于于图图5测试测试点点T、A、R和和O。 窄播光插入系统的光链路性窄播光插入系统的光链路性能能应符应符合合表表1要要 求，测试方法见附求，测试方法见附录录A。 有线有线数数字字电电视视信信号号与与PON信号信号共共纤纤传传输输时时， 有线数字电视系统光链路性有线数字电视系统光链路性能能应符应符合合表表1要要 求，测试方法见附求，测试方法见附录录B。 表表 1 项目项目单位单位指标要求指标要求备注 HFC网光链路网光链路FTTH光链路光链路 频率范围频率范围MHz87862(100

11、0)87862(1000） 标称光波长标称光波长nm12901330, 1550156012901330, 15501560 光发送机输入光发送机输入 射频电平范围射频电平范围 dBV70857085 光接收机接收光接收机接收 光功率范围光功率范围 dBm-6+2-9-1 光接收机射频光接收机射频 输出电平输出电平 (SD,RF) dBV9060 系统射频输入系统射频输入 口反射损耗口反射损耗 dB16（87550 MHz）;14（5501000 MHz） 系统射频输出系统射频输出 口反射损耗口反射损耗 dB16（87550 MHz）14（871000 MHz） 14（5501000 MHz）

12、 系统频响系统频响(全全 频段）频段） dB3.03.5端到端光端到端光 链路指标链路指标 群时延（全频群时延（全频 段）段） ns1012端到端光端到端光 链路指标链路指标 表表1（续）（续） 项目项目单单 位位 指标要求指标要求备注备注 HFC网光链路网光链路FTTH光链路光链路 MER(关关 均衡均衡) 64 QAMdB2625 端到端到端光端光链链路指路指标标。光。光 链路链路传送传送6路路模模拟频拟频道道信信 号，号，87路数字路数字频道频道信号；信号； 数字数字信道信道电电平比平比模模拟信拟信 道电道电平低平低610 dB。 256QAMdB3231 MER(开开 均衡均衡) 64

13、 QAMdB3332 256QAMdB3534 误码率（误码率（BER） (RS解码前解码前) 1x10-41x10-4 端到端到端光端光链链路指路指标标。应。应 至少测出至少测出100个错个错误误比特。比特。 SD,RF/N 64 QAMdB2726端到端到端光端光链链路指路指标标。 256QAMdB3332 模拟频道模拟频道C/NdB48（野外型光（野外型光节节点点）43 46（FTTB） 对野对野外型外型光光节点节点光光链链 路，路，接收接收光光功率为功率为 -4dBm；对；对FTTB光光 链路链路，接，接收收光功光功率率为为 -6dBm；对；对FTTH光光 链路链路，接，接收收光功光功

14、率率为为 -9dBm。 级联级联光链光链 路路指标指标计计算算 见见GY/T 131-1997 C/CTB （可选）（可选）dB63（野外型光（野外型光节节点点）54 60（FTTB） C/CSO （可选）（可选）dB60（野外型光（野外型光节节点点）54 57（FTTB） 五、光链路的技术指标分配五、光链路的技术指标分配 光发送机 光放大器光接收机光接收机 输出输出输入输出 (C/N)1 (C/CSO)1 (C/CTB)1 性能测量点 附加测量点 (C/N)2 (C/CSO)2 (C/CTB)2 (C/N)3 (C/CSO)3 (C/CTB)3 C/N C/CSO C/CTB H/E E O

15、 O E 电缆网络TV 系统输出 前端光缆线路同轴电缆网 55dB 46.0dB（FTTB） 48.0dB（野外光节点） 47.9dB 45.9dB 43.5dB 27.3dB C/N=53 dB (PAL-D)C/N=43 dB(PAL-D) SD,RF/N=32 dB (64QAM)SD,RF/N=26 dB (64QAM) 39dB29.1dB（FTTB）32.8dB S=-klog1010-S0/k+10-S1/k+10-S2/k+10-S3/k 对对C/N, SD,RF/N, k=10; 对对C/CSO, k=15; 对对C/CTB, k=20 六、数字电视调制方式六、数字电视调制方

16、式 6.1 数数字电视传输系统字电视传输系统 TS流 DVB-C中的信道编码与传输系统 调制制式依物理信道而异：卫星信道采调制制式依物理信道而异：卫星信道采用用QPSK（四相（四相 相移键控相移键控） ；有线信道采用；有线信道采用MQAM（M进制正交振幅进制正交振幅 键）键）, M=16, 32, 64, 128, 256。 Acos(2f t+) 用数据符号来改变余弦或正弦波的振用数据符号来改变余弦或正弦波的振幅幅A和相位和相位。矢矢 量量A构成信号星座图。构成信号星座图。 交 织 器 复用适配 和能量扩 散 RS编码器 (204, 188) QAM调制基带形成卷积 编码器 6.2 相移键控

17、相移键控 BPSK 二相相移键控二相相移键控 o 0 载 已调信号 “1” 波 180o “0”“1” “0” 数据信号 （a）方框图（b）信号波形二相调制星座图 BPSK调制 QPSK正交（四正交（四相相)相移键控相移键控 I I Q Q 数数 cos0t(0,(0,1 1) )( (1,1,1 1) ) 据据 载波载波+ + 输输 输输出出 入入 sin 0 t Q Q (0,(0,0 0) )( (1 1,0),0) ( (a a) ) 原理图原理图( (b b) ) 星座图星座图 QPSKQPSK 调制原理及其星座图调制原理及其星座图 1011 符号符号相位相位 00- 135 01+

18、 135 11 +45 10-45 串串/ /并并 6.3 正交振幅键控正交振幅键控 16QAM Q a1 a2 b1 b2 x a1 a2 5 0011 0010 0001 0000 +3 00 3 0111 0110 0101 0100 +1 01 1011 1010 1001 1000 1-110 I -5-3-11351111 1110 1101 1100 -1-311 -3 -3-1+1+3y -51100b1 1010b2 (a)(b) 16-QAM星座和电平与信号状态关系图 16QAM +3 +1 -1 -3cos 0tcost +3sint 0sin 0t +1 -1 -3 1

19、6QAM 信号的调制解调示意图 MQAM 判决 R LPF(L-1) b 门限 Rb 22 二进 信息 90 移相 Rb R 22 串、并 变换 2-L 电平 转换 2-L 电平 转换 LPF LPF 0 载波 恢复 90 LPF判决 (L-1) 门限 位定时 恢复 串、并 变换 M=128 M=64 M=32 M=16 M=4 I Q M=256 正交幅度调制星座图 七、数字电视传输技术指标定义七、数字电视传输技术指标定义 数字射频信号电数字射频信号电平平 Level of digital RF signal 数字射频信号电数字射频信号电平平SD,RF用等效噪声带宽内（等用等效噪声带宽内（等

20、于于QAM调调 制信号的符号制信号的符号率率fs）的信号均方根功率给定，表示）的信号均方根功率给定，表示为为75 Ohm电阻上电阻上的的dBm或或dB值。值。 数字射频信号的信噪比数字射频信号的信噪比 射频信道的数字信噪比射频信道的数字信噪比 SD,RF/N表示为表示为 S/NS-N SD,RF/N D,RFD,RFrms 其中其中Nrms是射频信号的是射频信号的 等效噪声带宽中的噪声等效噪声带宽中的噪声 均方根电均方根电平平(75 Ohm电电 Frequency 阻上的阻上的dBm或或dB值值)。 调制误差调制误差率率 MER 一个符号序列中，理想符号矢量的幅一个符号序列中，理想符号矢量的幅

21、度度的平方的平方之之和除和除以以符号符号误差误差 矢量的幅度的平方之和，表矢量的幅度的平方之和，表示示为功为功率率比比的的dB数。数。 N 22 MER10 log j 1 I2 Q2 j1 （dB） 其其中中 Ij , Qj 分别是理想符号矢量分别是理想符号矢量 的实分量和虚分量的实分量和虚分量； I j , Q j 分别分别 是符号误差矢量的实分量和虚分量。是符号误差矢量的实分量和虚分量。 MER是一个频道中数字已调射频是一个频道中数字已调射频信信号质量号质量的的总的总的表表征，它征，它不但不但 反映该频道内噪声的影响，反映该频道内噪声的影响，而而且包且包含含了信了信道道非线性非线性失失真

22、（真（如如激光器激光器 削波、放大器失真等）所造削波、放大器失真等）所造成成的带的带内内干扰干扰。因因此此MER是比是比SD,RF/N更更 严格的数字调制射频信号的严格的数字调制射频信号的品品质因质因数数。 MER不仅由调制器产生，还包括了信号传输过程中所有不仅由调制器产生，还包括了信号传输过程中所有 类型的损伤，如各种噪声、载波泄漏类型的损伤，如各种噪声、载波泄漏、IQ幅度不平衡、幅度不平衡、 IQ相位误差、等幅波干扰、相位抖动、群时延误差及激相位误差、等幅波干扰、相位抖动、群时延误差及激 光器削波等非线性因素造成的非线性失真（二阶互调与三光器削波等非线性因素造成的非线性失真（二阶互调与三

23、阶差拍）。阶差拍）。 在只存在白噪声的系统中在只存在白噪声的系统中，MER等同于载噪等同于载噪比比CNR，定，定 义为信号总功率和噪声总功率的比值。义为信号总功率和噪声总功率的比值。 在射频模拟电视光纤传输系统中在射频模拟电视光纤传输系统中，CNR与与CSO、CTB是是 分别测量的，因为在电视机屏幕上它们造成的人的视觉观分别测量的，因为在电视机屏幕上它们造成的人的视觉观 感不同；而在数字电视系统中信号质量只用误码率表征，感不同；而在数字电视系统中信号质量只用误码率表征， 只由只由MER决定。就没有必要分别单独度决定。就没有必要分别单独度量量CNR与与CSO、 CTB。 在数字调制光纤传输系统中

24、在数字调制光纤传输系统中，MER主要由载噪比主要由载噪比CNR和和 互调干扰比决定：互调干扰比决定： -CNR-C/CSO-C/CTB 载噪比的概念来源于射频模拟电视，对于射频数字电视信载噪比的概念来源于射频模拟电视，对于射频数字电视信 号，由于不存在离散的载波谱线，实际上从测量的观点，号，由于不存在离散的载波谱线，实际上从测量的观点， CNR是没有定义的。是没有定义的。 如果求由噪声造成的每一个星座图矢量点所对应的载噪比：如果求由噪声造成的每一个星座图矢量点所对应的载噪比： 101010 MER 10 lg10+10+10 I 2 Q2 I 2 Q2 jj 那么仅仅由噪声造成那么仅仅由噪声造

25、成的的MER就是就是QAM信号的信号的“平均载噪平均载噪 比比”，也，也是是QAM信号的信噪信号的信噪比比SD,RF/N，即信号功率与信号，即信号功率与信号 占有带宽内的噪声功率之比。占有带宽内的噪声功率之比。 jj BER与与MEB密切相关密切相关。 误码误码率率 BER 在一段时间内错误比特数与传输比在一段时间内错误比特数与传输比特特总数总数之之比。比。 误码率误码率 调制方调制方式式误码误码率率射频信噪比射频信噪比(dB) OOK10-8 21 QPSK10-8 15 64QAM10-8 27.5 256QAM10-8 33.5 Eb/N0 = C/N-10lg(fb/BW) 八、八、1

26、550nm光光纤链纤链路路中的特中的特殊殊现现象象 受激布里渊散受激布里渊散射射 Stimulated Brillouin Scattering （SBS） 光纤的非线性特性，与石英的振动激发态有关的受激光纤的非线性特性，与石英的振动激发态有关的受激 非非 弹性散射现象之一。当过强的入射光波（泵浦光）进入弹性散射现象之一。当过强的入射光波（泵浦光）进入 光纤时，它通过石英分子的电磁伸缩形成声波，然后引起光纤时，它通过石英分子的电磁伸缩形成声波，然后引起 介质折射率的周期变化（光介质折射率的周期变化（光 栅），折射率光栅散射泵浦光，栅），折射率光栅散射泵浦光， 产生一个频率下移的反向传播产生一个

27、频率下移的反向传播 的散射光，下移频率就是石英的散射光，下移频率就是石英 分子的振动频率。分子的振动频率。在在1550nm 有有 线电视光链路中，线电视光链路中，当当SBS出出 现现 时出纤的前向光功率和有线时出纤的前向光功率和有线 电电 视频道的载噪比会骤然下视频道的载噪比会骤然下 降，因为降，因为1550nm入射光的能量转移给了反向的散射光。入射光的能量转移给了反向的散射光。 -5051015 + + + + + + + + + + + + + 入射光功率 (dBm) CNR (dB) 在在1550nm有线电视光链路的应用中，一有线电视光链路的应用中，一定定要将要将 入纤光功率控制入纤光功

28、率控制在在SBS门门限限以以下下。 产生产生SBS现象的最小入现象的最小入射射光功光功率率称称为为SBS门限门限 功率。功率。 P 21bAe (1 f S ) th g Lf BeB 为了使光纤放大器的高为了使光纤放大器的高输输出出功功率能率能够够有效有效地地注注 入单模光纤，必须提入单模光纤，必须提高高SBS门门限限功率功率。采用采用的的 方方 法主要是对信号光源作附加调法主要是对信号光源作附加调制制或对或对外外调调制制 器作器作 附加调相（采用一个或二个微附加调相（采用一个或二个微波波频率频率）， 使使SBS 门门限限 功率功率增增 大。这些大。这些SBS抑制技术已可抑制技术已可将将SB

29、S门门 限功率提高限功率提高到到+17+19dBm。 受激拉曼散受激拉曼散射射Stimulated Raman Scattering （SRS） 光纤的非线性特性，与石英的振动激发态有关的受激非光纤的非线性特性，与石英的振动激发态有关的受激非 弹性散射现象之一。当过强的入射光波（泵浦光）进入光弹性散射现象之一。当过强的入射光波（泵浦光）进入光 纤时，入射光被石英分子散射成一个频率下移的散射光，纤时，入射光被石英分子散射成一个频率下移的散射光， 同时石英分子完成两个振动态之间的跃迁。同时石英分子完成两个振动态之间的跃迁。 这是一种光波能量从入射波长转移到较长波长的现象，这是一种光波能量从入射波长

30、转移到较长波长的现象， 它与它与SBS的区别除了频移量以外，主要的区别除了频移量以外，主要是是SRS散射光波在散射光波在 前向、后向都存在，且门限光功率很高（因此，通前向、后向都存在，且门限光功率很高（因此，通常常SRS 不出现）。在不出现）。在1550nm干线光纤传输系统中，可利干线光纤传输系统中，可利用用SRS 来构成拉曼光放大器。而来构成拉曼光放大器。而在在1550nm有线电视光波与有线电视光波与 1490nm PON共纤传输的光链路中要防共纤传输的光链路中要防止止PON光波对有线光波对有线 电视光波电视光波的的SRS串扰。串扰。 自相位调制自相位调制Self Phase Modulat

31、ion（SPM） 石英光纤的折射石英光纤的折射率率 n 与光与光强强 I 有关：有关： n n0 n2 I n0是光纤的线性折射率是光纤的线性折射率；n2是光纤的非线性是光纤的非线性折折 射率射率， 当光强过大时当光强过大时，光纤折射率的非线性部分就突现出光纤折射率的非线性部分就突现出来来，称称 为为Kerr效应。效应。由由n2部分引起的光波的附加相位变化部分引起的光波的附加相位变化为为: 2n2 ILe NL 式式中中 为光波波长为光波波长，Le为光纤的等效长度。为光纤的等效长度。 光波的附加相位调制与信号光光波的附加相位调制与信号光强强I I 成正比。当用电视成正比。当用电视 信号对光波作

32、强度调制时，也就同时调变了光波的相位，信号对光波作强度调制时，也就同时调变了光波的相位， 所以称为所以称为“自相位调制自相位调制”。这种寄生调相会因为光纤色散。这种寄生调相会因为光纤色散 的作用转换为寄生强度调制，于是导致了信号的非线性失的作用转换为寄生强度调制，于是导致了信号的非线性失 真和相对强度噪声的增加，受影响最大的是系真和相对强度噪声的增加，受影响最大的是系统统CSO指指标标 附附录录A 直调窄播光插入波分复直调窄播光插入波分复用用光链光链路路测试测试 （规范性附录）（规范性附录） A.1 测试框图测试框图 IPQAM 1550直直调调 光衰减器光衰减器1 光发送机（光发送机（ 2）

33、 有线有线电电 1550外调外调制制 EDFA 50km 合波器合波器 视信视信号号 光发送机（光发送机（ 1） 光纤光纤 光接收光接收机机光衰减器光衰减器210km光纤光纤 A.2 光发送机波长测量光发送机波长测量 在直调窄播光插入波分复用光链在直调窄播光插入波分复用光链路路中中,外外调调制光发制光发送送机与机与直直调调光光 发送机须工作于不同的波长发送机须工作于不同的波长。对于对于系系统设统设计计选择的选择的两两种光种光发发送机的送机的 工作波长，应采用光谱分析工作波长，应采用光谱分析仪仪进行进行测测量。量。 A.3 光链路指标测量光链路指标测量 1）将将EDFA的输出设置的输出设置为为1

34、6dBm，关闭直调光发送机，用光功率计测，关闭直调光发送机，用光功率计测量量 合波器合波器 输出的外调制光发送机的光功输出的外调制光发送机的光功率率P1；同法，断开合波器的主路光输入，用光；同法，断开合波器的主路光输入，用光 功率计测量合波器输出的直调光发送机的光功功率计测量合波器输出的直调光发送机的光功率率P2。 2）调节光衰减器）调节光衰减器1，使，使使使P1比比P2 高高6dB（注：工程应用上一般（注：工程应用上一般为为 3 6dB）。）。 3）光路光功率调试完成后，分别给外调制光发送机和直调光发送机注入射频信）光路光功率调试完成后，分别给外调制光发送机和直调光发送机注入射频信 号。外调

35、制光发送机加载的信号频段号。外调制光发送机加载的信号频段为为87 600MHz ，其中低频段安，其中低频段安排排6套套 模拟载波，其余频段安排模拟载波，其余频段安排约约60套数字电视信号，数字电视信号比模拟载波电套数字电视信号，数字电视信号比模拟载波电 平低平低610dB。直调光发送机加载的信号频段。直调光发送机加载的信号频段为为 600MHz 862（1000） MHz ，安排，安排32套数字电视信号，套数字电视信号，其其OMI满足在光接收机（接收机均衡斜率满足在光接收机（接收机均衡斜率 为为0）输出端来自外调制光发送机的数字电视信号电平和来自直调光发送机）输出端来自外调制光发送机的数字电视

36、信号电平和来自直调光发送机 的数字电视信号电平相等。的数字电视信号电平相等。 4）调节光衰减器）调节光衰减器2，在在-6dBm接收的情况下测量接收的情况下测量HFC网络光接收机的指标；网络光接收机的指标；在在- 9dBm 接收的情况下测接收的情况下测量量FTTH光接收机的指标。抽测频点为光接收机的指标。抽测频点为：5个外调制光个外调制光 链路频点链路频点，5个直调光链路频点。去掉窄播光链路，再测个直调光链路频点。去掉窄播光链路，再测试试5个外调制光链路个外调制光链路 频点的指标，并与加入窄播链路时的指标进行对比。频点的指标，并与加入窄播链路时的指标进行对比。 附录附录B 有线数字电视信号与无源

37、有线数字电视信号与无源光光网络网络（PON） 信号共纤传输光链路测试信号共纤传输光链路测试 图图B.1 HFC叠加叠加EPON的测试连接方案的测试连接方案 附附录录 C 有线数字电视信号有线数字电视信号与与PON信号信号共共纤纤传传输输时时 参量选择（资料性附录）参量选择（资料性附录） C.1 有线数字电视信号有线数字电视信号与与PON信号信号共共纤传纤传输输的的连连接接 方案方案 前端系统前端系统分配网分配网用户设备用户设备 有线电视有线电视有线数字电视系统有线数字电视系统有线电视有线电视 室内网络 室内网络 光发送机光发送机1550nm光接收机光接收机 E WDMnWDM O TV OE

38、OLTONU E1490nmO PC O 1310nmE 基带数据信号传输系统基带数据信号传输系统 C.2 有线数字电视信号有线数字电视信号与与EPON信信号共号共纤纤传输传输的的干干扰扰 类型类型 在有线数字电视信号在有线数字电视信号与与EPON信信号的号的共共纤传输纤传输方方案中案中需需要避免要避免如如下下的的 光电串扰：光电串扰： （1）在某些场合，使用单纤三）在某些场合，使用单纤三波波长收长收发发器（有器（有线线数字数字电电视光视光接接收机与收机与 ONU的的集集成成光模块）光模块），如，如图图C.2所示所示。在非常紧在非常紧凑的三凑的三波波长模长模块盒中，块盒中， 1310nm波波长

39、激长激光光器的数器的数据据驱动驱动信信号通过号通过电电磁辐磁辐射射对对1550nm波波长有长有线线 电视接收信号的串扰。电视接收信号的串扰。 PON三波长光收发器 1550nm WDM 数据信号CATV信号 光接收机光接收机 1310nm光源1490nm WDM 光源驱动器 （2）在波分复用器（）在波分复用器（WDM）波长隔离度不充分时，下）波长隔离度不充分时，下 行行 1550nm波长有线数字电视光波对下波长有线数字电视光波对下行行1490nm波长数据波长数据 光光 波的线性串扰。波的线性串扰。 （3）下行）下行1490nm波长数据光波通过光纤中的受激喇曼效波长数据光波通过光纤中的受激喇曼效

40、 应对下行应对下行1550nm波长有线电视光波的非线性串扰。波长有线电视光波的非线性串扰。 对于（对于（1）的串扰情况，应）的串扰情况，应由由ONU设备制造商在选用单设备制造商在选用单 纤纤 三波长收发器时通过质量认定过程予以避免。而三波长收发器时通过质量认定过程予以避免。而（2）和）和 （3）的串扰情况和有线电视射频信号传输系统）的串扰情况和有线电视射频信号传输系统和和EPON 数据信号传输系统的工作参数配置有关，应由有线电视数据信号传输系统的工作参数配置有关，应由有线电视 运商在系统敷设和营运时采取措施予以避免。运商在系统敷设和营运时采取措施予以避免。 1550/1490/1310WDM

41、1550/1490/1310WDM C.3 有线电视光波有线电视光波对对EPON数数据光据光波波的的串串扰扰 广播公众电话网 视频前端Internet 1490nm PON Voice 1490nmData PON1310nmONT OLT 1310nm 1550nm模拟光 1550nmDWDM 155Xnm接收机 合波器 132 ODN 155Xnm RF/IP 视频QAM 窄播 机顶盒 WDM 服务器调制器 光发送机 TV,机顶盒 高达高达+16.5+18.5dBm的的 在在ONU输入端输入端,1550nmCATV CATV光功光功率率使使光纤光纤出出 光波光波比比1490nm数据光波强数

42、据光波强 现非现非线性线性，Raman散散射射 5080倍。倍。WDM光隔离光隔离度度不不足足 CATV的干的干扰扰。 扰。扰。 -12-10-8-6-4-20 有线电视接收光功率与数据接收光功率之比（dB） 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 sh ot noise of a verage photocurrent omitted with shot n oise of average pho tocurrent CATV O ptical Power Relative to Data Receiver Sensitivity( dB) ) B d ( y tl a n

43、e P r e w o P la c it p O 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 光功率代价（dB） 忽略平均光电流的散粒噪声 具有平均光电流的散粒噪声 介质薄膜型介质薄膜型CWDM分波分波器器的透的透射射响响应应 C.4 EPON数据光波通过受激拉曼散射效应对有线数字电视数据光波通过受激拉曼散射效应对有线数字电视 光波的串扰光波的串扰 短波长信道的光能通过拉曼短波长信道的光能通过拉曼效效应转应转移移到长到长波波长信道长信道，使短使短波波长光衰长光衰 减，长波长光加强（得到拉减，长波长光加强（得到拉曼曼增益增益）。拉。拉曼曼增益谱增益谱的的峰值峰值发发生在频生在频 移

44、移13.5GHz处（处（pump波波长为长为1490nm时对应时对应100nm的的波波长上长上移移），），但但 拉曼增益谱相当宽阔，拉曼增益谱相当宽阔，在在1550nm-1490nm=60nm的的波波长差长差异异下下, 拉曼拉曼 增益仍相当高（增益仍相当高（0.510-13m/W）。）。 能量能量 转移转移 1490nm1550nm波长波长 数据光数据光波波CATV光波光波 CATV Carrier-to-Noise Ratio C/N (dB) C/N C/No Relative Intensity Noise RINs (dB/Hz) Raman干扰问题干扰问题 CATV光接收机的输出载噪

45、比光接收机的输出载噪比为为m-光调制度；光调制度；R-光探测光探测 1 2 器响应度；器响应度；Pr-接收光功接收光功 (mRPr)率；率；Ith-光接收机噪声电光接收机噪声电 C/N = 2 流谱流谱；RIN-激光源相对激光源相对 RINRINs Ith 2 2eRPr+(10 10 +10 10 )(RPr)2 Be 强度噪声谱强度噪声谱; RINs拉曼拉曼 效应造成的信号光波的效应造成的信号光波的 相对强度相对强度噪声谱噪声谱 RINs无喇无喇曼散射曼散射 50 -140 48 -145 -150 46 -155 44 有喇有喇曼散射曼散射 -160 42 -165 40 -170 01

46、00200300400500 38 Frequency f (MHz)0100200300400 500 Frequency f (MHz) 数据光波通过光纤拉曼效应数据光波通过光纤拉曼效应在在数据光波数据光波通过光通过光纤纤拉曼拉曼效应导致效应导致 CATVCATV通道产生的相对强度噪声通道产生的相对强度噪声谱谱CATV频道频道的的载载噪比劣噪比劣化化 RF信道载噪比 (dB) 在分析相对强度噪声功率谱在分析相对强度噪声功率谱时时，可，可以以看出看出以以下几点：下几点： 1）RINs与拉曼增益系数与拉曼增益系数和和pump功功率的率的平平方成正方成正比；比； 2）拉曼串扰系统显现出低通特性）

47、拉曼串扰系统显现出低通特性（随信随信号号频率升频率升高高，由，由拉拉曼效应造曼效应造 成的相对强度噪声功率谱降低）。成的相对强度噪声功率谱降低）。 50 48 46 44 42 40 50150250350450550650750850 频率 f(MHz) No Raman Ppo= - 3dBm Ppo=+2dBm Ppo=+7dBm IDLE1 K28.5/D5.6: 0011111010/1010010110 IDLE2 K28.5/D16.2:0011111010/1001000101 通过扰码抑制这通过扰码抑制这些些IDLE字符造成字符造成 的干扰谱线的干扰谱线 空闲字符造成空闲字符造成的的Raman干干扰问扰问题题 RF-TV叠叠加加EPON中克中克服服拉曼拉曼干干扰扰影影响的响的办办法法 1）在条件许可时）在条件许可时在在84150MHz频段内不安排模拟电视频段内不安排模拟电视 频道；或者提高相应模拟电视频道的射频发送电平，频道；或者提高相应模拟电视