專利名稱：一種光纖有線電視超干線傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種光纖有線電視超干線傳輸系統(tǒng)，用于副載波復(fù)用光纖有線電視網(wǎng)的長距離大范圍聯(lián)網(wǎng)工程，對廣電有線電視網(wǎng)的大范圍聯(lián)網(wǎng)整合和模擬電視向數(shù)字電視的平移具有重要作用。
背景技術(shù)：
光纖有線電視超干線傳輸系統(tǒng)采用1550nm波長，常規(guī)單模光纖在1550nm波長的色散常數(shù)高達(dá)17ps/km. nm。光纖在大功率下自相位調(diào)制效應(yīng)與光纖在長距離上的強(qiáng)烈色散相結(jié)合，發(fā)生光波電場的寄生調(diào)相到寄生調(diào)幅的轉(zhuǎn)換，導(dǎo)致副載波復(fù)用光纖傳輸系統(tǒng)的非線性指標(biāo)一組合二階互調(diào)大大劣化，同時(shí)載噪比受到制約。組合二階互調(diào)與載噪比的組合效應(yīng)，決定了數(shù)字電視的調(diào)制誤差比，如何減輕組合二階互調(diào)與載噪比的劣化，是實(shí)現(xiàn)光纖有線電視超干線傳輸系統(tǒng)的最大挑戰(zhàn)。
組合二階互調(diào)劣化的克服辦法之一是對光纖進(jìn)行色散補(bǔ)償。由于光纖中的自相位調(diào)制要通過光纖色散才能轉(zhuǎn)化為額外的光波強(qiáng)度調(diào)制，人們希望從控制光纖色散的角度來克服光纖非線性的影響。色散補(bǔ)償可用色散補(bǔ)償光纖或?qū)崿F(xiàn)。色散補(bǔ)償光纖的優(yōu)點(diǎn)是帶寬大，時(shí)延特性線性好(時(shí)延紋波小)，對補(bǔ)償器的位置不如啁啾光纖光柵敏感。缺點(diǎn)是插入損耗較大，非線性也較大。
光纖有線電視超干線傳輸系統(tǒng)要求使用摻鉺光纖放大器鏈，鏈中相鄰兩EDFA間的光纖跨距由系統(tǒng)指標(biāo)所容忍的入纖光功率和后一摻鉺光纖放大器的輸入光功率決定。入纖光功率受制于受激布里淵散射門限和系統(tǒng)組合二階互調(diào)指標(biāo)，在超干線系統(tǒng)中一般不超過16daii。摻鉺光纖放大器的輸入光功率則受制于系統(tǒng)載噪比指標(biāo)。由于放大的自發(fā)輻射噪聲(ASE)的存在，摻鉺光纖放大器引起的系統(tǒng)輸出載噪比損傷依賴于它的輸入光功率，輸入光功率越大，載噪比跌落越少。
原有的光纖有線電視超干線傳輸系統(tǒng)如

圖1所示，由光發(fā)射機(jī)(31)、多段光纖和多個(gè)摻鉺光纖放大器(32、33、34、35)級聯(lián)組成，并在適當(dāng)?shù)牡胤讲迦肷⒀a(bǔ)償光纖(36)， 色散補(bǔ)償光纖的長度按D*L = Dd*Ld計(jì)算，D為傳輸光纖的色散常數(shù)、Dd為色散補(bǔ)償光纖的色散，L為需要補(bǔ)償?shù)膫鬏敼饫w長度，Ld為色散補(bǔ)償光纖的長度的。
這種系統(tǒng)存在以下問題
1、色散補(bǔ)償光纖長度的計(jì)算只考慮了色散的影響，沒有考慮到大的入纖功率造成的自相位調(diào)制效應(yīng)的影響，使補(bǔ)償不精確，需要在工程中反復(fù)調(diào)整。
2、在存在大于IOOkm的超長跨距光中繼段時(shí)，由于后級摻鉺光纖放大器的輸入光功率較小，使系統(tǒng)載噪比指標(biāo)嚴(yán)重劣化，如果在中間增加光中繼點(diǎn)，在有些條件下會受到供電、環(huán)境等條件限制。
3、由于光纖有線電視超干線傳輸系統(tǒng)覆蓋范圍大，用戶多，如果在圖1某一點(diǎn)發(fā)生設(shè)備故障或光纖斷裂，會造成大范圍收視中斷，而修復(fù)時(shí)間較長，這是廣電安全播控所不允許的。
由于以上原因，近年來國內(nèi)對光纖有線電視超干線傳輸系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)和工程實(shí)踐基本都采用湊試法，缺乏理論指導(dǎo)，以致實(shí)驗(yàn)結(jié)果差異較大，效果也不理想。在工程上需要反復(fù)對各種設(shè)備和參數(shù)進(jìn)行調(diào)試，使施工周期長，性能也不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種光纖有線電視超干線傳輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅能夠提高電視超干線傳輸可靠性，還可減少干線傳輸系統(tǒng)的調(diào)試時(shí)間。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案
本發(fā)明的一種光纖有線電視超干線傳輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括前端模塊1、第一分前端模塊 2、第二分前端模塊3、第三分前端模塊4、第四分前端模塊5、第五分前端模塊6、第六分前端模塊7、正向光纖8、反向光纖9，其中
前端模塊，用于將射頻電視信號調(diào)制成第一路光信號和第二路光信號； 所述的第一分前端模塊2、第二分前端模塊3、第三分前端模塊4、第四分前端模塊5、第五分前端模塊6、第六分前端模塊7，各模塊分別用于色散補(bǔ)償、放大光信號、對光信號進(jìn)行分路、選擇光信號、分配光功率、補(bǔ)償光信號的功率。
上述各模塊之間的信號傳遞關(guān)系為將射頻電視信號經(jīng)前端模塊1調(diào)制成第一路光信號和第二路光信號，第一路光信號通過正向光纖8依次經(jīng)第一分前端模塊2、第二分前端模塊3、第三分前端模塊4、第四分前端模塊5、第五分前端模塊6、第六分前端模塊7傳遞，第二路光信號反向光纖9依次經(jīng)第六分前端模塊7、第五分前端模塊6、第四分前端模塊 5、第三分前端模塊4、第二分前端模塊3、第一分前端模塊2傳遞，實(shí)現(xiàn)超長距離上傳輸數(shù)字信號傳輸。
所述的前端模塊1包括正向光發(fā)射機(jī)11、反向光發(fā)射機(jī)12、正向切換光開關(guān)13、反向切換光開關(guān)14、正向摻鉺光纖放大器15、反向摻鉺光纖放大器16，其中、
正向光發(fā)射機(jī)11、反向光發(fā)射機(jī)12，分別將射頻電視信號調(diào)制到兩個(gè)輸出光口 ； 正向切換光開關(guān)13，用于切換出正向光信號，常閉端口連接所述光發(fā)射機(jī)17的第一個(gè)輸出光口，常開端口連接所述光發(fā)射機(jī)18的第一個(gè)輸出光口，公共端口與摻鉺光纖放大器 21連接；
反向切換光開關(guān)14，用于切換出反向光信號，常閉端口與所述光發(fā)射機(jī)17的第二個(gè)輸出光口連接，常開端口所述光發(fā)射機(jī)18的第二個(gè)輸出光口連接，公共端口與摻鉺光纖放大器22連接；
正向摻鉺光纖放大器15，用于放大正向光信號，并輸出至正向光纖8 ； 反向摻鉺光纖放大器16，用于放大反向光信號，并輸出至反向光纖9。
上述的第一分前端模塊2、第二分前端模塊3、第三分前端模塊4、第四分前端模塊 5、第五分前端模塊6、第六分前端模塊7，其中，
所述的第一分前端模塊2、第二分前端模塊3、第三分前端模塊4、第四分前端模塊5、第五分前端模塊6、第六分前端模塊7分別包括
正向色散補(bǔ)償模塊21，用于對正向光纖8進(jìn)行色散補(bǔ)償，其輸出與正向摻鉺光纖放大器23連接；
反向色散補(bǔ)償模塊22，用于對反向光纖9的前一中繼段進(jìn)行色散補(bǔ)償，其輸出接摻鉺式中，Ai為DCF的色散常數(shù)，D為傳輸光纖的色散常數(shù)『力入纖光功車^力傳輸光纖的非線性系數(shù)，L為補(bǔ)償段的光纖長度，Ρ 為色散補(bǔ)償光纖的輸入光功率，Υ 為色散補(bǔ)償光纖的非線性系數(shù)，4為色散補(bǔ)償光纖的長度。α為傳輸光纖的損耗常數(shù)，& SDCF的損耗常數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種光纖有線電視超干線傳輸系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括前端模塊(1)、第一分前端模塊(2)、第二分前端模塊(3)、第三分前端模塊(4)、第四分前端模塊(5)、第五分前端模塊(6)、第六分前端模塊(7)、正向光纖(8)、反向光纖(9)，其中前端模塊，用于將射頻電視信號調(diào)制成第一路光信號和第二路光信號； 所述的第一分前端模塊(2)、第二分前端模塊(3)、第三分前端模塊(4)、第四分前端模塊(5)、第五分前端模塊(6)、第六分前端模塊(7)，各模塊分別用于色散補(bǔ)償、放大光信號、 對光信號進(jìn)行分路、選擇光信號、分配光功率、補(bǔ)償光信號的功率；上述各模塊之間的信號傳遞關(guān)系為將射頻電視信號經(jīng)前端模塊(1)調(diào)制成第一路光信號和第二路光信號，第一路光信號通過正向光纖(8)依次經(jīng)第一分前端模塊(2)、第二分前端模塊(3)、第三分前端模塊(4)、第四分前端模塊(5)、第五分前端模塊(6)、第六分前端模塊(7)傳遞，第二路光信號反向光纖(9)依次經(jīng)第六分前端模塊(7)、第五分前端模塊 (6)、第四分前端模塊(5)、第三分前端模塊(4)、第二分前端模塊(3)、第一分前端模塊(2) 傳遞，實(shí)現(xiàn)超長距離上傳輸數(shù)字信號傳輸。
2.根據(jù)權(quán)利要求(1)所述的一種光纖有線電視超干線傳輸系統(tǒng)，其特征在于上述的前端模塊，所述的前端模塊(1)包括正向光發(fā)射機(jī)(11)、反向光發(fā)射機(jī)(12)、正向切換開關(guān) (13)、反向切換光開關(guān)(14)、正向摻鉺光纖放大器(15)、反向摻鉺光纖放大器(16)，其中正向光發(fā)射機(jī)(11)、反向光發(fā)射機(jī)(12)，分別將射頻電視信號調(diào)制到兩個(gè)輸出光口 ； 正向切換光開關(guān)(13)，用于切換出正向光信號，常閉端口連接所述光發(fā)射機(jī)(11)的第一個(gè)輸出光口，常開端口連接所述光發(fā)射機(jī)(12)的第一個(gè)輸出光口，公共端口與摻鉺光纖放大器(15)連接；反向切換光開關(guān)(14)，用于切換出反向光信號，常閉端口與所述光發(fā)射機(jī)(12)的第二個(gè)輸出光口連接，常開端口與所述光發(fā)射機(jī)(11)的第二個(gè)輸出光口連接，公共端口與摻鉺光纖放大器(16)連接；正向摻鉺光纖放大器(15)，用于放大正向光信號，并輸出至正向光纖(8); 反向摻鉺光纖放大器(16)，用于放大反向光信號，并輸出至反向光纖(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求(1)所述的一種光纖有線電視超干線傳輸系統(tǒng)，其特征在于上述的第一分前端模塊(2)、第二分前端模塊(3)、第三分前端模塊(4)、第四分前端模塊(5)、第五分前端模塊(6 )、第六分前端模塊(7 )，其中，所述的第一分前端模塊(2)、第二分前端模塊(3)、第三分前端模塊(4)、第四分前端模塊(5)、第五分前端模塊(6)、第六分前端模塊(7)分別包括正向色散補(bǔ)償模塊(21)，用于對正向光纖(8)進(jìn)行色散補(bǔ)償，其輸出與正向摻鉺光纖放大器(23)連接；反向色散補(bǔ)償模塊(22)，用于對反向光纖(9)的前一中繼段進(jìn)行色散補(bǔ)償，其輸出接摻鉺光纖放大器(24)連接；正向摻鉺光纖放大器(23)，用于放大正向光信號，其輸出與正向光分路器(25)連接； 反向摻鉺光纖放大器(24)，用于放大反向光信號，其輸出與反向光分路器(26)連接； 正向光分路器(25)，用于對正向光信號進(jìn)行分路，一路輸出與正向光纖連接，另一路輸出與光開關(guān)(27)的常閉端口連接；反向光分路器(26)，用于對反向光信號進(jìn)行分路，一路輸出與反向光纖(9)的下一個(gè)。中繼段連接，另一路輸出與光開關(guān)(27)的常開端口連接；光開關(guān)(27)，用于選擇正向或反向光信號，輸出與分配摻鉺光纖放大器(28)連接； 分配摻鉺光纖放大器(28)，用于給分前端模塊后的光分配網(wǎng)提供足夠的光功率； 正向泵浦拉曼放大器(29)，當(dāng)正向光纖(8)的前一光纖段的長度超過IOOkm時(shí)，用于補(bǔ)償正向光信號的功率，輸出連接正向色散補(bǔ)償模塊(21)；反向泵浦拉曼放大器(30)，當(dāng)反向光纖(9)的前一中繼段的長度超過IOOkm時(shí)，用于補(bǔ)償反向光信號的功率，輸出連接反向色散補(bǔ)償模塊(22)。
4.根據(jù)權(quán)利要求(1)所述的一種光纖有線電視超干線傳輸系統(tǒng)，其特征在于上述的正向色散補(bǔ)償模塊(21)包括摻鉺光纖放大器(201)和色散補(bǔ)償光纖(202)，反向色散補(bǔ)償模塊(22 )包括摻鉺光纖放大器(203 )和色散補(bǔ)償光纖(204 )，其中摻鉺光纖放大器(201) (203)，用于補(bǔ)償色散補(bǔ)償光纖的損耗，輸出與色散補(bǔ)償光纖連接；色散補(bǔ)償光纖(202)(204)，用于改善由光纖色散和自相位調(diào)制引起的系統(tǒng)組合二階互調(diào)指標(biāo)，色散補(bǔ)償光纖的長度4按如下計(jì)算式，其計(jì)算式
式中，Di為DCF的色散常數(shù)，D為傳輸光纖的色散常數(shù)力入纖光功車？力傳輸光纖的非線性系數(shù)，L為補(bǔ)償段的光纖長度力色散補(bǔ)償光纖的輸入光功率，^為色散補(bǔ)償光纖的非線性系數(shù)，乙為色散補(bǔ)償光纖的長度，α為傳輸光纖的損耗常數(shù)，％ SDCF的損耗常數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求(1)所述的一種光纖有線電視超干線傳輸系統(tǒng)，其特征在于所述的正向色散補(bǔ)償模塊(21)、反向色散補(bǔ)償模塊(22)，其分別包括摻鉺光纖放大器、色散補(bǔ)償光纖
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光纖有線電視超干線傳輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)各模塊之間的信號傳遞關(guān)系為將射頻電視信號經(jīng)前端模塊1調(diào)制成第一路光信號和第二路光信號，第一路光信號通過正向光纖8依次經(jīng)第一分前端模塊2、第二分前端模塊3、第三分前端模塊4、第四分前端模塊5、第五分前端模塊6、第六分前端模塊7傳遞，第二路光信號反向光纖9依次經(jīng)第六分前端模塊7、第五分前端模塊6、第四分前端模塊5、第三分前端模塊4、第二分前端模塊3、第一分前端模塊2傳遞，實(shí)現(xiàn)超長距離上高質(zhì)量傳輸數(shù)字信號傳輸。該系統(tǒng)能提高系統(tǒng)可靠性；能夠?qū)M合二階互調(diào)指標(biāo)進(jìn)行補(bǔ)償，提高補(bǔ)償效果；采用拉曼放大器，改善CNR指標(biāo)。
文檔編號H04N7/22GK102186066SQ20111008769
公開日2011年9月14日 申請日期2011年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月8日
發(fā)明者宋英雄, 胡斌, 林如儉, 張 林, 丁瑞, 莊杰, 陳健, 李迎春 申請人:上海大學(xué), 上海凌云天博光電科技有限公司