有线电视CATV网络中光分路器的设计

2 光网络光分路器的设计、计算

在HFC网光纤传输干线设计中，当光纤路由及光纤损耗值、光节点数量确定后，就可以设计并计算出每一光纤支路所需的光功率、光分路器的分光比，还能计算出整个光链路所需要的光功率。在计算所述指标时，按照以下计算步骤进行设计。

2.1 每一支路光纤损耗值计算

当光纤路由确定后，每一支路的光纤链路损耗值就可以得出。目前广电系统大量使用的是G652型光纤。对于1310 nm窗口，G652光纤损耗不超过0.35 dBm/公里，对于1550 nm窗口，G652光纤损耗不超过0.22 dBm/公里。对于已经完工的路由，可以使用光时域反射仪进行测量，得出实际链路的损耗值。每一支路的光纤链路损耗值应留出一定的余量。计算公式如下：

S=a×lN.

式中：S为支路光链路损耗(dBm);a为光纤每公里损耗值;lN为光缆各支路距离。

2.2 光接收机接收功率

目前使用的光接收机，在接收光功率为-4～+3 dBm的条件下，光接收机输出电平范围为96～108 dB。光接收机输入光功率变化对系统指标有一定的影响，通过理论计算和实践检验都能明示。

当光接收机输入光功率有所提高时，各项系统指标均有较大提高，为电缆分配网留出较多余地。为此，在设计光缆网络时，确定光接收功率为0 dBm±1 dBm。

这里要提出一下，dBm和mw都是光功率的单位，它们应用的场合不一样。它们可以进行换算。换算公式如下：

2.3 活接损耗

每个光系统包含有多种光设备，如光发射机，光接收机，光放大器等等，而这些设备都需要用FC、SC等法兰进行接头，而这些活动连接头会产生一些损耗，这些损耗应计入光链路所需的总功率。活接头损耗设计值一般为0.5 dBm。

2.4 光分路器的分光比的设计

设各路的总光功率为∑Pn，某一路所需的光功率为P1，则分光比K1=P1/∑Pn，需要强调的是，某一支路所需的光功率为该支路光纤链路损失功率加上光接收机输入光功率。

根据光节点路由距离优化组合分组情况，使用以下公式和参数进行计算。

计算公式：

式中：P1，P2，P3为各支路光接收机的输入功率，mw;PN为光纤分路器各支路输出光功率，mw;PT为光发射机的出纤功率，mw;KN为光纤分路器各支路分光比;N为代表自然数1、2、3……;a为光纤每公里损耗：a=0.35 dBm/km(1310 nm窗口)和0.22 dBm/km(1550 nm窗口);l为光路由长度。

根据以上公式可得N路出光分路器得各路分光比：

2.5 光链路各分路的损耗计算

设计并计算出光分路器的分光比后，通过以下公式可以计算出光链路各支路的损耗。计算公式为：

LN(dBm)=-10Lg Kn+a×ln+附加损耗+光连接器损耗.

为确保网络的长期安全平稳运行，多数情况光链路应留有1 dBm余量。因此，光链路各分路的损耗应做如下设计。

LN(dBm)=-10lg Kn+a×ln+附加损耗+光连接器损耗+1.

2.6 分光器输入光功率的计算

根据各支路的上述参数，可计算得出光分路器所需的输入光功率，也就是真个网络需要的总功率。总功率等于各支路的功率损耗。由此可知道所需要的光发射机的功率，上述总功率等于发射机的功率。

随着模拟和数字电视网络的迅速发展，以及伴随着光纤到户，光网络主要传输设备光分路器在光网络中使用的频率会大大加强，而分路器的设计对整个光网络信号优劣、有无起着决定性的作用。在光纤CATV网络设计时，通过以上详细对光分路器计算和分析，给光网络的稳定运行提供了可靠的保证。