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有线电视光接收机的低光功率接收分析

发布时间: 2019-6-4 | 来源:山东乐升电子股份有限公司 |  本文被阅读 403 次
     采用适合于低光功率或超低光功率接收的光接收机,可以降低前端光发射功率,减少光发射机和光放大器的用量,降低网络的建设成本,其经济效益和促进事业发展的意义都相当大。
1第一,要注意模拟电视讯号和数字电视讯号对C/N指标要求的差异。
根据GY/T106-1999《有线电视广播系统技术规范》规定,模拟讯号有线电视系统对C/N指标的要求是≥43dB,系统的设计值通常定为44dB。当有线电视系统内完全取消模拟讯号、全部传送数字电视讯号以后,对系统C/N指标的要求就可以按“数据讯号传输”的要求执行(GB/T6510-1999标准50)。数字通讯信号可以采用不同的调制方式,各种调制方式的传输效率不同,对系统信噪比和信道质量指标的要求也不同。常用的是QPSK和16QAM调制要求的信噪比分别为15dB和22dB,要比模拟讯号低很多很多,所以用于数据通讯信号接收的光接收机,目前常规情况下的接收光功率都在-10dBm以下。
第二,要注意光接收机的使用条件和对系统质量指标的要求。
当系统内仅仅只有一级光链路(如县市的城区),而且光接收机直接进楼幢担负用户分配任务时,如果前端只占用0.10的C/N指标,那么这一级光链路就可占用0.90的C/N指标,C/N指标值为44.5dB(44-10lg0.90)。如果选用的光发射机、光接收机标定的光链路C/N指标是-1dBm接收时为51dB的普通光接收机,那么此时光接收机的接收光功率可以选定为-6dBm以下;如果当地有线电视系统内只有20套节目,又实行失真指标恒定调制方式,即将光发射机的输入电平按10lg(59-1/20-1)提高5dB,那么光链路的C/N指标就可以提高5dB,此时可以将光接收机的输入光功率继续下降至-10dBm以下;如果我们又把电视图像质量要求从4级(C/N=43dB)降至3.5级(C/N=39.4dB),对系统C/N指标的要求可下降3.6dB,此时又可以将光接收机的输入光功率继续下降至-12dBm以下。这样,“超低光功率接收”实现了,是否就可以证明所使用的光接收机就是“超低光功率接收机”呢?显然不能,因为这是用普通光接收机实现的,是在对光接收机的使用条件和系统的质量指标没有严格的规定和限制的情况下达到的,不能证明、也不能用这种方法来证明光接收机具有“超低光功率接收”性能。
低光功率接收机:根据《GY/T 131-1997有线电视光链路系统技术要求和测量方法》测量出光链路的C/N指标值,在-6dBm接收光功率时测出光链路的C/N指标≥50dB的光接收机;
超低光功率接收机:根据《GY/T 131-1997有线电视光链路系统技术要求和测量方法》测量出光链路的C/N指标值,在-10dBm接收光功率时测出光链路的C/N指标≥50dB的光接收机。

低光功率接收适用机:在低光功率接收时,输出电平能满足网络的需要,光链路C/N指标和普通光接收机相当的光接收机。
3.4.2 光接收机低光功率接收对系统指标的影响
光接收机在低光功率接收时,通常对光链路的失真指标没有明显的直接影响,有显著影响的主要是以下三个方面:
第一,光接收机低光功率接收会造成输出电平降低。
光接收功率每降低1dBm,输出电平降低2dB。一台0dBm接收时输出电平为100dB的光接收机,当光接收功率降到-6dBm和-10dBm时,输出电平分别降至88dB和80dB。
第二,光接收机低光功率接收会造成光接收机末级电放大器C/N指标降低。
光接收机中光接收模块(或组件)之下配接的讯号输出放大模块不属于光链路,它实质上是电缆系统的第一级放大器。光接收模块的输入光功率每下降1dBm,其输出电平下降2dB,这个关系很准确。其结果就会降低末级放大模块的输入电平,造成其C/N指标的降低。前一节对这个问题已经做过明确地分析和计算。
第三,光接收机低光功率接收会造成光链路C/N指标降低。
砷化镓放大器比硅放大器的指标要优越得多,为什么制成的光接收模块C/N指标提高量会那么小?
首先,砷化镓放大模块比硅放大模块的载噪比指标和失真指标都要好一些,但同类型、同用途的放大模块互相比较,差距只有几个(0~5)dB,采用它以后不可能引起光链路的C/N指标值大幅度提高。表3.4-1列出了光接收机常用的两类放大模块的指标参数,供作参考。由于砷化镓放大器有一个缺点,当输出电平超过106dB以后会发生“硬压缩(波形平削顶)现象”,导致失真的急剧增加,因此其高电平输出时的承受能力和失真指标不及硅放大器。PHILIPS公司采用先进的GaAs-Si混合技术(放大模块内前两级放大用GaAs场效应管、末级输出用Si管)把两者的优势结合起来,制成了性能更佳的GaAs-Si混合放大模块。
从光链路C/N指标算式(G3)可知,当光接收功率Pi下降5(10)dBm以后,(C/N)放大要降低10(20)dB,如果砷化镓放大器的NF比硅放大器高4~5dB,那么可补偿4~5dB,尚有5~6(15~16)dB不能补偿;而同时光链路C/N指标算式(G 2)的(C/N)量子下降5(10)dB丝毫得不到补偿。所以光接收模块仅仅是改用砷化镓材料后,由于不能完全补偿低光功率接收时两项C/N指标的降低值,所以低光功率接收时对光链路C/N指标降低量的改善不可能很显著。




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