城乡联网总体规划设计为:县中心机房使用1台光发射机(NE5000L－1550nm型)，两台掺铒光纤放大器1550nm－EDFA(NE6000L和SAFA1000);乡镇机房使用15台掺铒光纤放大器1550nm－EDFA，共同进行组网。光纤联网干线的光功率分配方法与镇村间各光节点的光功率分配方法大同小异，区别在于光纤联网干线的EDFA输入光功率与镇村间各光节点的接收光功率不同，即EDFA的Pin值较高，光接收机的Pr值较低，因此在EDFA输出给镇与镇间光信号分配和镇村间各光节点光信号分配时，要根据不同设备的光功率输入值，遵循设计原则，灵活分配光功率。以下是光链路系统的指标计算，各种参数及指标计算结果如表2所示，并绘出1550nm光链路光功率分配图，如图2、图3所示。
1.1550nm系统光链路的分光指标计算
(1)各光链路光纤损耗Ln=aln(1)(1)式中，ɑ为光纤衰减常数，ɑ=0．22dB/km;l。为各光链路的光纤长度(km);Ln为各光链路的光纤损耗(dBmW)。将各光链路的光纤长度代入式(1)，可以计算出各光纤链路的光纤损耗。(2)各光链路的分光比在这一部分的计算中，光链路的光纤损耗必须将dBm单位的光功率转换成mW单位的光功率，同一个光发射机或光纤放大器的所有光链路光纤损耗的光功率总和也必须是mW单位的光功率，转换公式见式(2)和式(3)。(4)式中，Pn为光纤分路器某一条光链路光纤损耗的光功率(单位mW);PT为同一个光发射机或光纤放大器的所有光链路光纤损耗的光功率总和(单位mW);Kn为光纤分路器各光链路的分光比，依照上式可分别计算出各条光链路的分光比。(3)各光链路的分光损耗根据上面计算出的各光链路的分光比，对这些分光比数据进行对数运算，就可计算出各光链路的分光损耗。Lkn=－10lgKn(5)式中，Kn为各光链路的分光比，Lkn为各光链路的分光损耗(单位dBm)。注意式中Kn是不带%号的小数，例:光节点02的分光比8．9%就是Kn为0．089，利用式(5)分别计算出各光链路的分光损耗值。(4)计算每条光链路的总损耗理论上每条光链路的损耗值是相等的，大多情况只计算其中一条，计算方法见式(6)。Lo=Ln+Lkn+0．5+2×0．5=Ln+Lkn+1．5(dBm)(6)上式中，Lo为光链路的总损耗;Ln为各光链路的光纤损耗，Ln=aln;Lkn为各光链路的分光损耗，Lkn=－10lgKn;0．5dB为附加损耗，这里设置活动接头两副，损耗为2×0．5=1dBm。依照式(6)，可以分别计算出各条光链路的总损耗值［1］。(5)确定光纤放大器的光功率根据某个光节点光链路总损耗和设计的光接收机输入光功率，可以计算出光发射机或光纤放大器输出光功率Pt要求值［2］。Pt=Lo+Pr(7)式中，Lo为允许的光链路总损耗光功率;Pr为设计的光接收机输入光功率。在光纤联网干线的光功率分配时(即EDFA输出给镇与镇间光信号分配)，Pt为Pedfa，Pr为Pin。依照上述，可分别计算出各条光链路的技术数据(如表2)，绘制出光链路光功率分配图(如图2、图3)。以县－彭寨1号纤分光计算为例，1号纤光链路所得计算结果为:Lo=13．5，Pr=4．95，则Pt=Pedfa1=18dBmW。所以县机房的光纤放大器EDFA1的输出光功率18dBmW是合适的。彭寨机房有2个EDFA2，一个给镇与镇间分光，另一个本镇内分光，目前镇内7个点只占功率总量的1/4，剩余3/4作后期发展用。为保证光链路系统的载噪比(C/N)质量，彭寨EDFA2输入光功率Pin(Pr)设计为5dBmW，将彭寨1号纤的光纤损耗3．85mW×3=11．55mW，mW光功率总和也相应+3．85mW×2，再来计算分光比，即提高至3倍，增加接收光功率可以改善载噪比。
2.1550nm系统的载噪比(C/N)计算
设计光纤1550nm系统时，实际上最关心的是计算载噪比(C/N)。失真指标(CTB、CSO)的计算复杂，传输里程小于50km，指标取决于光发射机，若里程数更大，要考虑SBS、PSM等因素。下面介绍一个1550nm系统的计算实例，即彭寨镇某光接收机的输出C/N值，如图3所示［1］。这一系统包括一个县机房的外调式DFB光发射机，Pt=+16dBmW。光发射机输出光信号分光直接输入机房的两个光纤放大器EDFA1，一个往彭寨镇的EDFA1输出口为Pedfa1=18dBmW，分光后其中有两纤经26．6km光纤里程后到彭寨镇机房;1号纤光链路由一个彭寨的EDFA2放大，通过一个光分路器将信号供给其他乡镇机房的EDFA或光接收机;2号纤光链路经1个EDFA2放大后通过光分路器将信号供给本镇，目前7个光节点(光接收机)。光纤1550nm系统各噪声源的分载噪比如下［1］:(1)前端激光器的C/N为(C/N)laser=20lgm－10lg(2BW)－ＲIN(dB)(8)式中，m为调制系数，BW为电视噪声带宽。(2)EDFA的C/N为(C/N)edfa=158．92+20lgm－10lg(4BW)+Pin(dBm)－NF(9)式中，Pin是EDFA的in功率，NF=10lgF是EDFA的噪声系数，F是噪声因子。(3)光接收机检测器的散粒噪声(C/N)shot=151．93+20lgm－10lg(BW)－10lgρ+Pr(dBm)(10)式中，ρ为接收机响应度，Pr为接收光功率。(4)光接收机的放大器热噪声为(C/N)amp=161．94+20lg(mρ)－10lg(2BW)+2Pr(dBm)(11)(5)干涉强度噪声INN光纤中后向散射光和非散射光会产生低频光信号噪声落入信号频带内，计算复杂，INN值一般近似为－0．5dB/60km，光纤延长则INN按比例增加。系统参数:频道数为59PAL－D，BW=8×106(8MHz)［3］，m=0．032，激光器的ＲIN=－160dB/Hz，其他参数在图3中已给出。光节点02(华表村):前端EDFA1，Pin=8dBm，NF=4．5dB;光网EDFA2，Pin=0dBm，NF=4．5dB;光接收机，Pr=0dBm，响应度ρ=1．0mA/mW。由上述公式可以计算出:①前端激光器(C/N)laser=58．1dB;②前端EDFA1(C/N)edfa1=57．5dB;③光网EDFA2(C/N)edfa2=49．5dB;④接收机探测器散粒噪声(C/N)shot=53dB;⑤接收机放大器热噪声(C/N)amp=60dB。(6)总载噪比(C/N)system的计算(C/N)system=－10lg［10－(C/N)laser/10］+10－(C/N)edfa1/10+10－(C/N)edfa2/10+10－(C/N)shot/10+10－(C/N)amp/10］+INN(dB)(12)考虑30km后INN劣化－0．25dB，此时光节点02的C/N为:(C/N)system=－10lg［10－58．1/10+10－57．5/10+10－49．5/10+10－53/10+10－60/10+(－0．25)］=46．9－0．25=46．65(dB)这是彭寨本镇用的EDFA2的输入光功率Pin=0dBm时的C/N值(46．65dB);彭寨分各镇的EDFA2的输入光功率Pin=5dBm时的C/N值:(C/N)edfa2=54．5dB，计算得(C/N)system=48．51dB。数据显示EDFA2的输入光功率Pin提高5dBm，总C/N值改善约2dBμ［1］。
3技术指标和经济数据
有线数字电视传输系统的C/N与MEＲ两个指标，在理论上意义相近也有区别。HFC网络系统传输的DVB－C信号仍属调制传输系统，指标分配沿用载噪比(C/N)的计算方法;在实际应用中，主要测量质量指标为MEＲ(横坐标)和BEＲ(纵坐标)，MEＲ值可参考为C/N来判断，BEＲ值可参考C/CTB或C/CSO来判断。当前端的MEＲ为40dB时，在系统输出口的MEＲ约33dB，要求MEＲ＞30dB，MEＲ的门限值是24dB，理想的BEＲ≤1×10－9［1］。从理论设计到实践检测，以彭寨镇光链路为例，技术指标显示合格，如表3所示。和平县有线数字电视产业得到突飞猛进发展，用户数量和经济收入超前增长。据2013年12月统计，全县发展数字电视用户终端数为40136台，其中镇村13800台，城区26336台。资金来源:政府投入;投入方式:按工程进度和不同比例逐年投入到每年的材料费用、维护费用和部分人员工资中。2010年～2013年的3年间，新增终端数共17829台，新增收入总体呈正比例增长，3年间新增总收入为737万元，达到了项目资金回收的目标。
4结束语
和平县广播电视台通过转变发展方式，加强合作经营，推动技术革新，改善了产业经营状况，通过机制创新，合理配置资源，优化产业结构，加强科学管理，提高了有线数字电视产业经营水平。有线电视经营模式由粗放型向集约型转变，向现代化管理模式发展，是符合科学发展观要求的，将为社会主义现代化建设提供精神动力和文化条件。
作者：林丙荣 邓金云 单位：和平县广播电视台
