【摘 要】本文指出了1550nm光传输技术在光纤射频电视（CATV）超干线及光接入网传输应用的关键问题，探讨了现有的接入技术和各种改善超长距离光纤CATV传输CSO指标的基础措施。
【关键词】CATV；1550nm光纤传输；长距离传输系统
１ 1550nm光纤传输技术
1550 nm 光纤传输系统的优势是覆盖用户量大，与以太网（EPON）传输同一架构，为网络双向化节约了主干光缆资源和组网成本，同时也保证了开展各项业务所需的带宽资源。1550 nm传输系统采用掺铒光纤放大器（EDFA），可将分路器下移，将光接收机推进至楼栋或最后一个光节点，有利于实现光接收机以下的无源覆盖。广播电视节目利用1550 nm 波长传输，双向数据采用EPON 技术，利用1490 nm/1310 nm 波长传输，既可以选择分纤结构方式，也可以同纤波分复用( 一纤三波) 传输，实现光网络的双向化，保证综合业务顺利开展。
1550nm 光纤传输也可结合IPQAM 技术（将DVB/IP自IP骨干网输入的节目流重新复用在指定的多业务传输流中，再进行QAM调制和频率变换，输出RF）实现VOD或HDVOD 点播，利用EPON或数据网的双向通道，将用户的点播控制信息回传至中心播控服务器，由播控服务器控制视频流的播发，通过IPQAM 调制设备和1550nm直调光发射机，采用波分复用技术使1550nm 电视信号和IPQAM 信号同纤混合传输，利用用户端机顶盒和IC卡实现视频流的解码输出。
2 射频电视超长距离传输系统的组成和主要问题
在光纤有线电视网络中，波长光纤传输系统除了1550光纤传输系统外，还有1310nm光纤传输系统。在1310nm窗口，光纤传输损耗约为0.4dB/km(含熔接损耗在内)，色散系数为<3.5ps(km·nm)，激光发送机都采用直接调制方式，具有较高的载噪比及非线性失真指标，性能稳定可靠。但在1310nm窗口由于没有商用的光放大器，激光器输出功率也不是很大(商用化<20mＷ)，因此传输距离有限，无中继的传输距离在30km以内。
1550nm光纤传输系统中，激光发送机采用外调制方式，以克服激光器直接调制产生的光频惆啾效应，防止光谱的展宽，而且1550nm光纤放大器技术相当成熟和商用化，所以1550nm传输系统具有输出功率大、可靠性高、单位光功率成本低、光纤损耗小(含熔接损耗在内约为0.25dB/km)等优点，并且能够进行多次光放大，而光放大器对CTB(组合三阶差拍失真)和CSO(组合二阶失真)指标几乎没有影响，非常适合我国地级市—县—乡的两级大范围长距离传输。但在普通G652光纤上1550nm窗口光纤的色散较大 ( 图1 1550 nm长距离传输系统 在1550nm外调制有线电视系统中，制约系统传输指标的主要因素是由光纤色散和自相位调制效应引起的CSO劣化。导致CSO劣化的因素有： ２．１ 光纤的色散 对于G652常规单模光纤，色散常数高达17Ps/(nm·km)。在副载波图像信号对光波进行强度调制时，不可避免地造成了光相位调制，另外为了抑制受激布里渊散射而采用的激光器光频抖动法也会产生寄生的光相位调制，已调光波相位的变化对应着光谱展宽。在色散介质中，不同频率分量的光波有不同的群速度。因此在光纤的输出端形成不同延时的包络分量的叠加，引起光波包络的失真，其表现为包络向两边呈对称性展宽。从而导致了二阶失真CSO的劣化。 ２．２ 光纤中的自相位调制效应 在 1550nm波长大功率长距离光纤传输系统中，光纤非线性效应对光谱的调制作用不能被忽略。由于采用AM-VSB方式的CATV系统要求接收端要有较大的输入光功率(如-ldBm)，因此相应的入纤光功率要求在17dBm左右甚至更高，比数字光通信系统中的发送光功率高出了很多（数字系统的接收灵敏度在-26～-32dBm，发射光功率只需0dBm），它与G652光纤的很大色散结合在一起，又通过相位一强度转换过程，使传输信号的波形被对称性地压缩，造成比较大的二阶失真，表现为CSO的严重劣化。 ３ 改善射频电视超长距离系统CSO指标的措施 如何克服1550nm长距离光纤传输系统的CSO指标由于光纤色散和SPM效应导致的严重劣化，同时又要考虑满足载噪比指标，是对超长距离副载波复用光纤传输系统的最大挑战。 ３．１ 控制光纤的色散 在数字通信系统中，使用色散补偿光纤是对己铺设光纤线路升级时常用的方法，具有许多优点。色散补偿光纤是无源器件，性能稳定，安装容易，有较宽的带宽，可以很方便地用来对现存的系统进行升级。色散补偿光纤是通过改变光纤的芯径和折射率的分布使光纤在工作波长上具有很大的负色散系数，这样当常规单模光纤与适当长度的色散补偿光纤级联使用时，两者色散将会互相抵消。 由于光纤中的自相位调制要通过光纤色散才能转化为额外的光波强度调制，人们希望从控制光纤色散的角度来克服光纤非线性的影响，采用大有效截面的非零色散位移单模光纤(ITU-TG655)，如Coming公司的Leaf光纤，它在 1550nm波长的色散常数很小，而且增大了光纤的截面积，可以有效减弱非线性效应，就可以避免长距离上的CSO劣化。 ３．２ 采用双波长复用传输技术改善CSO指标 由于光纤CATV系统的二阶产物数与传输的频道数有关，减少传输频道数可以改善CSO指标。由于光纤CATV系统的二阶产物数与传输的频道数有关，减少传输频道数可以改善cso指标。双波长复用传输方案，通过使用两台1550nm光发射机以减少单台发射机的传输频道数，系统方案如图2所示②。 图2 双波长复用传输改善CSO指标 图中，两台光发射机分别传送一半的CATV频道，经合波后送入传输系统，在接收端，由WDM分波器将两个波长分波后分别送入光接收机，再将恢复出的CATV电信号混合起来。经测试，系统的CSO指标可以提高9dB。 ３．３ 采用线性啁啾光纤光栅进行色散补偿 线性啁啾光纤光栅原理为：在光纤上制成折射率非周期性变化的啁啾光栅，就形成一个宽带滤波器，光栅的不同位置对应于不同的Bragg反射波长。当光脉冲信号通过这种啁啾光栅(周期从大到小，长度为Lg)时，其长、短波长分量分别在光栅的头、尾部反射，这样短波长分量比长波长分量多走ZLg距离，两波长分量之间产生时延差，补偿了常规单模光纤由于群速度不同导致的色散，起到压缩光脉冲的作用。 啁啾光纤光栅被认为是最有前途的色散补偿器，原因是光纤光栅体积小、损耗低、非线性效应小、便于集成，且补偿能力强，光纤光栅制造工艺也发展很快，性能不断改善。但是光纤光栅只能对特定波长进行补偿，对多波长的传输系统，必须将不同光栅串连，每个光栅都需要根据传输需要设计其中心反射波长和长度，这样就增加了工艺难度。对于光纤CATV系统来说，一般都为单波长系统，所以啁啾光栅很适合用于长距离光纤CATV系统的色散补偿。 【参考文献】 ［1］宋英雄.1550nm超干线及宽带接入光传输关键技术研究[D].上海大学,2007. ［2］唐旭,唐建华,陈勤川.1550nm长距离光传输系统的优化调整[J].有线电视技术,2006(1). ［3］沈旭辉.应用1550nm光传输技术加快广电农网双改建设[J].中国有线电视,2011(10). 注释： ①唐旭,唐建华,陈勤川.1550nm长距离光传输系统的优化调整[J].有线电视技术,2006(1). ②汪洋.1550nm长距离CATV系统色散补偿技术的研究[Ｄ].上海大学,2005. ［责任编辑：王洪泽］
