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村村通星樹型結構光點的設計與計算

2011-09-21 14:45 來源:恒星科通企劃部

    1、在覆蓋技術上,“村村通”HFC拓撲網絡結構大多采用縣(光)→鎮(zhèn)(光--電--光)→行政村和自然村(光--電)的模式進行傳輸。這種覆蓋方式是以縣城為中心,將光信號送到各鄉(xiāng)鎮(zhèn),在鄉(xiāng)鎮(zhèn)經過光--電--光轉換,再把光信號傳送到各行政村和自然村(個別情況需在中心村增設光發(fā)射機,再經過一次光--電--光轉換進行覆蓋),村內使用小規(guī)模的電纜分配網覆蓋到戶。具體傳輸模式為:

    ①、縣(電--光)→鎮(zhèn)(光--電--光)→行政村和自然村(光--電)→電纜網。

    ②、縣(電--光)→鎮(zhèn)(光--電--光)→中心村或行政村(光--電--光)→行政村和自然村(光--電)→電纜網。

    第一方案為二級光網,傳輸質量較好,大多需采用星型結構進行傳輸。對所轄村較少,村居相對集中的鎮(zhèn),可采取這種方案。

    第二方案為三級光網,在鄉(xiāng)鎮(zhèn)和中心村都要進行一次“光--電--光”轉換,傳輸質量稍遜于第一方案,以星--樹型結構傳輸為主。適合地域較廣,所轄村較多的鄉(xiāng)鎮(zhèn)。

    2.光纜網絡傳輸的結構形式:一種是星型結構,這樣的結構,各節(jié)點獨立性強,互不影響,穩(wěn)定性高,但相對需光纖芯數較多;另一種結構形式是樹型,這種網絡結構相對需要的光纖芯數較少,費用相對較低,但各光點相互影響大,獨立性、穩(wěn)定性差;還有一種傳輸結構為星--樹混合型,可以有效的整合星型和樹型結構的優(yōu)點,最大限度的實現網絡傳輸整體性價比,在工程費用相對較低的情況下,實現網絡優(yōu)質傳輸。下面是三種傳輸結構的方框示意圖。

    (星型結構)(樹型結構)(星-樹混合型結構)

    二、簡明計算公式:

    1、分光比:光功率(dB)與光功率(mw)換算公式:A=10lgP,P=(A為用dB表示的光功率,P為用mw表示的光率)---公式①

    如下圖分路器幾路輸出電平分別為Aa、Ab……An(用dB表示),Pa、Pb……Pn(用mw表示),Ka、Kb、Kn分別表示a、b、n路的分光比。則分光比為:

    Ka=Pa/(Pa+Pb+……+Pn)=/(++……+);

    Kb=Pb/(Pa+Pb+……+Pn)=/(++……+);

    Kn=Pn/(Pa+Pb+……+Pn)=/(++……+);

    ---公式②

    2、光鏈路損耗A:主要包括光纜損耗,熔點損耗,光分路器插入損耗,光分路器附加損耗和活動連接損耗等。

    公式為(用dB表示):A=αL+(-10lgK)+0.5+0.5+光點設計值。--公式③;

    α為光纖損耗常數,采用1310nm波長的傳輸方式時,α一般取0.4dB/Km,其中包括熔點損耗。L為光纜長度,K為光分路器分光比,第一個0.5為光分路器附加損耗(廠家要求附加損耗≤0.3dB),第二個0.5為活動連接器損耗(光接收機連接損耗)。
 如果是下圖的情況,計算A點所需的光功率,應先計算出A點所需的總光功率(dB),再根據公式①計算A點所需的光功率(mw)。

    A=αL1+(-10lgK2)+0.5+αL2+(-10lgK4)+0.5+αL3+(-10lgK6)+0.5+αL4+……

    +(-10lgK(n+1)+0.5+αL(n+1)+0.5+光點設計值

    0.5為每個分路器的附加損耗,最后一個0.5為光接收機活動連接損耗。因各光點設計值是均勻一致的,如K1輸出端所需的光功率為Ak1(dB),則上式為:A=αL1+(-10lgK1)+0.5+Ak1---公式④

    三、設計、計算:

    在實際設計時(以1310nm波長傳輸方式為例),本著確保指標和兼顧經濟的原則,一般光點我們取設計值為-4dB,對于二級光發(fā)射機光點,我們取光點設計值為-2.5dB,(目前光接收機輸入功率范圍一般為:-2dB~-6dB)。

    下面是某鄉(xiāng)鎮(zhèn)一“村村通”光發(fā)射機覆蓋平面圖。

    1、先根據實際線路,畫出設計方框圖。

    各分路器安放位置為:分路器1在常路中心機房,分路器2在去東三莊、田家?guī)X、五里橋的三叉路口,分路器3在田家?guī)X,分路器4在南松林,分路器5在西官莊,分路器6在兩泉莊,分路器7在白楊莊,分路器8在下怪峪。

    2、計算:

    因K1路、K2路是給兩個二級光發(fā)射機送信號,根據公式③,則AK1=0.4×4.2-1.5=0.18dB,根據公式①得出PK1==1.04mw。同理得出K2輸出端的損耗和K1輸出端所需的光功率:AK1=0.4×4.6-1.5=0.34dB,PK1=

    =1.08mw。

    K3一路的計算應從后向前進行。先計算五里橋、田家?guī)X分路器的分光比。因K7輸出端直接連接光接收機,可以約計光纜長度為0km。根據公式③算出:AK7=0.4×0-3=-3dB,AK8=0.4×0.5-3=-2.8dB;根據公式①則PK7==0.50mw,PK8==0.52mw;再根據公式②計算出K7,K8的數值。K7=PK7/(PK7+PK8)=49.0%,K8=1-K7=51.0%。

    再計算AK5、PK5、AK6、PK6。根據公式③得出AK5=0.4×0.5-3=-2.8dB,則根據公式①則PK5==0.52mw。

    根據公式④,則K6輸出端所需的光功率(dB):AK6=0.5+0.4×1+(-10lgK7)+AK7=0.5+0.4×1+(-10lg49.0%)-3=1dB,根據公式①則PK6==1.26mw。再根據公式②計算出K5,K6的數值。K5=PK5/(PK5+PK6)=0.52/(0.5+1.26)=29.2%,K6=1-K5=70.8%。

    根據公式④,K3輸出端所需光功率(dB):AK3=0.5+0.4×0.8+(-10lgK5)+AK5=0.82+5.35-2.8=3.37(dB),根據公式①則PK3==2.17mw。

再計算K4一路,也是從后向前算,先計算AK20、AK21,根據公式③得出AK20=0.4×0-3=-3dB,Ak21=0.4×1.8-3=-2.28dB。根據公式①則PK20==0.50mw;PK21==0.59mw。根據公式②得出:K20=PK20/(PK20+PK21)=45.9%,K21=1-K20=54.1%。

    同理,根據公式③、公式①分別得出:AK18=-3dB,PK18=0.50mw。

    根據公式④,則K19輸出端所需的光功率(dB):AK19=0.5+0.4×1+(-10lgK20)+AK20=0.9+3.38-3=1.28(dB),則PK19==1.34mw。

    再根據公式②算出:K18=PK18/(PK18+PK19)=0.5/(0.5+1.34)=27.2%,K19=1-K18=72.8%。

    根據公式④算出K12輸出端所需的光功率(dB):AK12=0.5+0.4×3.5+(-10lgK18)+AK18=0.5+0.4×3.5+(-10lg27.2%)-3=4.55dB,根據公式①則PK12==2.85mw。

    K11一路也從后向前算,先計算兩泉莊、杏山莊的分光比。根據公式③、公式①分別得出:AK16=-3dB,PK16=0.50mw,Ak17=0.4×1.5-3=-2.4dB,PK17=0.58mw。根據公式②算出:K16=PK16/(PK16+PK17)=46.3%,K17=1-K16=53.7%。

    根據公式④,則K15輸出端所需的光功率(dB):AK15=0.5+0.4×1+(-10lgK16)+AK16=0.5+0.4×1+(-10lg46.3%)-3=1.24dB,根據公式①則PK15==1.33mw。

    同理,根據公式③、公式①分別得出:AK13=-3dB,Ak14=-2.8dB;PK13=0.50mw,PK14=0.52mw。

    再根據公式②算出:K13=PK13/(PK13+PK14+PK15)=0.5/(0.5+0.52+1.33)=21.3%,K14=PK14/(PK13+PK14+PK15)=0.52/(0.5+0.52+1.33)=22.1%,K15=1-K13-K14=56.6%。

    根據公式④算出K11輸出端所需的光功率(dB):AK11=0.5+0.4×0.8+(-10lgK13)+AK13=0.5+0.4×0.8+(-10lg21.3%)-3=4.54dB,根據公式①則PK11==2.84mw。

    同理,根據公式③、公式①分別得出AK9=-3dB,Ak10=-2.4dB;PK9=0.50mw,PK10=0.58mw。

    根據公式②得出:K9=PK9/(PK9+PK10+PK11+PK12)=0.5/(0.5+0.58+2.84+2.85)=7.4%,K10=PK10/(PK9+PK10+PK11+PK12)=0.52/(0.5+0.58+2.84+2.85)=8.6%,K11=PK11/(PK9+PK10+PK11+PK12)=2.84/(0.5+0.58+2.84+2.85)=41.9%,K12=1-K19-K10-K11=42.1%。
 再根據公式④算出K4輸出端所需的光功率(dB):AK4=0.5+0.4

   


 

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