铒钇超大功率光放大技术与研究.doc

1、.铒 钇 超 大 功 率 光 放 大 技 术 （ ErYbDFA） 在 NGB 网 络构 建 中 的 应 用四 川 蓝 网 数 讯 科 技 有 限 公 司 李 万 成一 、 前 言下 一 代 广 播 电 视 网 -NGB 是 以 有 线 电 视 数 字 化 和 移 动 多 媒 体 广 播 电 视（ CMMB） 的 成 果 为 基 础 ， 以 自 主 创 新 的 “高 性 能 宽 带 信 息 网 ”核 心 技 术 为 支撑 ， 构 建 的 适 合 我 国 国 情 的 、 “三 网 融 合 ”的 、 有 线 无 线 相 结 合 的 、 全 程 全 网 的下 一 代 广 播 电 视 网 络 。为 此

2、 ， 广 电 总 局 科 技 司 在 09 年 颁 布 了 一 个 面 向 下 一 代 广 播 电 视 网（ NGB） 电 缆 接 入 技 术 （ EoC） 需 求 白 皮 书 。 在 白 皮 书 中 建 议 ： 下 一 代 广播 电 视 网 （ NGB） 要 面 向 未 来 五 到 十 年 ， 每 个 光 节 点 覆 盖 用 户 不 要 多 于 200户 ， 并 逐 步 向 50 户 或 20 户 过 渡 。 网 络 结 构 的 实 质 就 是 FTTB（ 光 纤 到 大 楼 ） ，使 每 个 光 节 点 覆 盖 用 户 小 于 50 户 。因 而 ， NGB 网 络 与 传 统 的 FTT

3、N（ 光 纤 到 节 点 ， 每 节 点 500-200 户 ） 有了 两 个 显 著 的 不 同 ：1） NGB 网 络 需 要 的 光 节 点 成 倍 增 加 ， 需 要 更 大 量 的 光 功 率 来 覆 盖 ，传 统 的 1310nm 光 发 送 机 或 EDFA1550nm 光 纤 放 大 器 性 能 价 格 比较 低 ， 显 得 难 以 适 应 。由 于 NGB 网 络 光 节 点 规 模 都 较 小 ， 基 本 上 是 1 栋 楼 设 置 1 个 光 节 点 （ 主要 是 EPON EoC IP 数 据 平 台 的 要 求 ） 。 这 样 ， 一 个 一 般 规 模 的 网 络

4、就 需 要 用 巨量 的 光 功 率 才 能 加 以 覆 盖 。比 如 ， 1 个 20 万 户 的 城 市 网 络 ： 1 个 分 前 端 按 3-5 万 户 计 算 ， 5km 半 径 ，每 50 户 1 个 光 节 点 ， 约 有 600-1000 个 光 节 点 。如 果 采 用 1310nm 光 发 送 技 术 ， 大 概 需 要 100-166 台 10mw 的 1310nm光 发 送 机 ， 不 仅 成 本 高 ， 维 护 困 难 ， 电 源 的 UPS 备 份 都 很 复 杂 ， 而 且 ， 还 要占 用 机 房 大 量 的 空 间 ， 即 使 采 用 模 块 式 的 光 平

5、台 ， 3U 机 框 10 个 功 能 块 ， 也.要 10-17 个 机 框 ， 至 少 3-4 个 大 几 架 ， 同 时 还 伴 随 大 量 的 电 缆 布 线 。即 使 采 用 EDFA 光 纤 放 大 技 术 ， 也 需 要 有 10-16 台 20dBm 光 纤 放 大 器 ，如 图 1 所 示 。 1 台 20dBm 光 纤 放 大 器 覆 盖 64 个 光 节 点 或 大 楼 ， 使 每 台EDFA 与 2 台 OLT 相 匹 配 。 每 光 节 点 接 收 光 功 率 预 算 为 0-3dBm 。图 1 NGB 网 络 光 功 率 的 分 配 模 型同 样 ， 要 占 用 1

6、-2 个 大 机 架 ， 耗 费 机 房 大 量 空 间 ， 资 金 投 入 也 较 大 。2） NGB 网 络 可 靠 性 与 单 一 广 播 式 的 HFC 网 络 相 比 较 ， 要 求 更 高 ，对 于 一 个 全 业 务 的 NGB 网 络 而 言 ， 关 键 设 备 的 1 1 热 备 份 是至 关 重 要 的 。 必 须 实 现 1 1 的 热 备 份 ， 才 能 确 保 NGB 网 络 的可 用 性 。因 为 下 一 代 广 播 电 视 网 络 NGB 的 内 涵 和 实 质 是 一 种 能 以 支 撑 大 量 互 动 电 视视 频 流 为 基 础 的 语 音 、 数 据 与

7、视 频 三 网 融 合 的 宽 带 综 合 业 务 双 向 网 。 相 对 于 传 统 的有 线 电 视 网 ， NGB 网 络 是 双 向 网 络 ， 支 持 双 向 互 动 业 务 ， 实 现 语 音 、 数 据 和 视 频的 双 向 传 输 。 在 下 行 通 道 中 有 大 量 的 VOD 点 播 业 务 ， 因 此 ， 需 要 极 大 地 提 高网 络 下 行 通 道 的 可 靠 性 。在 一 个 机 房 中 ， 传 统 的 16 台 EDFA 是 无 法 作 1 1 的 热 备 份 。 只 能 采 取N 1 冷 备 份 ， 即 16 台 EDFA， 用 1 台 来 备 份 。 只

8、要 有 1 台 EDFA 工 作 不 正常 ， 就 会 影 响 64 个 光 节 点 ， 近 3200 个 用 户 ， 而 且 更 换 时 间 过 长 ， VOD 业 务会 中 断 ， 不 太 适 应 NGB 网 络 高 可 靠 性 的 要 求 。基 于 上 述 的 考 虑 ， 本 文 提 出 了 用 1550nm 铒 钇 超 大 功 率 光 放 大 技 术（ ErYbDFA） 来 构 建 NGB 网 络 ， 一 方 面 能 大 量 减 少 设 备 数 量 ， 减 少 投 入 ， 具 备最 佳 的 性 能 价 格 比 ， 同 时 能 节 省 机 房 空 间 ， 有 效 保 护 珍 贵 的 机

9、房 资 源 ； 另 一 方 面 ，184818ONU小 区链 路 损 耗 20.5-21dB， 接 收 光 功 率 -0.5dBm。加 入 WDM后 ， 接 收 光 功 率 为 -1.5dBm。FTTB楼 宇 型 光 接 收 机.能 实 现 EYDFA 光 放 大 器 的 1+1 热 备 份 ， 实 现 关 键 设 备 的 全 保 护 ， 确 保 NGB网 络 的 可 靠 性 和 可 用 性 。本 文 分 为 三 大 部 分 ， 第 一 部 分 为 1550nm 光 纤 放 大 技 术 的 选 择 ， 分 析 比 较EDFA 和 EYDFA 光 纤 放 大 技 术 的 性 能 ， 第 二 部

10、分 为 EYDFA 铒 钇 超 大 功 率 光放 大 器 的 工 作 原 理 ， 着 重 分 析 EYDFA 的 两 个 关 键 技 术 和 器 件 的 特 性 ： 包 层Pump 源 和 双 包 层 掺 杂 光 纤 。 第 三 部 分 为 在 EYDFA 光 放 大 器 系 统 中 如 何 实 现VOD 视 频 流 的 插 播 ， 给 出 了 一 种 OverLay 插 播 的 解 决 方 案 。 第 四 部 分 为 结 束语 。二 、 1550nm 光 纤 放 大 技 术 的 选 择EDFA 通 常 采 用 单 包 层 、 单 模 的 掺 铒 光 纤 EDF 光 纤 ， 对 泵 浦 源 的

11、 激 光 模 式要 求 较 高 ， 导 致 泵 浦 耦 合 效 率 低 ， 为 了 提 高 输 出 光 功 率 ， 可 增 加 掺 杂 Er3 十浓 度 。 但 随 着 Er3+浓 度 的 提 高 ， Er3+发 生 聚 集 ， 会 引 发 浓 度 猝 灭 效 应 ， 直 接 影响 掺 铒 光 纤 放 大 器 的 泵 浦 转 换 效 率 和 增 益 的 提 高 。 而 不 断 发 展 的 NGB 网 络系 统 对 掺 铒 光 纤 放 大 器 的 性 能 提 出 了 更 高 的 要 求 ， 包 括 高 饱 和 输 出 功 率 (33 dBm， 2000mw)、 低 噪 声 系 数 (NF30nm

12、)、 平 坦 的增 益 谱 (增 益 平 坦 度 2 dB)等 。 显 然 ， 标 准 的 EDFA 远 远 不 能 满 足 。而 大 规 模 用 于 FTTH 的 双 包 层 Er3+ Yb3+共 掺 光 纤 放 大 器 (EYDFA)比 传统 的 EDFA 有 更 优 良 的 特 性 。 以 双 包 层 光 纤 为 基 础 的 包 层 泵 浦 技 术 使 能 量 转 换 效率 提 高 到 一 个 新 的 水 平 ， 泵 浦 耦 合 效 率 可 达 84%， 降 低 了 对 泵 浦 光 模 式 的 要求 。 另 外 ， Yb3+共 掺 人 掺 铒 光 纤 中 不 但 有 效 抑 制 了 高

13、Er3+浓 度 引 起 的 浓 度 猝灭 效 应 ， 提 高 了 泵 浦 效 率 ， 而 且 使 铒 镱 共 掺 光 纤 的 吸 收 谱 大 大 加 宽(800 1100m)。 实 验 表 明 ， EYDFA 具 有 优 良 的 噪 声 特 性 和 增 益 平 坦 特 性 ，如 图 2-4 所 示 。.图 2 EYDFA 光 谱 特 性图 3 EYDFA 吸 收 峰 分 布 图图 4 EYDFA 频 谱 增 益 特 性与 EDFA 不 同 ， 铒 钇 超 大 功 率 1550 光 纤 放 大 器 的 输 出 功 率 可 以 高 达6W（ 6000mw） ， 普 遍 商 用 的 是 2W（ 20

14、00mw） 。 即 1 台 33dBm（ 2000mw） 的 铒 钇 掺 杂 光 纤 放 大 器 （ YbErDFA） 相 当 于 16 台 20dBm（ 1600mw） 的 EDFA。 如 图 5 所 示 。.VS图 5 铒 钇 （ YbEr） 光 放 与 EDFA 的 比 较如 图 6 所 示 ， 光 分 路 器 的 每 个 端 口 的 输 出 光 功 率 都 为 100mw（ 20dBm） 。PON-3x16光开关2W 2W 116EDFAYbErDFA图 6 YbErDFA 光 纤 放 大 器 的 1 1 热 备 份1550nm ErYb 光 纤 放 大 技 术 的 优 势 ： 输 出

15、 光 功 率 大 ， 高 达 2000mw， 相 当 于 16 台 20dBm 的 EDFA， 极 大地 节 省 了 成 本 ， 可 降 低 约 一 半 左 右 。 这 样 每 个 分 前 端 仅 仅 需 要 1 台ErYb 光 纤 放 大 器 。 可 实 现 1+1 的 热 备 份 ， 完 成 关 键 设 备 的 全 保 护 ， 确 保 NGB 网 络 的 可 靠铒钇（铒钇（ ErYb）超大功率光纤放大器）超大功率光纤放大器 LA5500 单口输出光功率高达2w（2000mw） 相当于16个20dBm的EDFA的光功率输出 节省机架空间 节省大量设备成本 可以实现设备的1+1备份133dBm

16、（2000mw）1620dBm（1600mw）掺铒光纤放大器掺铒光纤放大器LA5100YbErDFA.性 和 可 用 性 。 不 仅 节 省 了 空 间 ， 而 且 相 应 的 维 护 （ 比 如 电 源 的 UPS 备 份 ） 也 变 得 非常 容 易 。三 、 铒 钇 超 大 功 率 光 放 大 器 的 基 本 原 理 和 结 构铒 钇 超 大 功 率 光 放 大 器 的 结 构 如 图 7 所 示 ， 增 益 光 纤 分 成 两 段 ， 分 别 进 行泵 浦 ， 形 成 双 级 结 构 。 第 一 级 从 -6-+10dBm 输 入 放 大 至 13dBm 以 上 ， 作 为 二级 光

17、放 大 的 驱 动 光 功 率 ， 使 输 出 光 功 率 达 2w 以 上 ， 同 时 使 二 级 放 大 器 的 噪 声影 响 也 非 常 小 。 两 级 间 用 一 隔 离 器 隔 开 ， 抑 制 正 反 向 自 发 辐 射 光 的 放 大 。 放 大 器的 总 噪 声 指 数 由 前 级 放 大 的 噪 声 指 数 决 定 。 这 种 设 计 结 构 同 时 实 现 了 高 增 益 和 低 噪声 。 图 7 铒 钇 超 大 功 率 光 放 大 器 的 结 构 图其 中 最 为 关 键 的 器 件 与 技 术 是 包 层 泵 浦 （ Cladding Pump) 和 双 包 层 光 纤（

18、 Cladding Fiber） 。包 层 泵 浦 （ Cladding Pump)：由 于 Yb 具 有 比 Er 大 的 吸 收 截 面 和 宽 的 吸 收 带 宽 （ 800 1100nm） ， 所 以可 以 在 较 宽 的 波 长 范 围 选 择 合 适 的 泵 浦 源 ， 827nmLD、 1060nm 掺 Nd 光 纤 激光 器 、 1064nm 的 NdYAG 激 光 器 、 980nm 的 激 光 器 和 1480nm 的 泵 浦 源 。 另外 Yb 的 掺 入 使 更 多 的 Er 以 离 子 对 （ Er/Yb） 的 形 式 存 在 ， 有 效 地 抑 制 了 浓 度淬 灭

19、 效 应 ， 提 高 了 光 纤 放 大 器 的 能 量 转 换 效 率 。包 层 泵 浦 源 （ LD 激 光 器 ） 是 一 种 激 光 器 阵 列 ， 排 列 起 来 后 输 出 功 率 达 好 几W。.与 普 通 的 DEF（ 掺 铒 光 纤 ） 配 合 使 用 时 ， 包 层 泵 浦 的 大 部 分 功 率 ， 都 不 能有 效 地 注 入 进 DEF 摻 铒 光 纤 中 ， 因 为 包 层 单 模 的 （ DEF） 的 吸 收 截 面 小 ， 难以 使 大 面 积 发 光 的 包 层 泵 浦 光 耦 合 入 EDF 中 ， 实 现 能 量 的 转 换 。 如 图 所 示 。双 包

20、层 掺 杂 光 纤 （ Cladding Fiber）双 包 层 Er/Yb 共 掺 光 纤 具 有 双 包 层 结 构 ， 如 图 9-10 所 示 ， 由 两 个 包 层 与纤 芯 组 成 。 内 包 层 作 为 泵 浦 光 波 导 ， 其 横 向 尺 寸 和 数 值 孔 径 远 大 于 纤 芯（ 90um： 5um） 。.大 孔 径 的 内 包 层 能 使 大 面 积 发 光 的 包 层 泵 浦 光 能 直 接 耦 合 入 内 包 层 中 ， 泵 浦 光在 内 包 层 和 外 包 层 的 界 面 上 来 回 反 射 ， 反 复 穿 越 纤 芯 ， 激 活 增 益 光 纤 ， 使 纤 芯

21、中 传输 的 信 号 不 断 放 大 。这 种 具 有 双 包 层 结 构 的 增 益 光 纤 的 内 包 层 界 面 形 状 对 泵 浦 吸 收 效 率 具 有 很 大 的影 响 。 内 包 层 形 状 为 圆 界 面 的 双 包 层 光 纤 对 泵 浦 光 吸 收 效 率 非 常 低 ， 而 D 形和 矩 形 双 包 层 光 纤 对 泵 浦 光 的 吸 收 效 率 则 较 高 。 目 前 ， 双 包 层 Er/Yb 共 掺 光纤 内 包 层 横 界 面 一 般 采 用 矩 形 、 正 六 边 形 或 梅 花 形 。四 、 1550nm 铒 钇 超 大 功 率 光 放 大 系 统 中 VOD

22、 视 频 并 发 流 的 插 播 技术 解 决 方 案如 图 12 所 示 ， 为 1550nm 铒 钇 超 大 功 率 光 放 大 器 的 一 种 典 型 应 用 。首 先 ， 下 行 广 播 系 统 （ Broadcast） 的 构 建 ：（ 1） 从 总 前 端 经 环 网 的 两 条 不 同 路 由 的 光 功 率 分 别 驱 动 分 前 端 中 的 2 台超 大 光 功 率 的 EYDFA。 每 台 EYDFA 分 别 输 入 到 一 个 超 大 光 率 的 光 开 关 中 ，其 中 切 出 一 路 2w 的 光 功 率 （ 另 一 路 作 备 份 ） 至 1 个 16x16 的 光

23、 分 路 器 ， 输 出16 路 20dBm（ 100mw） 的 光 功 率 ， 构 成 了 一 个 全 保 护 的 1550nm 光 网 。（ 2） 每 20dBm 口 再 分 别 连 接 1 个 8x8 的 光 分 路 器 进 行 光 功 率 的 分 配 ， 其每 路 光 功 率 经 0-5km 的 光 缆 连 接 到 小 区 的 1 个 1x8 的 光 分 路 器 中 ， 每 路 分 别连 接 8 栋 楼 宇 ， 完 成 了 FTTB 的 构 建 。（ 3） 16x16 的 光 分 路 器 的 每 分 光 口 输 出 的 光 功 率 （ 相 当 于 1 台 20dBm的 EDFA） 最

24、好 覆 盖 64 个 光 节 点 或 大 楼 （ 约 3200 户 ） ， 每 光 节 点 接 收 光 功 率预 算 在 0-3dBm 之 间 。 之 所 以 使 16x16 光 分 路 器 的 每 个 端 口 覆 盖 2n（ 64）个 光 节 点 ， 主 要 是 为 了 能 与 EPON 的 1-2 台 OLT 相 匹 配 ， 每 台 OLT 能 接 入32 或 64 个 CNU。.可 见 ， 采 用 铒 钇 超 大 功 率 放 大 技 术 ， 每 个 分 前 端 只 需 要 1 台 EYDFA（ 另1 台 为 备 份 ） ， 可 提 供 16 个 20dBm， 覆 盖 1024 个 光 节

25、 点 ， 约 51200 户 。 分前 端 变 得 非 常 简 洁 。在 实 际 应 用 中 ， 一 开 始 光 节 点 较 少 时 ， 或 许 只 需 用 到 几 个 20dBm 口 ， 此时 ， 可 以 暂 时 不 购 置 备 份 的 EYDFA， 以 节 省 前 期 投 入 。 当 20dBm 口 使 用 量超 过 8 个 以 上 时 ， 或 有 双 向 互 动 VOD 业 务 时 ， 一 定 要 1+1 热 备 份 ， 提 高 和 确保 网 络 的 可 靠 性 和 可 用 性 。图 12 用 1550nm 铒 钇 超 大 功 率 光 放 大 技 术 （ ErYbDFA） 构 建 NGB

26、 网 络 的 新 型 构 造其 次 ， 下 行 非 均 匀 精 准 插 播 系 统 （ Narrowcast） 的 构 建 ：下 行 插 播 （ Narrowcast） 系 统 及 其 技 术 是 1550nm 光 纤 放 大 技 术 构 建FTTB， 实 现 VOD 视 频 点 播 的 关 键 和 支 撑 基 础 。 在 这 里 给 出 了 一 种 能 实 现 非均 匀 的 插 播 系 统 ， 能 够 完 全 依 据 每 个 片 区 VOD 视 频 并 发 流 的 实 际 需 求 量 予 以插 播 ， 同 时 又 能 充 分 利 用 已 有 的 设 备 ， 比 如 1310nm 正 向 光

27、发 送 机 、EDFA1550nm 光 纤 放 大 器 实 现 插 播 。传 统 的 1310nm 光 发 送 机 模 式 必 须 固 定 、 均 匀 地 插 播 的 局 限 ， 即 每 台 光 发送 机 均 匀 地 覆 盖 固 定 的 几 个 光 节 点 ， 使 每 台 边 缘 QAM 调 制 器 也 只 能 与 这 台光 发 送 机 一 一 对 应 地 对 这 几 个 光 节 点 进 行 插 播 ， 而 不 能 够 依 据 这 几 个 光 节 点 的实 际 点 播 的 或 所 需 的 并 发 流 实 现 精 准 的 插 播 。 而 不 精 准 的 插 播 就 会 使 一 些 边缘 QAM

28、调 制 器 提 供 的 并 发 流 过 多 ， 而 另 一 些 则 不 够 ， 不 能 很 好 地 满 足 用 户 的 需 求 。8EDFA6450 25,60户 /640个 并 发 流 ， 开 通 覆 盖 率 10%直 调 式直 调 式150TX边 缘边 缘 QAM调 制 器调 制 器 EDFA 2dBm 18 ONU小 区 FTB楼 宇 型 光 接 收 机1840%的 并 发 接 入 率 ： 开 通 率 10%PON-3x163dB(2W)直 调 式直 调 式150TX边 缘边 缘 QAM调 制 器调 制 器直 调 式直 调 式130TX边 缘边 缘 QAM调 制 器调 制 器 1直 调

29、式直 调 式130TX直 调 式直 调 式150TX边 缘边 缘 QAM调 制 器调 制 器直 调 式直 调 式150TX20 的 并 发 接 入 率 ： 开 通 覆 盖 率 80%Overlay非 均 匀 插 播 系 统光开关 1 1 户 个 并 发 流 ， 开 通 覆 盖 率直 调 式直 调 式边 缘边 缘调 制 器调 制 器 小 区 楼 宇 型 光 接 收 机的 并 发 接 入 率 ： 开 通 率直 调 式直 调 式边 缘边 缘调 制 器调 制 器直 调 式直 调 式边 缘边 缘调 制 器调 制 器 直 调 式直 调 式直 调 式直 调 式边 缘边 缘调 制 器调 制 器直 调 式直 调

30、 式 的 并 发 接 入 率 ： 开 通 覆 盖 率非 均 匀 插 播 系 统光开关.因 而 ， 在 1310nm 光 发 送 机 模 式 中 ， 每 台 正 向 光 发 送 机 要 覆 盖 多 少 光 节 点 ，多 少 用 户 ， 提 供 多 少 并 发 流 为 最 佳 ， 在 初 始 设 计 或 规 划 时 ， 是 非 常 难 以 确 定的 。 而 采 用 NxN 光 分 路 器 的 插 播 系 统 就 能 有 效 地 解 决 这 个 问 题 。如 图 所 示 ， 16x16 的 光 分 路 器 有 16 个 输 出 口 和 14 个 输 入 口 ， 其 中 有 2个 A 级 输 入 口

31、， 能 被 分 配 至 16 个 输 出 口 ， 2 个 B 级 输 入 口 分 别 分 配 至 8 个输 出 口 ， 4 个 C 级 输 入 口 分 别 至 4 个 输 出 口 ， 8 个 D 级 输 入 口 分 别 至 2 个 输出 口 ， 而 每 个 输 出 端 口 输 出 20dBm， 连 接 到 一 个 8x8 光 分 路 器 的 1 个 A 级 输入 口 ， 从 8 路 输 出 覆 盖 64 个 光 节 点 。 利 用 这 种 16x16 和 8x8 的 多 输 入 的 光 分路 器 就 能 非 常 方 便 地 实 现 非 均 匀 的 、 能 分 步 实 施 的 精 准 插 播 ：

32、（ 1） 如 图 所 示 ， 在 1 个 8x8 的 另 一 个 A 级 输 入 口 上 连 1 台 10mw的 1550nm 或 1310nm 光 发 送 机 就 能 将 1 台 边 缘 QAM 调 制 器的 所 有 4x16 个 频 点 的 640 套 SDTV 或 128 套 HDTV 并 发 流（ 窄 播 信 号 ） 与 广 播 光 信 号 一 起 混 入 进 下 行 通 道 ， 覆 盖 64 个光 节 点 ， 3200 个 用 户 ， 开 通 覆 盖 率 可 达 80%， 并 发 接 入 率 为20%。（ 2） 如 果 要 进 一 步 提 高 并 发 接 入 率 至 40%， 可 在

33、 8x8 光 分 路 器 的2 个 B 级 输 入 上 接 2 台 光 发 送 机 和 边 缘 QAM 调 制 器 。 1 台 边缘 QAM 调 制 器 覆 盖 32 个 光 节 点 ， 1600 户 ； 当 分 别 接 至 4 个C 级 输 入 口 时 ， 1 台 边 缘 QAM 调 制 器 只 覆 盖 16 个 光 节 点 ，800 户 ， 并 发 接 入 率 达 80%。（ 3） 如 图 进 一 步 显 示 ， 当 1 台 边 缘 QAM 调 制 器 的 频 点 数 因 广 播 频 道数 制 约 时 ， 不 能 达 到 满 频 点 插 播 时 ， 可 用 2 台 边 缘 QAM 调 制器

34、 的 2x16 个 频 点 (320 个 SDTV 或 64 个 HDTV 并 发 流 )分 别 连至 2 台 1310 或 1550nm 的 光 发 送 机 ， 与 8x8 光 分 路 器 的 C 级输 入 口 相 接 ， 覆 盖 16 个 光 节 点 ， 800 户 ， 并 发 接 入 率 达40%。（ 4） 如 果 某 些 片 区 点 播 率 不 高 （ 比 如 一 开 始 时 ， 实 际 的 点 播 用 户 较少 ） ， 则 可 以 充 分 利 用 已 有 的 EDFA 光 放 大 器 ， 实 现 大 范 围 的VOD 的 开 通 覆 盖 。 如 图 所 示 ， 给 出 1 台 20-

35、22dBm 的 EDFA与 1 台 1550nm 光 发 送 机 相 结 合 ， 连 接 至 16x16 光 分 路 器 的 1.个 B 级 输 入 口 （ 对 应 8 个 输 出 口 ， 每 口 覆 盖 64 个 光 节 点 ） ，覆 盖 512 个 光 节 点 ， 25600 户 （ 此 时 ， 1 个 分 前 端 只 需 要 2 台EDFA， 就 能 全 部 涵 盖 ） ， 开 通 覆 盖 率 为 10%。最 后 ， 是 并 发 流 的 预 算 ：1 台 边 缘 QAM 调 制 器 的 1 个 8MHz 频 点 可 传 送 10 个 SDTV 标 清 并发 流 (3Mbps,64QAM

36、调 制 )或 2 套 HDTV 高 清 电 视 节 目 （ 25Mbps） 。1 台 边 缘 QAM 调 制 器 一 般 有 64 个 频 点 ， 共 640 个 SDTV 并 发 流 或128HDTV 并 发 流 。按 1： 4 的 收 敛 率 计 算 ， 1 台 边 缘 QAM 调 制 器 可 支 持 2560 户 的 接入 开 通 ， 如 图 所 示 ：与 1 口 20dBm 匹 配 ， 覆 盖 64 个 光 节 点 时 （ 5064 3200） ， 接 入 率为 80 。与 4 口 20dBm 匹 配 ， 覆 盖 464 个 光 节 点 （ 50644 12800） ，接 入 率 为

37、20 的 接 入 率 。与 8 口 20dBm 匹 配 ， 覆 盖 864 个 光 节 点 （ 50648 25600） ，接 入 率 为 10 的 接 入 率 。综 上 所 述 ， 采 用 NxN 普 通 光 分 路 器 及 其 组 合 实 现 VOD 视 频 流 或CMTS 数 据 流 的 下 行 插 播 非 常 灵 活 、 方 便 ， 能 完 全 根 据 网 络 运 营 的 实 际 状 况 ，针 对 性 地 对 各 小 区 实 现 精 准 插 播 。 而 不 需 要 象 1310nm 那 样 在 设 计 或 建 网之 初 去 确 定 并 发 流 的 插 播 。 同 时 ， 这 种 插 播

38、 方 式 能 完 全 使 用 “旧 ”的 已有 1310nm 光 发 送 机 和 EDFA 光 放 大 器 ， 能 非 常 有 效 地 保 护 原 有 投 资 。五 、 结 束 语本 文 提 出 了 用 1550nm 铒 钇 超 大 功 率 光 放 大 技 术 （ ErYbDFA） 来 构 建NGB 网 络 的 新 型 构 造 ， 一 方 面 能 大 量 减 少 设 备 数 量 ， 减 少 投 入 ， 具 备 最 佳 的 性 能价 格 比 ， 同 时 能 节 省 机 房 空 间 ， 有 效 保 护 珍 贵 的 机 房 资 源 ； 另 一 方 面 ， 能 实 现EYDFA 光 放 大 器 的 1

39、+1 热 备 份 ， 实 现 关 键 设 备 的 全 保 护 ， 确 保 NGB 网 络 的可 靠 性 和 可 用 性 。在 NGB 网 络 的 新 型 构 造 中 ， 在 分 前 端 ， 只 需 要 选 定 好 下 行 广 播 信 号 的 光 功.率 覆 盖 即 可 ， 即 用 1 台 超 大 功 率 的 EYDFA 分 出 8-16 口 （ 每 口 相 当 于 1 台 大功 率 的 EDFA） 实 现 光 功 率 的 覆 盖 ， 另 一 台 可 为 备 份 。 而 VOD 点 播 业 务 的 发展 则 可 根 据 网 络 的 发 展 ， 再 适 时 地 利 用 “旧 ”有 设 备 （ 13

40、10nm 光 发 送 机 和EDFA 光 放 大 器 ） 混 入 下 行 窄 播 视 频 并 发 流 ， 实 现 VOD 的 业 务 ， 不 需 要 过 早添 置 设 备 ， 从 而 有 效 地 保 护 原 有 投 资 。 而 关 键 器 件 就 是 1310/1550nm 双 窗 口的 NxN 的 光 分 路 器 。采 用 NxN 普 通 光 分 路 器 及 其 组 合 实 现 VOD 视 频 流 或 CMTS 数 据 流 的 下行 插 播 非 常 灵 活 、 方 便 ， 能 完 全 根 据 网 络 运 营 的 实 际 状 况 ， 针 对 性 地 对 各 小 区 实 现精 准 插 播 。六 、 参 考 文 献 1 面 向 下 一 代 广 播 电 视 网 （ NGB） 的 城 域 网 络 建 设 与 改 造 2 1550 Video Overlay the new“Old Reliable” 3 双 包 层 Er3+ Yb3+共 掺 光 纤 4 全 光 纤 高 功 率 Er Yb 共 掺 双 包 层 光 纤 放 大 器