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CATV 光链路传输系统 C/N 指标的分析和计算 冯传岗 本文作者冯传岗先生，江苏省泰州市广播电视局(台)科技处处长。 关键词：RIN 散粒噪声 热噪声 调制系数 C/N 日前，国内外 CATV 光链路传输，均采用 AM 光纤传输系统，其技术指标与同轴电缆传输系统的 技术指标基本一样，也有 C/N、复合二次差拍(Composite Second Order Beat，组合 CSO)和复合三次差 拍(Composite Triple Beat，CTB) 。这三大指标在CATV 光链路 AM 光纤传输系统中，与许多因素有关。 本文就如何防范 CATV 光链路传输系统的噪声积累、提高系统 C/N 指标，进行了分析和计算。 一 直接强度调制是 CATV 光链路传输系统噪声的主要来源 在 CATV 光链路传输系统中，任何组成部分都可能产生噪声，并在信号传输的过程中逐步叠加， 致使系统 C/N 指标下降。目前典型的 AM 光纤传输系统主要由 AM 光发射机、传输光纤、光接收机和 各类连接器所组成，如图 1 所示，大量的实践证明，其传输链路中的噪声主要来源于以下几个方面： (1)光发射机中分布反馈式(Distributed Feed Back ，DFB)激光器光强度的涨落，即相对强度噪声 (Relative Intensity Noise，RIN) ； (2) 由光纤链路中活接头(光纤连接器) 、死接头( 固定连接点) 、光纤耦合端面产生反射光以及光纤内 部缺陷多次反射(瑞利散射)进入激光器腔内引起的干涉强度噪声； (3)光接收机中光检测二极管产生的量子噪声； (4)光接收机中光探测器后的前置放大器产生的热噪声。 这些噪声在不同的条件和环境中对光纤传输链路产生不同程度的影响。 a. 光发射机中的 RIN 是决定 AM 光纤传输系统 C/N 的一个最重要的因素 光发射机中的 RIN 是 DFB 激光器固有的噪声，是由激光腔中光子数的随机起伏而引起的。在 AM 光纤系统中，RIN 是随着激光器的偏置不同而变化的。在阈值附近，RIN 达到最大，随着偏置增加，即 激光器输出功率增加，RIN 逐渐下降。RIN 和激光器的工作频率亦有关系，一般在低频时较小，而在高 频时 RIN 则明显增加。 典型 DFB 激光器的 RIN ≤-155dB/Hz 。 b. 光纤链路中的反射光进入激光器的腔内产生附加的光子起伏，使激光器的 RIN 严重恶化 除了 DFB 激光器固有的 RIN 外，还有由于光纤链路中的反射光进入激光器的腔内产生附加的光子 起伏，使激光器的 RIN 严重恶化，可使 RIN 增加 10~ 15dB。 光纤链路中的反射光来源许多点，包括：光纤链路中活接头(光纤连接器) 、死接头( 固定连接点) 、 光纤中的不均匀处(引起瑞利散射)和光纤耦合端面不良等等，这些都是使 RIN 恶化的因素。近年来，由 于光纤制造工艺的不断完善，瑞利散射的影响已经很小。 在具体的工程施工中，光纤的活动连接如果用低反射的自动相位控制(Automatic Phase Control，APC) 型连接器，其反向损耗可达 60dB，因此它的影响不会很大；若采用高档自动熔接机形成的固定光纤接 头，反射会更小。正确设计 DFB 激光器与光纤端面的耦合(如采用锥体形状) ，耦合的反射损耗可大于 60dB 。 实践证明，如能注意到上述几个因素，反射光的影响可以忽略。 c. 放大器输入负载电阻的噪声是放大器热噪声的主要分量 光接收机中光检测二极管在光照射下，产生光电流。由于输入光的量子离散性和产生光电子的随 机性，经光电变换产生噪声常称之为散粒噪声。 在光接收机中，由光检测二极管所转换的光电流须经光探测器中前置放大器进一步放大，以满足 后级放大的要求。放大器输入负载电阻的噪声为放大器热噪声的主要分量。 因此，对于实际的光纤通讯系统，主要的噪声有三项，即激光器的 RIN 、探测器的散粒噪声和放 大器的热噪声。 二 直接调制 AM 光纤传输系统的 C/N 综上所述，直接调制 AM 光纤传输系统的总噪声，是由激光器的 RIN 、探测器的散粒噪声和放大 器的热噪声叠加形成的。而信号和接收光功率、探测器的响应度和调制系数有关，总