光纤CATV副载波调制传输网络技术
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摘要：早在七十年代中期，当光纤通信系统刚投入实用化试验的时候，采用光纤系统传输电视信号的研究已经开始了。限于当时整个光电子零件---光发射和光接收器件和光纤的技术水平，传输电视信号的光纤传输实验系统只是一个雏形的验证系统，证明了用光纤来传输电视信号不但可行，同时还带来一系列优于同轴电缆的优点。到九十年代初期才正式使用了副载波调制频分复用的光纤系统。文章详细介绍了副载波调制catv光纤传输技术。
关键词：光纤CATV 副载波 传输技术
中图分类号：TN943.6 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）03-0023-01
在CATV系统中将多个残留边带调幅（AM-VSB）的电视信号对大功率，超线性的DFB-LD进行调制，就构成副载波调制的电视信号光纤传输系统，也是目前广泛应用于CATV干线网的光纤系统。这一系统的关键是大功率，超线性的分布反馈（DFB）半导体激光二极管（LD）的开发成功，并大规模生产的结果。AM-VSB副载波调制电视信号光纤传输系统工作原理方框图，如图1所示。
它对光进行强度调制的是多个射频副载波，光接收机输出的电信号也是多个射频副载波信号，这些射频副载波信号与CATV同轴电缆分配系统完全匹配，从而就构成了干线是光纤，分配网是同轴电缆的光纤-同轴混合（HFC）结构的CATV系统。这种系统目前已成为我国CATV网的主流系统。
2 光发射机
2.1 光发射机的基本组成及功能
基本组成：（1）射频信号的放大与处理电路；（2）导频电路；（3）半导体激光器功能块（驱动电路，APC，ATC）；（4）发射机状态监控电路；调制方式：副载波光传输系统，调制指对副载波的调制。
作用：将多信道混合的宽带射频信号以强度调制的方式调制到光载波上，并耦合进单模光纤中的传输。
2.2 光发射机工作原理
光发射机的核心部件是DFB-LD功能模块，该模块包括CSO和CTB预失真电路，激光器致冷器的温度控制电路（ATC），输出光功率稳定的自动光功率控制电路，施加到激光器上的直流偏置电源的缓动电路和保护电路，激光器温度和输出光功率告警和监测电路。
3 光接收机
3.1 光接收机的基本组成及功能
基本组成：（1）光电转换（PN）；（2）射频信号的处理与放大（包括AGC电路）；（3）接收状态监控。
状态监控：（1）接收光功率；（2）AGC电路控制电压；（3）输出RF电平；（4）系统的供电情况。
作用：将光信号转变成多信道复用的宽带射频信号。
3.2 光接收机工作原理
光接收机基本上是由光检测器加上干线放大器构成。但是，直接将一般的光检测器与干线放大器的第一级RF放大器相连，由于光检测器高的输出阻抗与RF放大器低的输入阻抗（75Ω）严重地失配，将导致光接收机输出载噪比劣化到不可接收的程度。因此，专为CATV光接收机设计生产的光检测器中，已经安装了无源的阻抗匹配器。如：2609B光检测器。光接收机必须采用这类光检测器，否则还得在光检测器与RF放电器之间宽带阻抗匹配电路。
4 上行光发射机和光接收机
在光纤链路的光节点，将同轴电缆反向传来的上行射频信号变换为光信号，再通过上行光纤器传到有线电视前端，完成这一电光变换的设备就是上行光发射机。上行光发射机一般与下行光接收机安装在同一机壳内，用高通和低通双向滤波器将同轴网的上下行信号分开。上行光发射机的基本构成与下行光发射机没有本质的不同。但是，由于上行的带宽远小于下行信道带宽，因此上行光发射机对激光器的要求比下行光发射机对激光器的要求要宽松得多。通常采用无致冷半导体激光二极管，当上行带宽在5-40MHZ时，可采用FP型LD。对于要进行多功能应用的CATV网络，由于交互通信要求带宽更宽，应用5-200MHZ的DFB-LD作为上行发射机的光源，以改善侵入噪声的影响。与上行光发射机相对应的上行光接收机相对简单，上行光接收机安置在有线电视前端机房。
5 结语
整个网络同轴干线部分有多达几十个干线放大器。这种CATV网络已有几十年的历史，它已从最早300MHZ系统发展至如今的550MHZ系统，技术和设备已相当成熟，是90年代以前的CATV网的主流。90年代以后，由于半导体激光器的进步发展，进而生产出能传输多达80个以上及更多电视频道的光发射机和光接收机。从而造就了CATV网络的一次革命，即CATV网络中的同轴电缆干线被光缆干线所取代，出现了光纤/同轴混合的CATV网络。