光工作站的结构及原理

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1、光工作站的结构及原理第四部分   光工作站的结构及原理      传统的CATV广播分配网，随HFC网络的改造，向通信式的双向交互网发展，光纤网络和无源电缆分配网将是HFC网络架构的主导模式。HFC网络的目标就是成为一个能为本地区（城市）提供多种信息业务服务的宽带多媒本通信平台；从目前的HFC网络发展态势看起具有明显的特点：光纤向用户逐步延伸，光接点的服务半径越来越小，双向用户逐渐增多，RF放大器的应用越来越少，光接点以后的网络可靠性得到大幅度提高。随着用户对服务质量要求的提高，光接点最终将是无源分配网络，即不采用RF放大器，只由光接收设备提供高电平信号

2、，覆盖结点周围用户。普通的光接收机将无法再胜任作为光接点接收设备的高要求，为适应这一发展，解决双向用户共享带宽的制约，提高网络服务质量，可升级的通信型光站应运而生，其将是宽带HFC用户接入网的主导设备。         各个生产厂家推出的光工作站的具体结构及功能并不一致，作为光工作站其与光接收机有明显的区别。（1）按功能结构区分。光工作站一般具有多于4个独立的高电平输出端口，每端输出电平一般要求大于110dB，以适应直接用于用户分配，增加覆盖的要求。而光接收机的输出电平一般不高，既使是高电平输出光接收机，其最大输出也一般低于108dB；光工作站具有完备的

3、功能模块（或预留插口），而光接收机由于采用小外壳，功能模块单元相对很小，主要功能仅是实现光电转换，即使有回传发射模块，也相当简单，无法适应未来双向光接点的较高要求。（2）按可靠性区分。光工作站一般都采用高冗余度，通常都对关键的功能模块实现备份，常见的功能备份有如下几种：a、电源备份，通常光工作站可插入两个高效开关电源，在一个电源出现故障时，内部控制单元可自动切换到另一个电源。b、光备份，光备份有光接收备份、光发射备份。光接收备份：光工作站可插入2个以上的光接收功能模块，分别接收不同路由的光信号，当一路出现故障时，控制单元将及时切换到另一路；光发射备份：光

4、工作站可插入2个以上的回传发射模块，组成回传模块热备份。光接收机一般结构简单，不采用模块插接结构，更谈不上功能备份，其可靠性相对较低，（3）按网络应用区分。a、普通光接收机主要用于光接点的主干线传输，作为光接点的前端使用，用户覆盖主要由RF放大器延伸的电缆网完成，故系统指标分配一般为：前端（0.1）：光缆（0.4）：电缆（0.5），光缆部分的指标一般为：C/N＝49dB，CTB＝65dB，OSO＝50dB。因而在工程应用中光接收机一般采用低光功率输入，通常为－2dBm或更低。这样既能保证C/N指标，又能降低工程成本，由于光接收机输出电平相对较低，失真指标

5、得到较好的改善，其后续干线传输可以级联更多的放大器，增加光接点覆盖范围。b.光工作站主要用于直接覆盖用户，因而电缆部分不需要分配指标。故系统指标分配一般为前端（0.1）：光缆（0.7）：用户端接收设备（0.2），光缆部分的指标为：C/N=45.6dB、CTB=56dB、CSO=56dB。也就是说光工作站可以通过提高输出电平来增加覆盖。因而在工程应用中，光工作站都实行高光功率输入，一般为0～＋1dBm之间，与一般的光接收机相比，其RF输出电平可增加7~8dBuv，一个端口的输出电平理论上相当于3台一般光接收机的覆盖能力（此处的一般光接收机是指输出电平较低，

6、<100dBuv直接覆盖用户的情况）。从上面的比较可以看出，光工作站一般采用超大铸铝外壳，功能完备，采用模块化插接结构，提供高可靠的冗余备份，成本较高，价格不菲。         光工作站的结构。       早期的光工作站一般为国外公司设计生产，近几年来国内的一些厂家通过消化吸收进口光工作站，纷纷推出了自主知识产权的光工作站，由于受外壳铸模的限制，几乎清一色采用一种铸铝外壳，在产品特色上大打折扣，由于结构单一，各功能模块的配置也差不多，下图为最常见的光工作站的结构。       该光工作站采用电源模块、下行光接收模块、上行光发射模块双备份结构，同时省掉

7、了自动增益控制单元电路。其信号流程如下：下行光接收模块将入射的主通道光功率转换成电信号，经过低噪声放大后进入主备匹配电路，经阻抗匹配的电信号进入前置放大单元电路，该电路包含一到二级放大模块，另设有检测单元及增益、均衡控制（控制四个端口的输出参数）；经过前置放大的信号经过一四分配器分成回路，每路都设有增益、均衡及频响校正单元电路，最后经高线性功率倍增放大模块放大，经双向滤波器滤波独立输出，每个端口都是独立功率倍增放大。每路回传信号由双向滤波器滤出，经过增益、均衡单元的调整后四路混合，同时如果本地有RF及数据信号也可与之混合，混合的回传信号经过功率放大后分成

8、2路，分别也入主备回传发射单元模块。（1）下行主、备光通道切换，以提高HFC网络