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光放大器联级时对系统指标的影响

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yxx221303 发表于 2015-12-3 15:46:48 | 显示全部楼层 |阅读模式
飞宇光电光纤系统
综合了林老给的相关资料,提高不少,最近遇到一个问题:
我们都知道模拟信号是连续的,数字信号是离散的,
一、那么模拟信号和数字信号调制成光信号的时候本质有区别没?
二、在进行光放大器多级联用时对两种信号系统指标影响有区别没,区别在哪里?
三、EDFA在放大模拟电视信号时,为确保系统载噪比,EDFA的输入光功率不宜过低应在+3左右,那是否数字信号也一样?
lintkk 发表于 2015-12-3 17:33:48 | 显示全部楼层
CCBN论坛积分规则
       光信号通过光放大器以后,光链路的载噪比指标会降低一点,降低量的多少和输入光放大器的光信号功率有关,到6、7dBm时载噪比的降低量已接近最低值了,因此通常外调制光发射机做成输出两路7dBm的光功率,可分送给2台1550nm光放大器,可使载噪比指标的劣化值接近最小。可见下面这幅附图。


       数字电视信号是调制成64QAM信号再传输的,已经不再是离散信号,也是模拟信号了,它虽然和模拟电视信号有显著的差别,但是在电缆链路和光缆链路中传输时,造成载噪比指标和失真指标劣化的规律和量值是基本相同的。
光放大器输入光功率与光链路载噪比指标劣化量1.jpg
 楼主| yxx221303 发表于 2015-12-3 17:57:26 | 显示全部楼层
lintkk 发表于 2015-12-3 17:33
光信号通过光放大器以后,光链路的载噪比指标会降低一点,降低量的多少和输入光放大器的光信号功率 ...

那顺便问下,在数字电视系统中,测量指标一般都是MER.BER、S/N;而在模拟电视系统中,测量指标是C/N、CSO、CTB。
那么问题来了,
一:在数字电视系统中,C/N、CSO、CTB这些指标是不存在了?还是这些指标都反映到MER.BER、S/N这里来了?
二:CSO、CTB是由放大器,发射机,光接收机等有源器件传输模拟信号非线性失真劣化的,那么传输数字信号(没有模数混传)的时候这些非线性失真对系统影响的指标是否也是CSO、CTB、C/N
lintkk 发表于 2015-12-3 20:09:36 | 显示全部楼层
本帖最后由 lintkk 于 2015-12-3 20:11 编辑

        从论文《有线数字电视的抗干扰特性和故障原因分析》摘录一段供参考:

       “声噪比S/N”、“载噪比C/N”和“每比特信号能量与噪声功率密度之比Eb/No”,都是用来表示信号的“载波”与“噪声”两者之间的关系,它们的是数值越大,电视图像和声音的质量越好;相反,信号质量就越差,模拟电视的屏幕上就会出现“雪花”干扰,数字电视就会出现静像或“马赛克”。

       在有线数字电视(DVB-C)中,64QAM信号解调后的声噪比S/N和输入到接收机的信号载噪比C/N基本相等,其关系式是:S/N=C/N+0.441(dB)(滤波器α=0.15) [1]。

      由于数字调制技术的种类繁多,采用频谱效率不同(从每赫1b/s到每赫10b/s甚至更高)的各种调制方式调制出的信号,自身传输的可靠性差别较大,要达到相同的传输可靠性时,对系统C/N指标的要求就不相同。采用频谱效率较高数字调制方式(如有线数字电视采用的64QAM调制的性能为:进制8,频谱利用率每赫6b/s)的通讯系统,传输信息的能力较强,但传输的可靠性较差,对系统的C/N指标要求较高;采用频谱效率较低的通讯系统,传输信息的能力较差,但传输的可靠性较好,对系统的C/N指标要求较低。因此,在C/N指标相同时,它们实际的传输可靠性并不相同,就无法采用C/N指标对它们的可靠性进行横向比较。
      
      折算频谱效率以后而得出的“载波”与“噪声”的关系算式得出的数值,就是“每比特信号能量与噪声功率密度之比Eb/No”,可以横向比较采用不同调制技术系统的可靠性之高低了。可见,在数字通信系统中采用Eb/No参数的目的,是为了便于对采用不同数字调制技术的系统进行传输可靠性高低的比较,是为了“横向比较用的”,并不是“因为数字电视不出现载波,就没有C/N指标,所以才采用Eb/No”。实际上Eb/No参数是不能直接从系统中测量出来的,还得要首先测量出系统的C/N指标,然后才能用算式计算出Eb/No指标值,有线数字电视(DVB-C)采用64QAM数字调制方式,两者的换算关系是Eb/No=C/N-7.2(dB)。因此,仅仅在有线数字电视领域、无需横向比较时,也可以直接用C/N指标来衡量信号在系统中传输的可靠性,没有必要再换算成Eb/No参数,所以在许多场合,仍然经常可以见到用C/N指标来规范、评议有线数字电视的质量。
      虽然用系统的C/N或Eb/No指标可以衡量有线数字电视信号传输的可靠性高低,但这仅仅是以一个比较主要的方面来考察,信号传输的可靠性还受到其他多方面的影响,可靠性高低最后的结果通常以“误码率BER”来表达,......

lintkk 发表于 2015-12-3 20:23:55 | 显示全部楼层
本帖最后由 lintkk 于 2015-12-3 21:06 编辑

         虽然CTB、CSO等各项失真产物对QAM调制的数字电视信号的影响方式和后果,和模拟电视信号不同;但是它们以白噪声的形式离散分布在数字电视调制信号之中,也会造成误码率指标恶化。因此,数字电视对CTB、CSO等各项失真指标必然也有考核要求。

       从论文《有线数字电视的抗干扰特性和故障原因分析》摘录一段供参考:
      “数字信号频道的能量均匀分布在限定的频带内,由于这个特点,在传输频带内存在非线性失真的情况下,所产生的互调、交调产物就不是呈离散性的分布,而是呈白噪声的性质,在被干扰的频道内弥散分布,这等于在被干扰频道里增加了噪声,成为组合互调噪声CIN,使数字电视出现频繁的静像或“马赛克”。有资料介绍[1],当数字载波电平高出非线性失真电平50dB时,信号质量将不受影响;当高出40~46dB时,数字信号在非常好和“马赛克”之间;而当这个比值低于40dB时,数字信号将变为静像或严重的“马赛克”。
      因此,有线数字电视信号的失真指标应≥44dB,由于有线数字电视信号的电平比模拟电视低10dB,所以要求有线电视系统的实际失真指标≥54dB,国家广电行业标准GY/T 221-2006中规定数字电视对系统CTB、CSO指标的要求,和模拟电视一样,都是≥54dB。
模拟电视系统出口指标.jpg
数字电视系统出口指标.jpg
lintkk 发表于 2015-12-3 20:37:56 | 显示全部楼层
本帖最后由 lintkk 于 2015-12-3 21:01 编辑

       失真指标CTB和载噪比指标C/N对数字电视信号误码率指标的共同影响:


        摩托罗拉公司关于“不同载噪比、非线性失真(C/N、CTB)下的数字信号误码率”的研究成果表明(参见表1):好的系统载噪比和CTB可以满足数据无损伤传输的要求,用户端的CTB劣化会严重影响到数字电视系统的指标。
        针对它提供的有关技术参数,我们做了如下一组实验,证明它是可信的,并提出自己的看法与建议。

CNR、CTB对误码率的影响.jpg
李振斌 发表于 2015-12-3 21:53:16 | 显示全部楼层
林老知识太渊博了:lol

点评

过誉了  发表于 2015-12-3 22:06
 楼主| yxx221303 发表于 2015-12-3 22:15:33 | 显示全部楼层
lintkk 发表于 2015-12-3 20:37
失真指标CTB和载噪比指标C/N对数字电视信号误码率指标的共同影响:

知识量太大了,,我消化下,不懂的再请教
lintkk 发表于 2015-12-4 14:05:00 | 显示全部楼层
本帖最后由 lintkk 于 2015-12-5 08:45 编辑
yxx221303 发表于 2015-12-3 22:15
知识量太大了,,我消化下,不懂的再请教

     实际上你只要知道这些简单的结论就可以了:

         数字电视信号调制成64QAM射频信号以后,才送进有线电视网络中传输,此时它已经变成模拟信号了,在光链路和电缆链路中传输的基本特性和模拟电视信号基本一样了,数字电视的载噪比指标、失真指标都会在传输过程中不断劣化,从而引起误码率指标不断劣化;因此,愈接近用户端,数字电视信号的载噪比指标、失真指标愈低,误码率指标也愈差。

         因此,对数字电视信号同样有载噪比指标和失真指标的规定要求。载噪比指标、失真指标太差,以及系统中窜进干扰,是引起误码率指标劣化、造成数字电视出现静像和马赛克故障的三大主要原因;由于载噪比指标数值、各项失真指标数值、窜入的干扰量值和误码率之间不存在线性关系,不能以它们的数值直接换算出误码率的数值,因此在平时测量数字电视信号的质量指标时,没有必要去测量它们的具体数值(侧准也很困难),只需用数字场强仪测出两项误码率就可以了,而且很方便。不要因此而误认为数字电视信号的质量和载噪比指标、失真指标无关。


         1550nm光放大器级联,会造成光链路载噪比指标劣化,劣化量的大小和输入光放大器的光功率高低相关,输入光功率愈低,载噪比指标劣化愈严重。因此传送数字电视信号的1550nm外调制光发射机通常输出两路7dBm光信号给下面配用的光放大器,此时光链路载噪比指标的劣化量接近最小值;下面继续串接多级光放大器时,输入光功率,一般在3至0dBm之间选取;当系统中串接的光放大器级数很少时(比如离总前端较近的地区),输入光放大器的光功率可以低于0dBm至负几dBm。

zilu317 发表于 2015-12-4 17:06:11 | 显示全部楼层
:P,长知识了。
 楼主| yxx221303 发表于 2015-12-5 10:21:27 | 显示全部楼层
lintkk 发表于 2015-12-4 14:05
实际上你只要知道这些简单的结论就可以了:

         数字电视信号调制成64QAM射频信号以后,才 ...

一目了然。针对调制信号我还有一疑问,林老帮我看看是否正确。
模拟信号调制是在固定噪声上调制信号,
数字信号调制直接调制噪声,或者说假如完美调制出来的信号是没有噪声的,信号本身就是噪声?这样理解对不对
lintkk 发表于 2015-12-5 12:19:49 | 显示全部楼层
本帖最后由 lintkk 于 2016-9-2 22:30 编辑

       模拟电视节目信号和数字电视节目信号都是调制在“高频载波”上的,不是调制在“噪声”上的。噪声是有害的东西,好像要去淹没汽车的洪水,我们不能去利用它,而是千方百计地驱除它,尽量降低它的量值,以提高“载噪比”。但是噪声是无处不在的,因为在导体里面有自由电子在运动,就会形成噪声;有源器件工作时会产生噪声;此外还有外界入侵的噪声。因此任何输出信号的器件,在输出信号的同时都不可避免地伴随着输出噪声,因此也就有了考查信号质量指标的一个参数——信(载)噪比,它等于信号(载波)电平- 噪声电平。
       由于模拟电视信号调制方式和数字电视调制方式不同,在频谱仪上显示出来的图形也不相同。模拟电视可以看清楚图像载波、伴音载波、彩色副载波的图像,以及噪声电平图像(位于底部);而数字电视一个频点里即便包含6、7套节目,也只能显示一个平顶山,好像浙江温岭市的方山,分不出节目信号和噪声。



      打个比方来说,模拟、数字电视信号在有线电视系统网络中传输,就像公共汽车行驶在淹水的公路上,水就好比是“噪声”,既没有用处、也没有好处。
打个比方说载波、噪声和载噪比.jpg
未标题-4.1-3.jpg
温岭市的方山.jpg
xjgqq 发表于 2016-3-6 15:07:34 | 显示全部楼层
受教了!
我们的光放一般在4级(4级在小区机房带光节点),推动光信号厂家提供的是0~+10,一般在0~+3,这个值得性价比最合理,指标裂化也不大,过于的提高光信号成本太高了。现在好像厂家的技术提高,可以做到-3~+10。
分不清 发表于 2016-6-5 17:07:24 | 显示全部楼层
感觉能行,受教了!!!!!!
clcgy 发表于 2016-7-15 21:31:54 | 显示全部楼层
学习了~~~~~~~~~~~~~~
fkxs115 发表于 2016-9-7 17:49:20 | 显示全部楼层

林老的解释系统生动
fkxs115 发表于 2016-12-6 13:12:12 | 显示全部楼层
值得学习!!!!!!!
29980188 发表于 2017-1-2 16:21:52 | 显示全部楼层
学习啦!
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