笔者从事县乡广播电视技术工作多年来,深感有线电视光链路设计的繁琐,既要计算光链路损耗 ,还需进行损耗功率dB与损耗功率mw的互换,又要计算分光比,从而确定光发送机 输出光功率,然后选择光发送机型号等.如何解决此烦恼,利用EXCEL创建一种模板,简化了 许多计算程序,既减轻了工作负担,又提高了计算的效率及准确率,一劳永逸.何乐而不为?
(一)光链路设计的模板(以16mw的光发射机为例).(如表1)
创建模板方法:
1.选取表格: 先在EXCEL表格中选取七列、四行(行数的多少根据光接点个数而定),如表1.
合并首行的单元格后 输入标题“光链路的计算”.在第二行的各列中输入地
名﹑长度﹑分光比等项目.第三、四两行的各列中输入二光分路所要输入的数
据、函数、和公式等.
2.编制EXCEL表格：在编制表格过程中需用到power函数(指数函数),log函数(对数函数),
sun函数(求和函数)及四则运算公式.
①.地名,光链路长度:
这是需要我们深入实地考察了解的第一步,然后根据实际情况在第一列的第
三﹑四行(A3﹑A4)中输入地名甲、乙.在第二列的第三﹑四行 (B3﹑B4)中输入甲、
乙对应的长度数量(4km、7km).
②.确定光链路的计算公式: P=L*k+0.3*2+0.2-2+0.5
p为链路的损耗(或光分路器中输出端输出功率),单位为dB
L为链路长度,单位为km
k为每公里的损耗系数,1550系统0.25dB/km.1310系统0.4dB/km
0.3*2表示两个法兰损耗,每个法兰盘损耗0.3,单位为dB
0.2表示二路光分路器的附加损耗,单位为dB. ( 具体附加损耗值见-附表)
-2表示光接收功率,单位为dBm.
0.5为设计余量,单位为dB.
该公式化简后为 p=L*k-0.7
③.求链路损耗dB:
求甲处的链路损耗dB,先激活对应的单元格C3(如上表第三列与第三行交叉处), 然后在编辑栏中输入“=B3*0.4-0.7”的四则运算公式后确认即可.B3:为表1“甲”的长度.k取0.4 (或0.25). 乙处(C4)的损耗功率dB数求法同C3.
④.求链路损耗mw(即每路输出功率): 由于求分光比实际是求每路输出功率的mw数与输 入功率的mw数的比.所以需要将损耗功率dB单位转换成损耗功率mw单位.又因为 
, 所以求甲处的链路损耗mw数:
a.激活对应的单元格D3(第四列第三行交叉处),插入指数函数 power(若在选择 函数中找不到power函数,先到选择类别中找到数学和三角函数.然后再找到power)后确定.在power函数参数的number栏中输入10,在 power栏中输入C3/10. 后确定即可 .
b. 激活单元格D3后也可以在编辑栏中直接输入“ =power(10,C3/10)”后确定乙处的链路损耗mw数 D4的求法同D3
⑤.求总功率mw:
a.激活对应的单元格E3,(如上表第五列与第三行交叉处),即分光器需要的输入功率.插入求和函数sun,在sun函数参数的number1栏中输入“d3:d4”后 确定.
b.激活对应的单元格E3,在编辑栏中直接输入四则运算公式“=d3+d4”后确定也行
⑥.求分光比:
求甲地所占的分光比,激活对应的单元格G3,(如上表第七列与第三行交叉处). 在编辑栏中输入“=D3/E3”.即甲地链路损耗(光分路器中甲地输出端输出)功 率mw/总功率mv(即光分路器中输入的功率)后确定即可. 求乙地所占的分光比,方法如甲.
⑦.求总功率dBm:
a.激活对应的单元格F3(如上表第六列与第三行交叉处), 插入对数函数log(查找方法如power)在log函数参数的number栏中输入E3,base栏空着(在log函数中,当参数base栏中空着时,表示是以10为底的对数,有输入的数字,则以输 入的数字为底数),确定后,再到编辑栏中“＝log(E3)”后 面乘以10,即 “ ＝log(E3)*10 ”(因为1dBm=10logmv).
b.激活对应的单元格F3后直接在编辑栏中输入“=log(E3)*10” 后确认也行.
3.小结:
按照以上步骤可以编制好二光分路器的自动计算表格模板 ,用同样的方法可以编制出三分路、四分路和五分路等 ,制作好各分路器的自动计算表格模版后 ,设计时可直接复制使用。计算时只要在 “地名“ “长度“ 的单元格中分别输入地名与光链路长度 ,注意光分路器附加损耗的不同值. EXCEL即可以自动计算出各处 光分路器的光分比 ,也很清楚知道所需的光发送机的功率大小,省去了[mw 数 ]和 [dB 数 ] 之间的频繁转换及繁琐的计算.
利用EXCEL可以创建光分路器的自动计算表格模板 ,还可以创建工程预算,决算 等模板.方法与上大同小异.
(二)设计实例
1.设计说明
白沙某矿区共有5个矿点,网络拓扑结构如图1.各矿区需各自设立光接收点,光发射机及五路光分路器均放置在白沙机房,射频信号取自县局机房下送的光信号解调后分配而得,使用1310nm系统传输,信号直接送到各个光接收点,解调后的射频信号通过同轴电缆网络送至各用户.
2. 设计注意事项
(1) 光缆路由长度要准确:
由于光接收机的接收光功率(-2dBm)和两种波长的每公里损耗值及其他参数已确定,光分路器的分光比数主要取决于各点光缆链路的长度.其准确性直接关系到我们在设计中求出的光分路器的分光比数和所需的光发送机功率的大小,也直接影响光分路器和光发送机型号的采购,所以设计前所采集的链路的数据一定要准确。
(2)光缆的选用:
由于东溪北,溪坪东这两个光接收点的需要,,从东溪光包至东溪北的2.7km和溪坪至溪坪东的2.4km的光缆硬件结构使用单向处理的聚脂单丝,或芳纶纤维, 及玻璃 纤维作为光缆硬件结构的光缆。其他光缆可用普通的钢丝硬件结构的光缆.每个光节点的纤芯数应为4芯，一芯用于传输下行信号另一芯用于传输上行信号,第三芯用于多功能开发，第四芯备用。具体芯数见图1.
(3) 设计时根据选用设备参数取值:
在做设计之前我们应该清楚所选用光设备的关键参数 ,在设计中光发射机我们选择凯信KT13-8600A系列光发射机,它的输入射频电平范围在78到88dBμv.其射频驱动电平在59路PAL-D传输时最佳为82dbμv,我们传输 45个频道, 取它的最佳值83dBμV; 光接收机输入光功率不要低 于 -3dBm,如果小于这个值,信号指标就会急剧下降;光接收机输入光功率在-4到+ldBm之间,设计中我们取 -2dBm .(再稍大一点也可,如取-1dBm)
(4) 设计余量:
在设计中应该留有一定的余量,1310 系统设计中,每公里损耗为 0.4dB,但我们用光时域反射仪测量链路时,一般的实际每公里损都在 0.37dB -0.38dB /km之间,所以我们选择每公里损耗0.4dB,已经留了一定的余量,我们 还可以在机房端预留0.5dB的余量,因此选择KT13—8600A16mw（12.04dBm)的光发射机.根据实际中测量所得,各个光接收机输入光功率约在-1dbm左右,所以,我们留的余量是足够的,也是符合设计要求的.
3 .光链路计算过程:
根据前述的计算方法 ,按实际设计情况应创建（或复制选用）五路光分路器自动计算的模板,把地名及勘测己知的路由长度输入编制的 Excel表格中,计算机会自动完成整个矿区光缆传输系统的光分路器的分光比及总功率的计算. 如表3
我县有线电视网络近几年来利用光缆已连通到全县大部分乡镇,并延伸至网络覆盖的村;现阶段已开通各项光中继站和光节点数约 200 多个,利用此方法进行设计和预算 ,大大提高了我们在光传输系统设计工作中的准确性和实效性 ,为早日实现我县数字电视 整体平移打下了坚实的基础。
