德国BKtel 1550 ES10系列光发射机DOC.docx

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德国BKtel1550ES-10系列光发射机

BKtel1550ES10系列光发射机

1简介

光发射机BK-ES10系列是1550nm的DFB激光外调制发射机。

该产品专为满足HFC网上CATV信号，电缆电话，和电缆数据传输而研制开发。

该系列有二种产品：

BK-ES10-La适用于小于50公里中等距离传输的应用这个型号特点是SBS阈值在16.5dBm，窄的激光线宽（0.65MHz）,输出功率为2*7dBm（-70型）或2*8.5dBm（-85型），并带有RS485接口用于EMS（单元管理系统）BK-ES10-XLa适用于超过50公里的超长距离传输的应用这个型号提供SBS阈值在13~19dBM之间是可调整的功能，极窄的激光线宽（0.3MHz）,输出功率大于2*8.5（-85型）或大于2*10dBm（-100型），ITU-间隔波长可上下调整+/-100GHz，为EMS/NMS（网络管理系统）提供一个10/100以太网和SNMP的接口。

对网络服务器和发射机驱动软件提供下载更新以实现未来功能的操作。

BK-ES10-La与BK-ES10-XLa发射机均提供5种不同的标准频率设计，其他的频率设计

也都是可用的。

不同的型号在SBS抑制能力，光输出功率，和在长距离传输中决定噪声指标的典型激光

线宽有区别。

光发射机采用19英寸1U机箱，在前面板上有RF-in接口，RF-monitor接口和光接口。

这些接口可以选择安放在后面板上。

液晶显示面板（LCD）显示实际的设置和数据信息，6个按钮用于在本地输入数据。

有按钮按下时LCD背景灯自动打开。

2.工作原理

该发射机有5个功能模块：

射频通道，连续波DFB激光器，集成光调制器，控制电路和电源。

射频信号首先被送入包含自动增益控制电路（AGC）的前置放大器。

AGC用于将前置放大器的输出稳定，使得光调制器能够保持一个固定的均方根（RMS）光调制度（OMI）。

只要AGC工作在其标称增益范围，输入射频信号的电平波动会被自动补偿。

通过面板或以太网口可以关闭AGC功能，这样可以保持增益恒定，用于调整CNR/CSO/CTB性能指标，以便适用所使用频率规划和用户使用不同输入电平的要求。

3.技术指标

ES10-XLa

光学特性

波长TIU-栅极（CH23…...CH33）

波长调整范围GHz+/-100GHz节距50GHz

光功率ES10-XLa-85dBm2*8.5min

光功率ES10-XLa-100dBm2*10.0min

SBS压缩dBm+13----16.5

激光线宽MHz0.3

电气特性

射频范围[MHz]47-1000

均匀性[dB]<+/-0.75（47…860MHz）<+/-1.5（860MHz…1GHz）

模型C42B52D59D84N77

频道设计CENELEC42PAL-B/GPAL-D59PAL-D84NTSC77

频道数目TV/FM/QAM6442/0/052/36/4659/0/084/0/077/0/0

带宽噪声55554

CNRTx/Rx55.553.554.052.553.5

CNRLink155.053.053.552.053.0

CNRLink253.051.052.550.552.0

CNRLink350.549.550.549.050.0

COSTx/RxandLink16470656565

COSLink26370656565

COSLink3andoutput#16265656365

CTB6571656565

接口控制以太网10/100接口，网络浏览器和SNMP

测试配置

功率放大器第一段光纤长度在线放大器第二段光纤长度RX

Tx/RxNoNoNono0dBm

Link1No35kmnono0dBm

Link216dBm65kmnono0dBm

Link313dBm52km13dBm52km0dBm

RX有7pAHz的输入电流密度噪声

EDFAs的噪声指数为5dB

RF输入电平为80dBuV/TV信道

ES10-La

光学特性

波长1550…1560

光功率ES10-XLa-70dBm2*7.0min

光功率ES10-XLa-85dBm2*8.5min

SBS压缩dBm固定阈值16.5dBm

激光线宽MHz0.65

电气特性

射频范围[MHz]47-862

均匀性[dB]<+/-0.75

模型C42B52D59D84N77

频道设计CENELEC42PAL-B/GPAL-D59PAL-D84NTSC77

频道数目TV/FM/QAM6442/0/052/36/4659/0/084/0/077/0/0

带宽噪声55554

CNRTx/Rx55.553.554.052.553.5

CNRLink154.052.553.051.552.5

CNRLink251.050.551.549.051.0

CNRLink348.548.049.046.548.5

COSTx/RxandLink16470656565

COSLink26370656565

COSLink3andoutput#16265656365

CTB6571656565

接口控制RS485或RS232外通道电平转换

测试配置

功率放大器第一段光纤长度在线放大器第二段光纤长度RX

Tx/RxNoNoNoNo0dBm

Link1No35kmnoNo0dBm

Link216dBm65kmnoNo0dBm

Link313dBm52km13dBm52km0dBm

RX有7pAHz的输入电流密度噪声

EDFAs的噪声指数为5dB

RF输入电平在80dBuV/TV信道

通用参数：

波长[nm]1550…1560

边模压缩[dB]30

相对光强噪声dBc/Hz<-158

（光回波损耗<-40dB典型值<-160

光连接器任何类型的高回损接头

前面板或后面板安装

光纤标准单模光纤9/125μm

每TV信道输入电平dBμV80

AGC动态范围dB+2…-4

RF连接器/阻抗IEC169-2,75或F-female75

前面板或后面板安装

回波损耗[dB]>20（47MHz）-1,dB/oct,min>15

气候说明

操作ETS300019,class3.1

存储ETS300019,class1,2

电源100…240VAC

联用冗余，hotpluggable36…60VDC

（3个可用模式）或23.5…24.5VDC

消耗功率[W]<=60

外壳19’’/1U

重量[kg]9.7

3.1显示和报警

ModulLED正常运行LED绿

非紧急报警LED黄

紧急报警LED红

OUTLED输入功率正常LED绿

输出功率减少LED黄

输出功率损失LED红

待机模式LED熄灭

INLED正常输入功率LED绿

无标称输入功率LED黄

损失输入功率LED红

3.2EMS/服务接口

3.2.1NMS服务接口：

Ethernet10/100MBps（ES10-XLaonly）

NMS服务接口是光发射机的主要接口，它支持HTTP和SNMP协议，看BKtel设备管理文档engl.pdf,更多的了解NMS服务。

NMS服务器固件可以通过RS232接口进行下载更新。

3.2.2本地设置接口：

RS232（ES10-XLaonly）

连接器Sub-D9male

配置115200baud,8data,1stop,noparity

接口RS232

管脚Pin1,4,6,9:

n.c.

Pin2:

RxD

Pin3:

TxD

Pin7:

RTS

Pin8:

CTS

Pin5:

GND

本地设置接口适用于本地设置NMS服务参数，象IP和密码可以通过工具“NmsSetup.exe”

进行安装。

此外，在通过以太网进行软件升级时出现NMS服务器崩溃的情况下，它用于进行服务

器驱动软件下载。

。

注意：

本地设置过程只能在设备启动是执行，启动之后这个接口没有意义，但将来可以

用作调制解调器的连接。

3.2.3BK设备总线接口：

RS485（ES10-XLaonly）

RS485接口用于将更多的设备和光放大器连接在一起，从而通过以太网NMS服务器接

口进行管理。

这种情况下ES10-XLa作为一个网络单元控制器，登记所有连接到RS485接口

上的设备。

3.2.4BK设备总线接口：

RS485（ES10-Lonly）RS485接口用于管理ES10-L，即读取数据和改变设置。

Bktel通过一个基于软件工

具的WINDOWS和发射机通信。

此外，可以使用RS485到RS232的电平转换器，这样就可

以在任何基于PC的WINDOWS上运行软件，并通过RS485接口连接到PC的COM1或

COM2接口上和ES10-L通信。

4ES10操作

4.1加电顺序确认ES10将要工作的环境条件是否满足要求。

避免运输过程中的温度突变，要

有充分的时间使机器适应工作条件如果没有安装合适的电源+风扇模块，应安装一个只有风扇的模块连接一根或两根专用的电源线到BK-ES10，如果只有一条电源线连接到ES10装置，

发生报警LED模块黄灯亮。

连接好电源线后，LED模块绿灯亮，LCD有显示。

接着LCD显示关闭且前后LED

有短时间的黄色闪动来检测LED状况，当LED变成绿色后，微电脑控制器开始测

试激光器和光调制器。

在大约70秒的测试过程中，两个光输出口的光功率在0

到两倍正常输出（Poutnom+3dB）之间变化。

在没有射频输入的情况下，两路输

出光功率大约有±1dB的变化。

有射频输入信号情况下,CSO控制回路将调制器锁

定在一个固定的偏置点，保证输出功率恒定。

上述过程后LED监测发射机的状况。

4.2合适的射频输入信号加上合适的输入信号后，发射机会搜索LiNbO3调制器的最佳偏压,30秒后，两个

端口有恒定的光功率输出。

将带有合适的、洁净的光接头的光纤跳线连接到一个光输出口供给HFC网络。

注意产品按IEC825的规范是1级激光等级，要采取足够的安全防范以避免操作

ES10的人员的危险。

发射机还有3种自动增益控制AGC开/关的射频信号模式，可以选择适当的模式操

作ES10。

4.2.1.1模式：

AGC-on,CWunmodulatedcarriers（出厂设置）

绝大部分检测（CNR/CSO/CTB）是在载波未调制的状态下实现的.例如一个

Matrix信号发生器或者一个调制状态为关的CATV前端.这些检测在“AGC-on,CW

unmodulatedcarriers”模式下完成.。

OMItotrms将恢复出厂设置（0dBr）.

这个模式也是实时图象调制标准操作的推荐模式。

对AM-VSBTV频道来说，调制的

信号载波电平降低大约4dB，这取决于图象内容，输入电平的降低必须通过AGC

补偿以实现最优的信号传送。

正确的操作中，必须连接一个合适的输入信号到ES10。

至少需要两条RF信道，且这两

个信道之间要间隔24MHz（软件可调）才能实现BK-ES10的稳定工作。

ES10xxx-yy的信号负载（出厂设置）在下面表中得到:

Model#AMTVchannels#FMchannels#QAM64channelsTVchannelTotaltotal

（0dBr）（at-4dBr）（-10dBr）levellevel

yyrmsOMI

[dB|jV][dBm]

[%]

C4242008019.2-12.5

B525236468018.4-10.8

D5959008019.4-11.0

D8484008019.4-9.5

N7777008019.2-9.9

ES10内置RF功率监测功能，可以监控发射机总输入功率（列在上表中最右一栏）。

.

这功率取决于调制的和未被调制的AM-TV,FM-radio和QAM频道数目

输入监视器控制INPUTLED。

当输入的功率在发射机的AGC范围之内，且达到指定的总rms

调制指数。

输入的LED会变成绿色。

如果被传送的频道的数量和指定的数量不一致，那么总的输入功率水平可以用下面的公式

快速计算出来

Pintot/dBm=10log（n）+Uin/dBμV-108.7

Pinot是指总的有效输入功率

N指的是频道的数量

Uin是未调制载波的频道的输入电压（额定值为80dBμV）

如果所有的频道输入电压是80dBμV那么可以用下面的图表计算总的输入功率。

例1：

ES10Xla-PD84有84个TV频道。

每个频道额定输入电压是80dBμV，对于一个未调制

载波频道，输入功率是-28.7dBm，对于84个未调制的频道时，总输入功率是-9.5dBm.

ES10指定的且有保证的AGC的范围是+3/-6dB.。

推荐的标准是每个频道的输入功率范

围在77…86dBμV或者总的功率是-12.5…-3.5dBm

事实上，不确保的AGC范围要大很多，比如+5/－8dB，也就是说-14.5...-1.5dBm总的

输入功率是可以被接受且不出现输入功率告警。

例2：

如果发射机指仅工作在开通了60个未调制的频道都在80BμV，总的输入功率是-11dBm

低于标准的功率－1.5dB。

这仍在发射机AGC允许的范围之内。

如果接通载波调制开关，那

么每个调制载波功率下降大约4dB，总的功率也随之下降4dB变成-15dBm.

这个-15dBm甚至低于延伸的AGC范围，这样会引起机器的报警。

为了回到AGC范围内，

至少要增长功率到推荐的-9.5dBm（未调制），在这个例子中即81.5dBμV。

对输入功率的

降低做相应的补偿比较有益的，对AM调制，大多数情况是补偿4dB，在这个例子中即将每个

载波的输入电平变成85.5dBμV

如果输入功率比要求的低或高，这个LED灯会变黄并且产生警告信号。

如果没有输入功

率，LED灯会变红并告警。

AGC总是使光调制度不变，光调制度决定了误码率的大小，如果发射机产生了过调制（削波），误码率会快速上升。

下面这张表给出了在QAM64传输时OMItotrms和误码率（BER）之间的关系。

很明显为获

-6

得更好的BERs，OMItotrms必须低至20％左右以得到优于10的误码率。

误码率还取决于AM,FM和QAM信道的混合。

如果QAM加载比起AM,FM加载要小得多，

OMItotrms必须调高约1dB以获得下图的误码率。

-9

ES10典型的出厂设置为大部分频率规划使用内置的AGC的功能来达到10的误码率。

有经验的用户可以自由的在+3/-3dB范围内以0.2dB步长更改出厂的预设的

OMItotrms或使用non-AGC模式。

这将给你一个弹性的空间使系统CNR/CSO/CTB总的性能

达到最优。

4.2.2模式：

AGC-on,modulatedcarriers（用户调整）

还有另外一种AGC模式仅供测量目的：

AGC-on,modulatedcarriers。

这种模式仅用

于在HFC网络测量CXMA（交叉调制失真），在HFC网络正常运行时不会使用这种方式。

在CXMA测量中,AGC-on模式使RF信号提高了3dB,这是由于在交叉调制测试中通

常使用100%占空比。

这将导致在AGC-on模式下CXMA测量值相当小.为了补偿在CXMA测试

中增加的增益,要使用调制信号的AGCON模式。

比较未调制的CW载波的AGCON模式，仅

出于测试目的将增益减少3dB。

4.2.3模式：

AGC-off（用户调整）

在这种模式只提供给高级用户。

根据用户的实际需要在+3/-6dB范围内更改RF增

益。

对实际输入信号和所选的增益，OMItotrms被测试并且可以通过LCD界面或以太网接口

监视。

使用这个模式要非常谨慎，因为在AGC-on模式中对过调制的自动保护功能在此模式

下不存在。

4.3DWDM应用ITU频率调整（ES10-XLaonly）

ES10可在+/-100GHz内以50GHz的步长调整发射机的光频率（各个波长），使其进入

DWDM应用。

可以通过前面板的按钮或以太网接口来完成调节。

4.4光功率开/关

这个发射机可以被设置成备用发射机，关闭光输出。

作为冗余发射机可以在不到十秒的时间内重新快速开启。

光功率的开/关切换能通过面板上的按钮和网络接口来完成。

4.5SBS抑制调整（ES10-XLaonly）

ES10能够更改发射机的SBS抑制。

SBS是长途、高功率传输领域众所周知的一个问题。

在比较极端的相干光情况下，标准单模

光纤中+6dBm（4mW）的光功率就可引发SBS效应。

在电子调制方法可以降低光的相干度，提高

SBS阈值。

达到SBS阈值意味着导致强烈的SBS效应，特别是在低传输频带上，那会影响CNR和

CSO性能。

如果SBS阈值被提高，又会引发另一个问题SPM（自相位调制）。

它会劣化高端频带上CSO的

性能。

SPM依赖于传输系统中的色散总量。

SBS和SPM都是光纤中的非线性效应，决定于下列因素：

入纤光功率光纤特性（尤其是光纤的损耗和模场直径）线路特性（熔接点数目和总熔接损耗）

两者都会因下列原因更加劣化：

更高的光功率低的光纤模场直径更高的品质，低损耗光纤较少的，低损耗的熔接点

BKTEL在标准的IEC参考条件，G.652光纤或更坏的条件下测试ES10的SBS和SPM性能：

链路没有接合点，光纤损耗仅有0.19dB/km.。

这个测试中在考虑SPM问题的前提下保持SBS抑制。

对65KM或更长的光纤链路，建议SBS抑制控制在13和16.5dBm之间。

65KM或以下距离的光纤链路推荐使用高的SBS阈值（>16.5dBm），长距离可以使用低一

些的SBS阈值。

SBS阈值在13.0和19.0dBm之间可以0.5dB步长调节，以针对单个的应用和线路

特性优化SBS性能。

4.6LED显示

ES10在前面板上有LED显示及6个按钮组成的LCD显示，用来读取和设置参数。

标准操作下所有的LED灯是绿色的，如果有报警LED灯显示黄色或红色，LCD显示相应

的说明。

模式状态：

标准操作：

LED绿色

非紧急报警：

LED黄色风扇1或风扇2故障电源1或电源2故障激光冷却器电流>90%。

在这种情况下，发射机的温度很高。

通过增大风量来降低工作温

度。

激光器偏向电流〉130%。

激光器性能已经老化。

如果风扇或电源故障，风扇和电源部件必须更换，BKtel将提供合格的风扇备件。

紧急报警：

LED红色激光冷却器电流=100%。

在这种情况下，发射机的温度很高。

通过增大风量来降低工作温度。

如果出现紧急报警，光发射机内部关断，只能切断电源或通过网管（NMS）系统重新上电

动

输入状态：

标准操作：

LED绿色

非紧急报警：

LED黄色

射频输入过高或过低AGC模式：

AGC超出范围在Manual模式：

OMI总均方值超出范围

紧急报警：

LED红色无射频输入信号

输出模式

标准操作：

LED绿色

非紧急报警：

LED黄色输出功率低于+5dBm，发射机可以工作，但是性能降低。

必须通过BKtel公司维护。

紧急报警：

LED红色输出功率低于-4dBm,发射机不能工作，必须通过BKtel公司维修。

4.7按键/LCD面板

安全设置

利用LCD面板改变参数状态，你可以输入四个数字按健代码登陆，如果没有按键5分

后LCD自动中断登陆。

出厂默认密码是1111。

改变密码可以通过NMS服务的LCD菜单或系统管理员服务的Web

面。

注意：

更改密码为0000以后，改变参数将不用再输入密码。

按键默认用法

ESC键ESC键主要用于退出操作或返回上一级菜单。

ENTER键ENTER键主要用于执行操作或进入新菜单。

UP/DOWN键选择菜单进入或锁定参数。

LEFT/RIGHT键用来选择改变字母、字符串或者在字符间来回移动。

菜单结构

按ENTER键然后在RootScreen上出现“NMSServer”的初始菜单，接着出现所有RS4

总线BK程序的名称列表。

请注意如果NMSServer不能独立运行，需要移植入BK程序，程序植入后就可以合成

个类似RS485总线的程序。

RootServer

NMSServer（ES10-XLaonly）这个菜单包含所有NMSServer细节

DeviceNo.1（程序别名已显示）这个菜单包含的条目显示了所有的有别名程序

细节。

…（如果远程程序连接到NMSServer）

DeviceNo.#（程序的别名就可以显示出来）

NMSServermenu（s）（ES10-XLaonly）

NMSServer

IPSettings设置服务器的IP参数

Keycode更改LCD密码