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信号百分百—光纤高频头
摘要: 光纤LNB
位于伦敦北部的斯蒂夫尼奇的环球光通信公司不到30人。但却气魄宏大，专致于卫星通信领域，生产Ku和Ka频段的高频头，以及特种高频头等。环球光通信公司发明了世界首款带光缆的高频头，用激光宽带传输信号。
位于伦敦北部的斯蒂夫尼奇的环球光通信公司不到30人。但却气魄宏大，专致于卫星通信领域，生产Ku和Ka频段的高频头，以及特种高频头等。环球光通信公司发明了世界首款带光缆的高频头，用激光宽带传输信号。
卫星电视和卫星通信的二大难题是：一、在高频头（LNB）与卫星接收机之间，由于传统的同轴电缆传输信号造成信号衰减和损耗；二、多用户分配时，要经过复杂的转换，并造成信号更多地衰减和损耗。这是卫星通信领域50年来未解决的老大难。
怎样让卫星信号百分之百到达接收机呢？传统与创新仅一纸之隔。2007年，环球光通信公司奉献了一个革命性的LNB：光纤＋LNB。光纤LNB被誉为最具创造性的概念。现在概念已成为现实，注定成为卫星接收发展史上的一个里程碑。光纤LNB原理
标准的LNB接收来自天线的卫星信号，变频放大后通过同轴电缆将信号送到卫星接收机的调谐器中。频率范围被限制在95Mhz～2150Mhz之间。若要接收卫星下行的整个频率范围，必须采用两种方法：
1.信号的极化方式：线极化的垂直极化或水平极化。圆极化的左旋极化或右旋极化，但较少应用。
2.电压控制：通过同轴电缆，以13V或18V控制电压输送给LNB，决定LNB接收信号的极性，是垂直信号（13V）还是水平信号（18V）。
LNB电压控制开关通过辨别22KHz控制信号，用来切换频段高低。低频段信号覆盖的卫星频率范围是10.7GHz～11.75GHz，而高频段覆盖的卫星频率范围是11.8GHz到12.75GHz。
电压控制开关如果得到来自接收机的22KHz控制信号，就将高频段信号通过同轴电缆传送到调谐器中的高频段区；如果没有22KHz信号，LNB的开关就将信号自动切换到低频段区。
电压控制开关有4种可能：低频段水平信号，低频段垂直信号；高频段水平信号，高频段垂直信号。但是，在同一时间内，只有一种可能。
如果一个卫星天线只有一个终端用户，那么切换自如，什么问题都没有。如果多用户或同时使用同一个天线时，就会出现一个棘手的问题：LNB不能确定如何切换信号。如：用户“A”需要LNB工作在低频段的垂直信号上，而同一系统的其他用户就会被拉到相同的低频段的垂直信号中，接收到的频道数量将受到很大限制。当然，用户可以使用独立的4输出、8输出LNB。每个用户可独立操作，而且根据需要获得各个频段和极化。
如果终端用户超过8个，那么多频段开关将发挥作用。在这种情况下，4个频段/极化组合的独立输出的复合LNB会派上用场，信号将会分配给众多用户。
关键的问题是信号衰减。同轴电缆和作为信号分配的各种多频段开关，都会衰减信号。这是一个不可忽视的事实。10、20甚至40个用户，信号衰减会很严重。
光纤LNB可解决信号衰减的难题。解决方案是：在LNB内部建立一个堆栈存储器，将频段/极化等4种组合形式转化为0.95GHz～5.45GHz内的不同频率；射频信号被转化成一个数字信号。电光信号转换器通过光纤电缆传输给接收机。在光线电缆的终端，光束进入光电信号转换器（GTU），并按照卫星接收的标准，将光束转换回接收机调谐器能识别的中频信号。
光纤LNB技术
1.光纤LNB。光纤LNB的外形比标准的LNB大一些。因为光纤LNB的电路中包括了一个内置的光纤信号转换器。光纤信号转换器将卫星的下行信号转换为光信号。光纤LNB的主要技术指标如表1
在光纤LNB下面有2个连接端口：光纤的输出端和“F”端口。标准的LNB的“F”端口有2个功能：1，为LNB提供电源；2.传输下行信号。因为光纤不能加载电源，光纤LNB的“F”端口，就现成的用于提供电源。这样，同轴电缆也变成LNB的电源线。
2.光纤分支器。光纤分支器的功能就是将光缆传输的信号分离分配，相当于同轴电缆的功分器。功分器是按电压来分配电路的，而光纤分支器是平均分配光辐射信号的。光纤分支器的规格有1进2输出和1进4输出。
3.光电转换器（GTU），实际上是多住户单元光纤收发器（Fibre MDU Converters）。 GTU的规格有1进2输出和1进4输出等，以及复合输出型。2输出和4输出的GTU可直接接到卫星接收机上；复合输出型GTU的每一个输出端，可以接到传输4频段/极化组合中的任何一个接口，并与多频段开关整合在一起。这就意味着光纤电缆能覆盖卫星的整个频率范围。
GTU直接连接，或通过无源光分路器（PON）技术，将光信号分配为2或4个独立的信号输出，最后以中频信号输入卫星接收机。& && && &
因为光纤能涵盖卫星的整个频率范围。所有用户独立操作时，可以连接很多接收机，而全部信号都来自同一根3毫米粗的光纤电缆。
光纤的光信号传输很强。一根光纤从LNB到分支节点，再分支出多路光纤电缆，可进行多次分支分配，可以到达32个用户。对于特殊要求，光纤技术还能生成更强的光信号源，分支分配出更多的终端。这将给卫星电视安装技术带来革命性的改变。
4.光纤电缆。光纤传输具有先天的优越性。光纤电缆是一根封闭在金属套里的数据传输线。它可以防止弯曲、扭曲和其他变形。光缆的外皮是低烟零卤素（LSZG）的材料，万一失火不产生任何毒素和烟雾。对于接口端，需要超常的洁净。在LNB与转换器连接前，都要清洁光纤电缆的端口。INVACOM公司已经预制好了光纤LNB的光缆，尺寸有：1米、3米、5米、10米……最长的达200米。
光纤LNB的测试
MER（The Modulation Error Ratio）值称为调制误差率。调制误差率是信号理想的矢量幅度和信号误差矢量幅度和之比，是信号质量的一个非常重要的指标，单位：dB。误差矢量幅度是指信号能受到噪声干扰的总和。MER是尚未误码时信号的质量。测量调制误差率就知道信号的质量。当信号质量降低时，MER值会减少。
为了验证光纤LNB的功效。专家将光纤LNB和噪声系数为0.3dB的标准LNB进行试验。专家用5颗卫星进行试验测量,结果如下表：
较高的MER值也清晰地识别出来，而且是频谱的最高点。试验报告显示：光纤LNB比想象的结果更好：1.没有信号衰减；2.每颗卫星只需要一只光纤LNB；3.提供32个用户信号，信号无损耗；4，将卫星信号完整地输送给每一个客户；5.可以实现对微弱信号的有效接收。专家认为光纤LNB比标准LNB好20%。
光纤LNB的优点
光纤LNB应该属于目前最完美的高频头。优点如下：
1. 带宽覆盖整个卫星电视频段。这是光纤LNB最大的优点：通过一根光缆可以传输4组频段/极化组合的信号。光纤传输量大。如果卫星上有1000个，全部接收也不在话下。
2. 分支分配简单。根据网络需要，随时将信号分支分配出去。每一个终端都能独立操作。
3.信号极少衰减。光纤传输每千米仅衰减0.3db，长距离传输，信号优良。虚弱的信号也可无衰减的传输。同轴电缆无法与之比拟。对于普通用户，光纤传输几乎无衰减，信号百分百。
4. 费用较低。从欧洲的角度看，光纤LNB与昂贵的复合开关LNB相比，似乎费用较低。光纤LNB约200欧元，2路光电转换器30欧元，4路光电转换器70欧元，8路光电转换器160欧元。
光纤LNB 应用
光纤LNB条件下的网络组成和分配，与标准LNB条件下的同轴电缆的组成和分配没有区别。只是光纤LNB的带宽和速度远远超过标准LNB。
光纤技术的一个重要优势是：它对任何电磁干扰具有完全的免疫能力。光纤可以放在近距离的强磁场的环境下，没有任何干扰问题。光缆可以放在任何地方，紧邻高压线或电机的地方也没有关系。
光缆到接收机的最后一段距离，仍然要使用同轴电缆。为了解决最后一米的难题，公司正与接收机生产厂家协商，在接收机内部直接使用光纤一体化的技术，不再使用GTU光电转换器。卫星信号将从光纤LNB一直传送到接收机，传送到芯片。
环球光通信公司的设想更远更超前。他们准备将光纤LNB设计成传输卫星电视、电话、互联网和局域网的全能LNB。这意味着接收机、电视、电话、电脑只用一根光缆。
既然现在还没有哪一种类型的链接方式与光纤一样快，那么光纤LNB能给卫星网络的访问带来一场革命。环球光通信公司正注视着卫星接收技术的破晓，也许用不了几年，人们会在博物馆里对卫星天线和接收机上的早已不存在的同轴电缆啧啧称奇。
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