光纖傳輸技術(shù)在廣電網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

武珍

內(nèi)蒙古廣播電視網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)有限公司 內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010010

光纖傳輸技術(shù)在廣電網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

武珍

內(nèi)蒙古廣播電視網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)有限公司 內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010010

隨著科技的不斷進(jìn)步，光纖傳輸技術(shù)在廣電、通信等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。本文從光纖通信原理的分析入手，闡述光纖傳輸技術(shù)應(yīng)用于廣電網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)，并探究具體的應(yīng)用路徑及案例，旨在促進(jìn)廣電網(wǎng)絡(luò)為用戶提供更好的服務(wù)。

廣電網(wǎng)絡(luò) 光纖通信 光纖傳輸技術(shù) 應(yīng)用

廣電網(wǎng)絡(luò)信號(hào)在傳輸環(huán)節(jié)面臨信號(hào)丟失的問題，因此，為滿足人們的收視需求，須重視配置主路由設(shè)備及雙物理路由等條件，以便滿足廣電網(wǎng)絡(luò)的光纖傳輸需求，力爭(zhēng)達(dá)到信號(hào)傳輸?shù)淖罴褷顟B(tài)。光纖傳輸方式包括兩種：一是壓縮傳輸，二是壓縮和非壓縮結(jié)合傳輸。以下對(duì)廣電網(wǎng)絡(luò)中光纖傳輸技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行具體闡述。

1 光纖通信原理

玻璃絲是光纖的材質(zhì)，光纖傳輸利用光在玻璃中全反射的原理，當(dāng)光信號(hào)傳入光纖之后，就在介質(zhì)里發(fā)生全反射，將信號(hào)通過光的形式由發(fā)射端向終點(diǎn)傳輸，確保能量不流失。[1]光纖傳輸系統(tǒng)一般由信號(hào)源、光發(fā)射機(jī)（前端光端機(jī)）、光纖傳輸線路和光接收機(jī)（末端光端機(jī)）四部分構(gòu)成。

光纖傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示。光纖傳輸通信原理為：首先，光發(fā)射機(jī)由光源、光放大模塊和光調(diào)制器構(gòu)成，它將源自廣播電視前端的電信號(hào)面向光源所發(fā)出的光波實(shí)施調(diào)制，完成電信號(hào)到光信號(hào)的轉(zhuǎn)變過程，把已經(jīng)調(diào)制過的光信號(hào)傳入光纖、光纜進(jìn)行傳輸；其次，光纖傳輸線路實(shí)際上是物理傳輸鏈路，即把光信號(hào)由前端傳入末端的通道，通過鏈路把前端發(fā)射機(jī)傳入的經(jīng)過調(diào)制的光信號(hào)在光纖、光纜中進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，傳入各個(gè)光節(jié)點(diǎn)的光接收機(jī)，實(shí)現(xiàn)信息傳送；再次，光接收機(jī)關(guān)鍵部件包括光檢測(cè)器和光放大器，前者檢測(cè)光纖傳輸?shù)墓庑盘?hào)，并將其轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，完成由光到電的轉(zhuǎn)換，后者把該微弱電信號(hào)放大成滿足系統(tǒng)需求的高電平，接著按照實(shí)際需求分成一路輸入或多路輸入，將其傳入電纜網(wǎng)絡(luò)。由信號(hào)源給出的電信號(hào)經(jīng)過光反射機(jī)的轉(zhuǎn)化之后變成能適應(yīng)光纖傳輸?shù)墓庑盘?hào)，再由光纖線路進(jìn)行傳輸，光接收機(jī)將光信號(hào)接收，并從中把光信號(hào)檢測(cè)出來并轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，最終得到相應(yīng)的語音、視頻或數(shù)據(jù)等信息。

現(xiàn)實(shí)中，還有一種被稱作光纖收發(fā)器的特殊光設(shè)備，它將光發(fā)射機(jī)和光接收機(jī)的功能融為一體，把同軸電纜所傳輸?shù)碾娦盘?hào)轉(zhuǎn)變成光信號(hào)，且還能將光纖所傳輸?shù)墓庑盘?hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，從而在廣電網(wǎng)絡(luò)之間傳輸信號(hào)。從圖1可以看出，光發(fā)射機(jī)是涵蓋調(diào)制信號(hào)的光纖線路總前端，它能把源自前端系統(tǒng)的電信號(hào)信息轉(zhuǎn)變成等效編碼光脈沖信號(hào)。[2]

圖1 光纖傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2 光纖傳輸技術(shù)應(yīng)用于廣電網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)

光纖傳輸技術(shù)應(yīng)用于廣電網(wǎng)絡(luò)的主要優(yōu)勢(shì)包括：抗干擾、低損耗、大容量、輕重量以及豐富的資源和較高的安全系數(shù)等，它在特殊環(huán)境及長(zhǎng)距離傳輸?shù)确矫娴膬?yōu)勢(shì)明顯，例如，管道光纜、海底光纜、直埋光纜、軍工光纜以及自承式光纜等。

光纖傳輸是將電磁波——光波作為載波，其頻率極高，比普通的電波通信頻率高很多，因此，對(duì)空中無線電信號(hào)、相鄰電纜或熱電機(jī)的基礎(chǔ)電磁噪聲具備較大阻抗，抗干擾能力很強(qiáng)。

光纖傳輸信息的方式和電纜傳輸信息的方式不同。電纜是利用電脈沖實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸，光纖是利用光脈沖實(shí)現(xiàn)信息傳輸；兩者傳輸介質(zhì)的差異決定了信號(hào)傳輸過程造成的損耗不同，進(jìn)而決定信號(hào)傳輸所需要的中繼距離。光纖傳輸?shù)脑砑疤匦詻Q定著光纖在傳輸光信號(hào)的過程中是全反射前進(jìn)，幾乎不會(huì)溢出折射光線，也就是功率幾乎不會(huì)減小、信號(hào)幾乎不面臨失真問題，信號(hào)傳輸損耗非常低[3]。

光纖頻帶可超過1GHz，普通的有線廣播電視圖像或視頻的頻帶往往只有8MHz。從理論的角度講，一根光纖對(duì)上百套模擬信號(hào)進(jìn)行傳輸綽綽有余，且每個(gè)8MHz的寬帶里還能打包傳輸4～6套通過數(shù)字壓縮處理的數(shù)字視頻節(jié)目。因此，幾百套的數(shù)字電視信號(hào)即便在一根光纖中傳輸也不會(huì)有任何問題，在語音傳輸、信號(hào)控制或是數(shù)據(jù)信號(hào)控制方面優(yōu)勢(shì)更為顯著。站在帶寬的角度，較過去銅介質(zhì)同軸電纜的速率1.54MHz/s來說，光纖的信息容量更大，運(yùn)行速率達(dá)到2.5GB/s。

光纖是玻璃材質(zhì)，價(jià)格低廉且資源豐富，不導(dǎo)電，不會(huì)在雷擊、斷路等因素影響下形成火花，因此有很強(qiáng)的安全性，特別適用于易燃易爆場(chǎng)合，特別是一些特殊用途，例如軍工光纜和海底光纜等。較普通的同軸電纜網(wǎng)而言，維護(hù)光纖網(wǎng)絡(luò)的成本非常低。

3 光纖傳輸技術(shù)在廣電網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用路徑

3.1 非壓縮傳輸方式

非壓縮傳輸是在廣電網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用光纖傳輸技術(shù)的主要體現(xiàn)，且在非壓縮傳輸中，視頻光端機(jī)是支撐條件，對(duì)傳輸信號(hào)的質(zhì)量有較大影響。所以在傳輸信號(hào)的實(shí)踐環(huán)節(jié)要提高重視該問題的程度，重視采取光纖傳輸技術(shù)優(yōu)化處理HD—SD信號(hào)，完成信號(hào)傳輸任務(wù)。[4]例如，在傳輸大型活動(dòng)信號(hào)時(shí)，為整體提高信號(hào)傳輸效率，要重視把廣播電視臺(tái)的轉(zhuǎn)播車設(shè)置成TOC，并利用光端機(jī)操控信號(hào)HD—SD，最終完成光信號(hào)與HD—SD信號(hào)的轉(zhuǎn)換，保證聽眾或觀眾及時(shí)了解比賽狀況，獲取比賽現(xiàn)場(chǎng)的信息，使信號(hào)傳輸效果達(dá)到最優(yōu)。此外，在應(yīng)用非壓縮傳輸路徑對(duì)公共信息傳輸時(shí)要重視選擇1+1的傳輸方式，保證IBC TER通信機(jī)房擁有發(fā)送功能，實(shí)現(xiàn)高效傳輸信號(hào)的目的，規(guī)避信號(hào)傳輸故障，緩解在傳統(tǒng)的傳輸信號(hào)模式下存在的信號(hào)中斷問題。由此可見，在廣電網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用光纖傳輸技術(shù)的非壓縮方式能提升傳輸信號(hào)的質(zhì)量，因此，廣電網(wǎng)絡(luò)公司在發(fā)送信號(hào)時(shí)要重視增強(qiáng)對(duì)非壓縮傳輸?shù)暮侠響?yīng)用。

3.2 壓縮和非壓縮結(jié)合傳輸

目前，壓縮和非壓縮結(jié)合傳輸信號(hào)的模式在各個(gè)領(lǐng)域都得到廣泛應(yīng)用，如非場(chǎng)館信息傳輸?shù)?。廣電網(wǎng)絡(luò)公司應(yīng)在傳輸語音、視頻等信號(hào)的過程中，重視應(yīng)用壓縮和非壓縮結(jié)合的信號(hào)傳輸方式，從而提高語音或視頻畫面的質(zhì)量，更好地滿足受眾的語音收聽和視頻觀看需求。相關(guān)技術(shù)人員在應(yīng)用壓縮和非壓縮結(jié)合傳輸方式時(shí)，要重視保證視頻光端機(jī)和基帶光纖之間的準(zhǔn)確連接，以便增強(qiáng)傳輸信號(hào)的效率。例如，某廣電網(wǎng)絡(luò)公司在傳輸某市新年晚會(huì)的場(chǎng)景時(shí)，為整體提升傳輸信號(hào)的質(zhì)量，選擇應(yīng)用壓縮和非壓縮結(jié)合的信號(hào)傳輸方式，并在傳輸信號(hào)的環(huán)節(jié)設(shè)置TER機(jī)房，有效滿足了直接傳輸信號(hào)的需求。同時(shí)，配置編碼器實(shí)現(xiàn)信號(hào)與解碼的轉(zhuǎn)換，使長(zhǎng)途傳輸信號(hào)達(dá)到最佳狀態(tài)，高效解碼HD—SD信號(hào)。此外，該公司在應(yīng)用壓縮和非壓縮結(jié)合的傳輸方式時(shí)，應(yīng)用1+1傳輸方式，達(dá)到傳輸信號(hào)的最佳狀態(tài)。在應(yīng)用光纖傳輸信號(hào)時(shí)，有必要應(yīng)用壓縮和非壓縮結(jié)合的傳輸方式，滿足當(dāng)下廣電網(wǎng)絡(luò)傳輸信號(hào)的需求。

3.3 光纖傳輸技術(shù)的具體應(yīng)用

某市廣電信號(hào)覆蓋人口超過1000萬，且該市的總面積超過2500平方公里，下轄30多個(gè)區(qū)鎮(zhèn)，有100多萬戶有線廣播電視用戶。鑒于此，該市廣電網(wǎng)絡(luò)公司在傳輸信號(hào)的過程中，為整體提升傳輸信號(hào)的質(zhì)量，全面應(yīng)用光纖傳輸技術(shù)，在全市范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)雙向網(wǎng)絡(luò)升級(jí)和優(yōu)化改造。同時(shí)，廣電網(wǎng)絡(luò)公司把非壓縮信號(hào)傳輸方式作為傳輸信號(hào)的主體方式，整體提升聲音的悅耳度以及圖像的清晰度；緩解在傳統(tǒng)傳輸過程中存在的傳輸效率偏低的突出問題，使載噪比維持在C/N≥52dB的狀態(tài)；通過應(yīng)用光纖傳輸技術(shù)，該市的廣電網(wǎng)絡(luò)公司順利實(shí)現(xiàn)了CSO≥64dB以及CTB≥55dB的信號(hào)傳輸目標(biāo)，優(yōu)化了圖像質(zhì)量，達(dá)到傳輸信號(hào)的最佳狀態(tài)。

光纖傳輸是性能較高的一種通信網(wǎng)絡(luò)，它是最理想的高質(zhì)量視、音頻實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)傳輸介質(zhì)。隨著光纖傳輸技術(shù)被越來越廣泛地應(yīng)用于廣電信號(hào)傳輸，各地已經(jīng)基本形成以光纖作為傳輸介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)。

[1]袁圣.微波信號(hào)光纖傳輸技術(shù)與應(yīng)用[J].通訊世界，2015（02）：78

[2]鄧煌.關(guān)于現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)的應(yīng)用探討[J].中國(guó)新通信，2016（05）：60

[3]姜楠.廣播電視信號(hào)傳輸中光纖傳輸技術(shù)應(yīng)用分析[J].新媒體研究，2016（11）：34+36

[4]余芳.光纖傳輸技術(shù)在廣播電視信號(hào)傳輸中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（11）：91

[5]齊立志,劉天威.光纖通信技術(shù)在廣播電視傳輸中的應(yīng)用[J].西部廣播電視，2015（10）：231

審稿人：周速飛 內(nèi)蒙古廣播電視網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)有限公司正高級(jí)工程師

責(zé)任編輯：王學(xué)敏

TN914.3

B

2096-0751（2017）03-0020-03

武 珍 內(nèi)蒙古廣播電視網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)有限公司 工程師