光纖傳輸技術(shù)在有線電視網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

時(shí)間:2022-03-25 11:05:48

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光纖傳輸技術(shù)在有線電視網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

摘要:以光纖傳輸技術(shù)為切入點(diǎn),對(duì)其在有線電視網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用進(jìn)行了較為詳細(xì)的研究。作者在文章開頭首先介紹了光纖傳輸技術(shù)和有線電視網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的概念,接著對(duì)光纖傳輸技術(shù)在有線電視網(wǎng)設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了分析,最后例舉了光纖傳輸在有線電視中的具體應(yīng)用。希望通過本文的研究能夠給廣大同業(yè)技術(shù)人員提供一些工作參考和借鑒,促進(jìn)光纖傳輸技術(shù)的發(fā)展進(jìn)而推動(dòng)我國(guó)有線電視網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的進(jìn)步。

關(guān)鍵詞:光纖傳輸技術(shù);光信號(hào);有線電視

1光纖傳輸技術(shù)概述及光纖傳輸技術(shù)原理

1.1光纖傳輸技術(shù)概念。以光導(dǎo)纖維為介質(zhì)對(duì)數(shù)據(jù)和信號(hào)進(jìn)行傳輸?shù)募夹g(shù)我們稱之為光纖傳輸技術(shù),光纖傳輸技術(shù)在進(jìn)行傳播時(shí)以光波作為載波,通過光纜將有用的數(shù)據(jù)和信號(hào)傳送到各個(gè)地區(qū),并向用戶傳輸數(shù)據(jù)和信息。這種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于不僅能夠?qū)Υ髷?shù)據(jù)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行快速傳輸,還能讓不同地區(qū)的人們擁有密切的交流和聯(lián)系,給世界各地人們的生活帶來了便利。光纖傳輸?shù)慕橘|(zhì)光導(dǎo)纖維采用的是壽命較長(zhǎng)、可以保持長(zhǎng)久使用,且純度較高的玻璃制作而成,這種傳輸技術(shù)對(duì)于有線電視網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)是一種科學(xué)性較高的傳輸途徑。1.2光纖傳輸技術(shù)原理。一般來說,信號(hào)源、有線電視機(jī)房設(shè)備、前端光發(fā)射設(shè)備、信號(hào)傳播網(wǎng)絡(luò)以及末端光接收終端共同組成了有線電視光纖傳輸系統(tǒng)。其中光源、光放大模塊以及光調(diào)制器是前端光發(fā)射設(shè)備的主要結(jié)構(gòu),它將有線電視前端的電信號(hào)進(jìn)行調(diào)制和處理轉(zhuǎn)換成光信號(hào),這部分光信號(hào)通過光纖沿著一定的物理傳輸鏈路,從前端傳輸?shù)焦饨邮战K端完成信號(hào)和信息的傳送;最終的光接收終端主要由光檢測(cè)器和放大器組成,首先傳送至光接收終端的光信號(hào)經(jīng)過光檢測(cè)器的檢測(cè)并轉(zhuǎn)換成為電信號(hào),實(shí)現(xiàn)從光信號(hào)到電信號(hào)的轉(zhuǎn)變,再通過放大器將轉(zhuǎn)換的較為微弱的電信號(hào)進(jìn)行放大,直至達(dá)到系統(tǒng)需要為止,接著將符合要求的電信號(hào)送入電纜網(wǎng)絡(luò)。這一過程就實(shí)現(xiàn)了將由信號(hào)源發(fā)射的電信號(hào),轉(zhuǎn)換成光信號(hào)經(jīng)由光纖傳輸,再轉(zhuǎn)換成為電信號(hào),獲取相應(yīng)的聲音、圖像、視頻這一過程。圖1如圖1所示,為光纖傳輸系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖,其中系統(tǒng)中包含有調(diào)制信號(hào)的光纖線路總前端就是圖中的光發(fā)射端機(jī)(前端光發(fā)射設(shè)備),它能夠?qū)㈦娦盘?hào)信息轉(zhuǎn)化成為光脈沖信號(hào),且與原電信號(hào)為等效信號(hào);光脈沖信號(hào)在沿著光纖線路進(jìn)行移動(dòng)中不會(huì)發(fā)生能量損耗(光的全反射原理:“當(dāng)光的入射角大于臨界角時(shí),光不會(huì)發(fā)生折射,也不會(huì)產(chǎn)生能量損耗,全部光線和能量都會(huì)沿著既有線路向前傳輸”),利用這一特點(diǎn)我們制作出了光纜,這樣數(shù)據(jù)和信息就會(huì)隨著光脈沖在光纜中進(jìn)行快速、完整的傳輸。在實(shí)際操作中,如果傳播距離較遠(yuǎn)即進(jìn)行長(zhǎng)距離傳播時(shí),可以采用中繼放大的方法不斷提高光的功率,加強(qiáng)信號(hào)。如圖在光接收端使用放大器將光檢測(cè)器檢測(cè)到的微信號(hào)進(jìn)行放大處理。值得一提的是,光信號(hào)在傳輸過程中沒有損耗只是一個(gè)理想狀態(tài),實(shí)際傳輸中,我們要做的是盡可能減少光信號(hào)在傳輸過程中的損耗,而為了做到這一點(diǎn)就必須保證光纖材料質(zhì)地均勻、無雜質(zhì)。

2光纖傳輸技術(shù)在有線電視網(wǎng)絡(luò)中的優(yōu)勢(shì)分析

隨著有線電視網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展,電視信號(hào)需要傳輸?shù)木嚯x越來越遠(yuǎn),在其設(shè)計(jì)中再使用過去傳統(tǒng)的電纜傳播技術(shù)已經(jīng)無法更好的滿足信號(hào)傳輸需求,取而代之,光纖傳輸方式以其低損耗性、良好的穩(wěn)定性、高度的可靠性成為了現(xiàn)階段有線電視長(zhǎng)距離傳輸?shù)闹饕α?、總結(jié)起來,光纖傳輸技術(shù)在有線電視網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì)包括以下幾點(diǎn):2.1傳輸距離長(zhǎng)。光信號(hào)在光導(dǎo)纖維中的能量損耗極小。數(shù)據(jù)信號(hào)在傳統(tǒng)的電纜中衰減量較大,因此為了保證信號(hào)接收的質(zhì)量就必須在傳輸途中增加中繼放大器,另外即便采用了中繼放大器,傳輸距離也不易超過十公里,因?yàn)槿绻麄鬏斅窂竭^遠(yuǎn),信號(hào)在傳輸過程中使用中繼數(shù)量增多,會(huì)對(duì)中繼放大器產(chǎn)生的噪聲和失真程度進(jìn)行累加,對(duì)信號(hào)質(zhì)量造成影響,進(jìn)而影響電視收看質(zhì)量。相比較來說,通常光信號(hào)在光導(dǎo)纖維中每公里的衰減不超過0.4dB,按照這一數(shù)據(jù)分析,有線電視的傳輸系統(tǒng)能夠做到在三十公里內(nèi)不需要設(shè)置中繼,這一距離基本能夠滿足大多數(shù)的有線電視網(wǎng)絡(luò)干線的傳輸距離,因此光纖傳輸在很大程度上提升了系統(tǒng)的簡(jiǎn)易明了性、增加了系統(tǒng)的可靠程度。2.2傳輸容量大。傳輸容量大是光纖傳輸技術(shù)的另一明顯優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)的同軸電纜或者微波多路電視分配系統(tǒng)通常只能對(duì)一路電視進(jìn)行傳輸,傳輸?shù)娜萘坑邢?,已無法滿足當(dāng)前用戶對(duì)電視節(jié)目接收的需求;而現(xiàn)階段光纖多路傳輸系統(tǒng)的傳輸頻率普遍,高于40兆赫,最高可達(dá)到80兆赫,超過60路的電視信號(hào)都能夠通過一根光纖進(jìn)行傳輸,如果選用多芯光纜傳輸?shù)娜萘窟€會(huì)成倍的增加,能夠?yàn)橛芯€電視用戶提供更好的服務(wù)。2.3傳輸質(zhì)量高。電纜傳輸和微波網(wǎng)傳輸在傳輸途中必須增加數(shù)個(gè)中繼放大器,每經(jīng)過一個(gè)中繼放大器都會(huì)產(chǎn)生一定的噪音,對(duì)傳輸信號(hào)造成一定的影響。而光纖傳輸中光信號(hào)損失極少,在傳輸過程中不需要中繼放大,因此并不存在噪聲疊加。此外,在光纖維傳播過程中光頻噪聲和光纖維傳播系統(tǒng)的非線性很小,因此不需要調(diào)制、解調(diào)等過程,最大程度的對(duì)傳輸信號(hào)進(jìn)行了保真。2.4抗干擾性強(qiáng)。石英是組成光纖維的基本成分,它具有良好的導(dǎo)光性,也是極佳的絕緣體,能夠?qū)Ч鈪s不能導(dǎo)電,因此不會(huì)受到電磁場(chǎng)的影響;換句話說在以石英為基本成分的光纖維中傳輸?shù)墓庑盘?hào)同樣不會(huì)受到電磁場(chǎng)的任何影響,因此電磁干擾和其他一些工業(yè)干擾都不會(huì)對(duì)光纖產(chǎn)生影響,即光纖具有極強(qiáng)的抗干擾性。2.5使用壽命長(zhǎng)工作可靠性高。一般情況下,如果光纖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)科學(xué)合理,且安裝過程無誤符合要求,那么它的可靠性通常極高,使用壽命也較長(zhǎng),在無故障情況下有效工作時(shí)間可以達(dá)到50萬至80萬小時(shí)。其中,光纖系統(tǒng)中光發(fā)射機(jī)中的激光器是最易消耗的部件,平均使用壽命也能夠達(dá)到二十五年左右。

3光纖傳輸技術(shù)在有線電視網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

3.1現(xiàn)場(chǎng)直播電視節(jié)目?,F(xiàn)階段我國(guó)有線電視節(jié)目和信息的傳輸已離不開光纖技術(shù),因此對(duì)電視節(jié)目中廣纖技術(shù)進(jìn)行研究具有極大的現(xiàn)實(shí)意義。光纖傳輸?shù)陌l(fā)展在我國(guó)南北方有一定的差距,我國(guó)南方經(jīng)濟(jì)較北方更先進(jìn)發(fā)達(dá)一些,當(dāng)前以光纖傳輸為主的廣播電視臺(tái)已經(jīng)基本取代了地面上的衛(wèi)星臺(tái)。光纖技術(shù)以其良好的效果推進(jìn)了廣播技術(shù)的覆蓋和傳播。另外,電視信號(hào)傳輸?shù)牧硪粋€(gè)重要的方面為光纖的并聯(lián)應(yīng)用,借助光纖的并聯(lián)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)同一時(shí)間多個(gè)地方的直播通過一個(gè)地面衛(wèi)星進(jìn)行信號(hào)支持,最具有代表性的實(shí)例就是演播大廳的主持人可以在同一時(shí)間跟不同地區(qū)的記者或者特派員進(jìn)行連線溝通,在保證有線電視信號(hào)傳輸質(zhì)量的同時(shí)提升了電視機(jī)前觀眾的視聽感受。3.2有線電視。HFC寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)HFC是HybridFiber-Coaxial的縮寫,它是既包括光纖又包括同軸電纜的一種混合型網(wǎng)絡(luò),具體是指在服務(wù)區(qū)采用光纖干線傳輸,在支線采用同軸電纜技術(shù)進(jìn)行信號(hào)傳輸?shù)囊环N方式;HFC寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)是在傳輸眾多有線電視節(jié)目的同時(shí)還能夠?qū)?shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行傳輸。HFC主要由三部分構(gòu)成,分別為前端、光節(jié)點(diǎn)和使用用戶,前端同樣起對(duì)數(shù)據(jù)、信號(hào)進(jìn)行發(fā)送和接收的作用;光節(jié)點(diǎn)由地區(qū)的電視臺(tái)根據(jù)某一特定范圍內(nèi)上網(wǎng)用戶的數(shù)量進(jìn)行設(shè)立,它起著將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成為電信號(hào)的作用。HFC寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)與純粹的光纖網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)的電纜網(wǎng)絡(luò)都有一定的區(qū)別,它是一種雙向傳輸式網(wǎng)絡(luò),在前端需要進(jìn)行電信號(hào)與光信號(hào)的轉(zhuǎn)變,當(dāng)進(jìn)入用戶區(qū)后需要將光信號(hào)再轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。理想狀態(tài)下,HFC寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)具有更高的傳輸質(zhì)量、更多的傳輸容量以及更遠(yuǎn)的傳輸距離。

總結(jié)來說,光纖傳輸技術(shù)是信息高速發(fā)展的產(chǎn)物,光纖傳輸技術(shù)的應(yīng)用推動(dòng)了我國(guó)廣電行業(yè)的不斷進(jìn)步,在提高信息傳輸信號(hào)穩(wěn)定性的同時(shí)也增加了信號(hào)傳輸?shù)撵`活性。當(dāng)前我們對(duì)光纖技術(shù)的探索研究方面取得了喜人的成果,但我們不能滿足現(xiàn)狀,應(yīng)該緊跟時(shí)代的步伐繼續(xù)努力爭(zhēng)取取得更大的進(jìn)步以促進(jìn)廣播電視行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[2]馬忠智.廣播電視信號(hào)傳輸中的光纖傳輸技術(shù)[J].電子信息技術(shù)與軟件工程,2014,(12):74-77,

作者:丁衛(wèi)華 單位:大連天途有線電視網(wǎng)絡(luò)股份有限公司莊河分公司