基于光纖傳輸技術(shù)的廣播電視系統(tǒng)完善路徑研究

夏姜坡

河南電視臺新聞中心，河南鄭州 450000

基于光纖傳輸技術(shù)的廣播電視系統(tǒng)完善路徑研究

夏姜坡

河南電視臺新聞中心，河南鄭州 450000

光纖傳輸技術(shù)已經(jīng)成為廣播電視系統(tǒng)應(yīng)用中的最重要技術(shù)之一。本文通過文獻研究，在分析現(xiàn)實存在的3點問題基礎(chǔ)上，提出選擇最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)傳輸容量、適當增加光節(jié)點數(shù)、根據(jù)實際情況選擇傳輸方式、深化與運營商合作的4點建議，以期推進廣播電視系統(tǒng)完善路徑研究。

光纖傳輸技術(shù)；廣播電視系統(tǒng)；完善路徑

廣播電視信號傳輸技術(shù)有光纖傳輸技術(shù)、衛(wèi)星傳輸技術(shù)、微波傳輸技術(shù)，光纖傳輸技術(shù)作為核心技術(shù)之一，擁有成本低、傳輸損耗低、抗干擾強、耐腐蝕等明顯優(yōu)勢，滿足了當前廣播電視系統(tǒng)發(fā)展的需要，所以成為電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)融合背景下越來越重要的傳輸技術(shù)。但在實踐中，光纖傳輸技術(shù)與廣播電視系統(tǒng)的結(jié)合存在一些問題，本文首先介紹了光纖傳輸技術(shù)，再歸納出應(yīng)用過程中的幾點不足，最后提出4點完善建議。

1 光纖傳輸技術(shù)

1.1 光纖傳輸物理原理

光纖傳輸需要通過光纜來傳導(dǎo)，光纜是一定數(shù)量光纖的集合。光導(dǎo)纖維是一種傳輸光能的波導(dǎo)介質(zhì)，一般由纖芯和包層組成，廣泛應(yīng)用于傳輸廣播電視信號。光信號通過光導(dǎo)纖維傳輸?shù)倪^程就叫光纖傳輸。

光纖傳輸利用的是光波折射原理：當光波在玻璃介質(zhì)內(nèi)傳播時，會發(fā)生折射現(xiàn)象，在纖芯中的折射率更高，在光纖界面則可以完全反射，由于光波在包層中的折射現(xiàn)象不明顯，因此絕大部分光信號只在纖芯中傳播。光導(dǎo)纖維作為一種良好的光導(dǎo)介質(zhì)，信號遠距離傳輸損耗低，本身材質(zhì)價格相對低廉，所以適用于光信號的傳輸。

1.2 光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要由光發(fā)射機、光接收機、中繼器以及不同的藕合器件、連接器構(gòu)成，如圖1所示。

圖1 光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

光發(fā)射機系統(tǒng)由光源、驅(qū)動器、調(diào)制器組成，調(diào)制器首先將光源發(fā)出的光波信號和廣播電視音頻產(chǎn)生的電信號進行調(diào)制轉(zhuǎn)換，然后通過耦合器將調(diào)制好的光信號藕合進光纖中，以完成電/光信號的轉(zhuǎn)換。

中繼器系統(tǒng)由光源、光信號檢測器、再生電路等部件構(gòu)成，它的運行機制是先通過光信號檢測器，檢測光纖傳輸過程中耗損的光信號，然后以放大、補償?shù)姆绞綄δ切┌l(fā)生變化的微弱光信號進行細微調(diào)整，調(diào)整成穩(wěn)定可靠地光信號，以保證光信號的傳輸質(zhì)量。如果光信號在傳輸過程中受到外界的干擾而出現(xiàn)比較嚴重的失真變化情況，中繼器可以持續(xù)地對光波信號進行調(diào)整，以保證光信號的正常傳輸。

光接收機包括光檢測器、放大器、均衡器等部件，它的運作機制如下：光檢測器首先將檢測到的光信號轉(zhuǎn)換回電信號，然后通過放大器和均衡器，將還原回的電信號進行第二次放大，最后傳輸?shù)接脩舳耍鸵愿鞣N樣式的聲音或圖像等方式呈現(xiàn)在用戶面前。

藕合器件與連接器一般安裝于光纖之間、光纖與光接收機之間。光纖傳輸在實際生活中運用時，由于光纜長度不夠、質(zhì)量不合格、光纖本身長度限制、光纖通道負荷過重等問題因素容易干擾光波信號的傳輸，因此耦合器件與連接器就顯得很有必要，在光纖之間、光纖與光纖接收機之間進行耦合連接，以保證光纖連接效果與信號傳輸質(zhì)量。

1.3 光纖傳輸技術(shù)特點

光纖傳輸技術(shù)具有“兩低”“四強”六大特征，“兩低”即成本低、傳輸損耗低，“四強”即抗干擾性強、耐腐蝕性強、耐高溫性強、耐濕強。

1.3.1 成本低、傳輸損耗低

光纖傳輸技術(shù)要用到的光纜和光設(shè)備價格大幅降低，材料與設(shè)備建設(shè)成本較低；導(dǎo)線的制作材料由銅鐵升級為石英，大大減輕了光纖的重量，有利于纜線鋪設(shè)，降低了光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本。

信號損耗在傳輸過程中不可避免，但光纖技術(shù)的損耗相對較低。在使用光纖傳輸信號的時候，傳輸距離越長，從光發(fā)射機發(fā)射的光波強度會逐漸衰減，導(dǎo)致?lián)p耗產(chǎn)生。但是，已有研究表明，與其他技術(shù)相比，使用光纖技術(shù)產(chǎn)生的信號損耗很低，當單模光纖的波長為1300納米時，光纖耗損只有0.33dB每千米；波長為1500納米時，光纖損耗僅僅0.24dB每千米。[1]此外，光纖技術(shù)使用的激光器通常都具有較高的線性，這就使光波信號的本來形式不容易改變，從而降低了傳導(dǎo)過程中的損耗，增強了傳輸?shù)陌踩?、可靠性?/p>

1.3.2 抗干擾性強、抗腐蝕性強、耐高溫性強、耐濕強

長期以來，對于基層區(qū)隊的工作開展而言，其中的基層區(qū)隊負責人員擁有一定的微權(quán)力，主要體現(xiàn)為班隊長的選拔提升、工資的分配管理以及企業(yè)工作崗位的調(diào)控管理等不同的方面，由此易于導(dǎo)致以權(quán)謀私、設(shè)置私人小金庫的現(xiàn)象發(fā)生，形成不良的風氣，同時，相較于從前，當前所采用的方式呈現(xiàn)出較為隱秘、易于形成變化等顯著的特征。在本次的研究過程中，通過對內(nèi)蒙古上海廟礦業(yè)有限責任公司的深入調(diào)查和分析發(fā)現(xiàn)，由于遭受到了歷史發(fā)展過程中的原因方面的限制與影響，導(dǎo)致企業(yè)的紀檢監(jiān)察工作人員的配備數(shù)量嚴重不足，再加上所需要監(jiān)督與管控的范圍十分廣泛，使得基層區(qū)隊的紀檢監(jiān)察工作面臨著很大的困難。

光纖傳輸技術(shù)抗干擾性強，因為纜線具有絕緣性，所以用戶在利用光纖的傳輸信號時候，可以免受電磁場的影響。另外，從制作光纖的主要材料石英來分析，再加上其他的保護措施，使其不僅具有良好的抗腐蝕性和耐高溫性，在潮濕的環(huán)境下也可以保持很好的性能。所以，光纖技術(shù)的這些優(yōu)點都可以減小信號丟失或耗損發(fā)生的概率，為光波信號的完整的傳輸提供了保障，較為可靠。

2 光纖傳輸技術(shù)應(yīng)用過程中的不足

2.1 傳輸容量浪費

在廣播電視系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)完善過程中，某些地區(qū)單純追求擴大規(guī)模效應(yīng)，把大量資本投入到增加設(shè)備容量上。[2]比如采購1 000MHz的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，價格相對750MHz和850MHz的設(shè)備昂貴很多，卻又不能解決根本問題，脫離了實際需求，造成了資金的浪費、資源的閑置。

2.2 節(jié)點較少，節(jié)點設(shè)置缺乏整體規(guī)劃

現(xiàn)在光纜在城區(qū)的普及程度大大增加，但還是不能和電纜的普及程度相提并論。相比之下，城區(qū)周邊的散戶以及農(nóng)村等偏遠地區(qū)，光節(jié)點數(shù)量較少。節(jié)點設(shè)置沒有從城鄉(xiāng)布局的整體來規(guī)劃，設(shè)置不合理。

2.3 廣電與運營商合作深度不夠

在三網(wǎng)融合的背景下，廣電與運營商的合作深度不夠。比如對信息化傳輸?shù)馁|(zhì)量不高，傳輸過程仍存在安全性、可靠性的問題，廣播電視信號覆蓋面積小，廣播電視信號傳輸?shù)馁|(zhì)量效果在郊區(qū)比較差等問題，這些都亟待解決。

3 廣播電視系統(tǒng)完善路徑分析

基于未來幾年廣播電視系統(tǒng)要實現(xiàn)全高清播出的發(fā)展目標、4K技術(shù)的不斷成熟以及新的視音頻技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，光纖傳輸具有現(xiàn)實的可靠性和發(fā)展的前瞻性。本文就光纖傳輸技術(shù)在應(yīng)用過程中如何揚長避短提出四點針對性建議，以期促進廣播電視系統(tǒng)的發(fā)展。

3.1 選擇最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)傳輸容量

理論上擴大傳輸容量能滿足更多用戶需要，但結(jié)合實際應(yīng)選擇最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)傳輸容量。廣播電視系統(tǒng)的路徑完善不能單純的靠擴大網(wǎng)絡(luò)設(shè)備容量，這樣的做法脫離了廣播電視系統(tǒng)完善的實際。根據(jù)實踐數(shù)據(jù)預(yù)測表明，在未來幾年，廣播電視的網(wǎng)絡(luò)傳輸量在550套以內(nèi)，數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)信號的整體轉(zhuǎn)換也使傳輸?shù)娜萘繙p少很多，550套電視節(jié)目的數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)一般都不會超過700MHz，所以850MHz的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備已經(jīng)能夠滿足實際的最大需要，選擇850MHz的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是目前最優(yōu)的廣播電視系統(tǒng)完善策略。

3.2 適當增加光節(jié)點數(shù)、加強整體規(guī)劃

廣播電視系統(tǒng)完善可以適當增加光節(jié)點數(shù)目。現(xiàn)在一般標準是300～500戶設(shè)置一個光節(jié)點，目前市面上的光纜線價格僅為電纜線價格的1/2，光接收機價格只比信號放大機貴兩倍左右，所以廣播電視系統(tǒng)以后的發(fā)展趨勢是光節(jié)點數(shù)目越來越多，越來越小。雖然純光纖網(wǎng)絡(luò)很好，但前期投入太大，所以應(yīng)適當增加光節(jié)點數(shù)目，其標準可以如下計算：在城區(qū)用戶集中的地段或小區(qū)按200～300戶一個光節(jié)點計算，或者13個至17個單元樓設(shè)置一個光節(jié)點；在郊區(qū)的部分地區(qū)，按兩級放大來設(shè)置一個光節(jié)點。[3]這樣不僅節(jié)省了電纜大量的鋪設(shè)費用，還減少了放大器的數(shù)量和級聯(lián)數(shù)。此外，要加強協(xié)調(diào)各部門統(tǒng)一規(guī)劃布局。新建、改建機房明確使用光纖傳輸方式，合理配置相關(guān)設(shè)備。老舊機房由臺主要技術(shù)部門負責增加光纖傳輸設(shè)備，合理規(guī)劃布局，正確評估其使用壽命，避免浪費。所以，適當增加光節(jié)點數(shù)目，加強整體規(guī)劃布局，對廣播電視系統(tǒng)的完善大有助益。

3.3 根據(jù)實際選擇傳輸方式

壓縮傳輸方式與非壓縮傳輸方式各具特色，可以按實際需要進行選擇。非壓縮傳輸主要用于傳輸現(xiàn)場直播的信號，演播室、播控機房、非線機房以及全臺網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)傳輸，全面使用光纖取代電纜，其優(yōu)點多于缺點；壓縮傳輸方式則具有較強的獨立性，主要用于非線編輯系統(tǒng)的素材采集、傳輸和在線播控系統(tǒng)的素材遷移等。壓縮與非壓縮結(jié)合的方式有兩者的優(yōu)點，適用于廣播信號傳輸較多的地區(qū)。根據(jù)不同的需要選擇不同的方式，是優(yōu)化廣播電視系統(tǒng)的關(guān)鍵。

3.4 加強與運營商的合作

廣電要深化與運營商的合作，不斷滿足用戶更高的需求。針對存在的不足，可以將光纜資源充分利用，創(chuàng)新傳送網(wǎng)本地傳輸?shù)慕M合方式，為用戶提供更高效的服務(wù)；擴大廣播電視信號的覆蓋范圍，使更多的用戶享受到便捷的服務(wù)；加強廣播信號的傳輸質(zhì)量，保證信號傳輸過程的安全、可靠，為用戶提供更滿意的服務(wù)。

[1]崔建生.光纖技術(shù)分析及其廣播電視信號傳輸?shù)膽?yīng)用[J].信息通信，2014（10）：274.

[2]張海濤.光纖技術(shù)在廣播電視信號傳輸中的應(yīng)用分析[J].科技傳播，2016（20）：56-57.

[3]姜秋萍.廣播電視信號傳輸中光纖技術(shù)的運用[J].西部廣播電視，2015（3）：173.

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1674-6708（2017）192-0039-03

夏姜坡，河南電視臺新聞中心。