光纖傳輸技術(shù)在有線電視信號傳輸中的應(yīng)用分析

◎吳爭先

(山東省青島市萊西市南墅鎮(zhèn)人民政府，山東 青島 266613)

現(xiàn)階段，人們提高了對信息的多元化要求，光纖技術(shù)通過相應(yīng)載體，能夠把光波有效轉(zhuǎn)換為信號，關(guān)于信號的重點傳輸對象，現(xiàn)已在諸多領(lǐng)域中實現(xiàn)了大范圍應(yīng)用。如果將其在有線電視信號傳輸過程中使用，可讓信息傳輸?shù)馁|(zhì)量與效率大幅度提高。怎樣將該技術(shù)實用性價值發(fā)揮最大限度的發(fā)揮，如何將這一技術(shù)更好地應(yīng)用，是每位從業(yè)人員的重點研究課題。

一、基本概述

對于光纖傳輸技術(shù)而言，其用于信息傳播媒介為光波，并通過光纜實現(xiàn)傳輸信號。一般情況下，在其實際傳輸中，信號會憑借光波發(fā)射裝置實現(xiàn)光波發(fā)射，由此讓光波轉(zhuǎn)化變成光信號，進而讓接收器將其接收后再變?yōu)殡娦盘?，完成上述流程之后繼器所接收到的電信號進行有效整合，最終得以被輸送至終端。關(guān)于這個傳輸過程，多種因素會直接產(chǎn)生對傳輸質(zhì)量的影響，為此需要利用這項技術(shù)針對受到影響而出現(xiàn)變化的信號及時修正。

現(xiàn)階段，在國內(nèi)有線電視的信號傳輸中已經(jīng)運用了IP TV和OTT TV，這也大幅度提高了傳輸質(zhì)量。對于IP TV業(yè)務(wù)來講，電視是其顯示終端，通過優(yōu)良音頻及視頻解碼能力的數(shù)字設(shè)備或者是機頂盒實現(xiàn)終端轉(zhuǎn)換，而且僅需遙控器便能輕松操控。在其IP網(wǎng)絡(luò)方面，不僅互動多媒體QoS/QoE功能十分強大，還擁有理想的交互性能。有關(guān)RTSP內(nèi)容編碼相對常見的是H. 264CBR編碼，以此充分保障呈現(xiàn)的視頻質(zhì)量，可將其應(yīng)用在直播、點播等場景中。這項業(yè)務(wù)進行相關(guān)內(nèi)容應(yīng)用時必須采取專門服務(wù)器，一方面流程運行十分復(fù)雜，另一方面對于網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量有較高的需求，具體體現(xiàn)在時延、畫面抖動以及帶寬方面?；诜?wù)質(zhì)量層面分析，RTSP方式質(zhì)量相對較高；在業(yè)務(wù)功能層面，該方式不僅僅是全面直播，也會對點播予以支持[1]。關(guān)于OTT TV業(yè)務(wù)，因為互聯(lián)網(wǎng)屬于其傳輸介質(zhì)，若進行集成播控則應(yīng)該得到批準后，綁定一體機或者是機頂盒，為其提供有關(guān)增值業(yè)務(wù)或者是一系列的管控服務(wù)。從當前發(fā)展形勢來看，OTT TV不僅逐漸演化成主流趨勢，而且此模式也逐漸向規(guī)范化發(fā)展。

二、通信原理

在具體應(yīng)用中，通常在頻率給定的情況下，通過二進制數(shù)字進行出現(xiàn)與消失光載波的表征，至于亮度調(diào)制主要利用檢波器發(fā)出響應(yīng)；在光發(fā)射設(shè)備中安置光放大器，旨在讓入纖進一步提高光功率，也能讓線路整體光功率滿足實際的系統(tǒng)要求；在建筑群面積較大或者是樓宇之間距離較遠的情況下，通過中繼放大能實現(xiàn)傳輸距離的進一步延伸，以此提升光功率實現(xiàn)遠途傳輸，在其傳輸鏈路中應(yīng)注意產(chǎn)生的光纖色散問題，通常會利用色散位移的方式校正光纖，至于接收端則是通過光電檢測設(shè)施進行信號檢測，放大器會有效放大微信號，由此對電纜網(wǎng)絡(luò)加以激勵[2]。

將所有源信息首先向接收端傳遞然后才是用戶端，達成此目的需利用光纖通信系統(tǒng)。信息如果想保證其無損傷，則需要光纖擁有優(yōu)良的傳輸性能，因此就要保障光纖材質(zhì)不僅沒有雜質(zhì)而且均勻，但以上僅為一種理想狀態(tài)，現(xiàn)實中的任何光纖均難以保證沒有色散且無損耗。依據(jù)物理光學(xué)，關(guān)于光的傳輸使用主要是波動光學(xué)與射線光學(xué)這兩大理論。后者對很多模光纖更方便獲得清楚直觀的分析結(jié)果，一般會以光射線取代光能量的方式進行傳輸；而前者則是將光視為一種經(jīng)典電磁場進行處理，基于磁場邊界以及波動方程，現(xiàn)實波導(dǎo)中相應(yīng)的場結(jié)構(gòu)。針對傳輸光信號而言，不可以進行光纜分支，僅是進行的連接。關(guān)于其基本拓撲結(jié)構(gòu)類型如下：

首先，直通網(wǎng)絡(luò)。該結(jié)構(gòu)擁有更高的速率，一般速率是幾Mbps至幾百Mbps時，可以達到5K—6K的傳播，主要應(yīng)用在大型計算器。

其次，星型網(wǎng)絡(luò)。該結(jié)構(gòu)能直接通過一條光纖，實現(xiàn)總前端到每個分光平臺之間的相連，然后將分光平臺視為一個中心點，朝周圍以光纜形式進行星形輻射，而且光節(jié)點和中心點之間使用一根光纖便可以直達，信號在光節(jié)點位置被接收，該結(jié)構(gòu)不同于環(huán)形或者是總線結(jié)構(gòu)，采取的是模式為“總前端——分前端”“分前端——光節(jié)點”，各級鏈路均進行點和點之間的傳輸，全部信號都與中心交換機實現(xiàn)交換[3]。

最后，環(huán)型網(wǎng)絡(luò)。也就是通過光纜線路進行環(huán)型敷設(shè)，然后在環(huán)上安設(shè)相應(yīng)的再分配點，這樣通信信號會從總前端借助某一個光纖沿環(huán)方面向配點直接輸送，同時另一方向也會將信號傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)，利用光開關(guān)做到自動切換，另外這兩個方向的通信信號彼此是熱備份，利用該結(jié)構(gòu)可以大幅提升安全系數(shù)，避免由于中斷某一方向通信信號導(dǎo)致用戶沒有信號。

三、主要優(yōu)勢

因為光屬于光纖傳輸?shù)闹饕盘杺鬏斀橘|(zhì)，和其他常見傳輸技術(shù)對比，傳輸?shù)恼麄€過程十分穩(wěn)定，光纖系統(tǒng)在傳播中，還能夠?qū)︻愋筒煌碾娨暪?jié)目數(shù)據(jù)進行光信號的有效轉(zhuǎn)化。同時，因為有線電視相對分散的光纖傳播系統(tǒng)，可以集中管理光信號，雖然衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)也能進行傳輸，但是，由于其不僅傳輸質(zhì)量不理想，并且，沒有優(yōu)良的交互性。所以，在其進行信號傳輸時，會采取光纖傳輸模式，有效運用這項技術(shù)還能為電視信號質(zhì)量提供保障。除此之外，這一技術(shù)的應(yīng)用能突破微波傳輸?shù)蔫滂簦乐箓鬏斣肼暤漠a(chǎn)生并降低電磁波帶來的干擾，確保電視信號的整體傳播效果。關(guān)于直播節(jié)目內(nèi)容的轉(zhuǎn)播，該技術(shù)的應(yīng)用在一定程度上直接提升直播信號自身的穩(wěn)定性，尤其是在線直播時使用該技術(shù)，信號能夠被及時發(fā)送到相應(yīng)轉(zhuǎn)播平臺，同時降低轉(zhuǎn)播過程中的延時，雖然傳輸平臺處在不一樣的區(qū)域，但是信號依然會快速輸送到指定的主平臺中，在傳輸信號時便能同步傳輸音頻以及視頻?？傊?，光纖傳輸技術(shù)，一方面可有效防止外部環(huán)境帶來的一系列干擾，另一方面滿足大數(shù)據(jù)傳播的現(xiàn)實要求，進一步提升了電視信號的傳輸穩(wěn)定性。

四、具體應(yīng)用

(一)非壓縮傳輸

其主要是指線路引入的光波進行遠距離的非壓縮信號傳輸，通過距離相對較遠的運輸載體，讓機房信號接收到由終端設(shè)施傳輸?shù)墓獠?。結(jié)合此種傳播模式對直播信號分析，在實際操作過程中對傳輸距離提出嚴格要求。例如在節(jié)目直播過程中，直播現(xiàn)場與轉(zhuǎn)播設(shè)備均需滿足信號傳輸標準，節(jié)目在進行轉(zhuǎn)播時，轉(zhuǎn)播機房不僅要具備轉(zhuǎn)播車，而且要與轉(zhuǎn)播機房之間維持約的距離50m，通過信號轉(zhuǎn)換設(shè)備傳輸信號，與此同時光端機當中的信號類型應(yīng)轉(zhuǎn)化為SDI。在具體應(yīng)用時，將光纖轉(zhuǎn)換成為類型單一的傳輸線路，通過光端機器接收有關(guān)傳輸信號，由此確保接收機器能穩(wěn)定接收到電視節(jié)目。應(yīng)重點關(guān)注的是，如果在現(xiàn)場操作過程中保證信號穩(wěn)定傳輸，工作人員要認清信號是否為公共類型，從而采取電視信號傳輸模式，直接進行用戶信號端的連接，一方面為傳輸速度提供保障，另一方面雙光纜可發(fā)揮其自身作用，保證光波信號更加可靠穩(wěn)定的傳輸。面對上述所提及的情況，即使在實際傳輸過程中出現(xiàn)一些故障，僅需控制主備光纜不超過通信機房與TOC的實際范圍，就能及時轉(zhuǎn)換傳輸設(shè)備，使得信號高效穩(wěn)定傳輸[4]。

(二)壓縮傳輸

這種傳輸思路當前已在有線電視傳輸信號中被廣泛應(yīng)用，借助相關(guān)壓縮設(shè)備用于光波壓縮，在其被壓縮后傳輸至相應(yīng)的傳輸區(qū)域，由此處將高清數(shù)據(jù)向電視傳輸，無論是非壓縮還是壓縮傳輸均存在各自的劣勢及優(yōu)勢。因此，有關(guān)工作人員通常在具體應(yīng)用時會選擇將兩者相結(jié)合，充分發(fā)揮各自優(yōu)勢，盡可能確保傳輸電視信號的質(zhì)量和效率，關(guān)于結(jié)合之后的優(yōu)勢重點表現(xiàn)在光纖的穩(wěn)定傳輸。當前，有線電視在國內(nèi)擁有廣泛的使用范圍，通過結(jié)合這兩個傳輸方式，能夠讓某區(qū)域當中的光端機關(guān)聯(lián)相應(yīng)的光纖，從而進一步提升寬帶感應(yīng)效果，方便在寬帶和差異性信號兩者間建立適應(yīng)目標。通常情況，TER機房會聚集非本地范圍的光纜，通過電路傳輸信號時需要注意，在傳輸HD-SDI信號的基礎(chǔ)上，TER機房能夠和TOC有效交互。距離相對較長的傳輸往往會存在一些技術(shù)障礙，即相關(guān)傳輸數(shù)據(jù)不完整，若想解決該問題應(yīng)采取解碼器，讓信號被壓縮變成解碼模式，之后通過ASI信號將解碼以適配器向IBC機房的傳輸，進而實現(xiàn)HDSDI解碼。

(三)HFC寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)

國內(nèi)廣電單位均積極開展升級和完善傳輸網(wǎng)絡(luò)，將傳統(tǒng)的傳輸載體逐漸向HFC網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)移，這主要是因為HFC網(wǎng)絡(luò)具備較強的抗干擾能力，并且，其也能夠用作雙向網(wǎng)絡(luò)。究其本質(zhì)，其屬于一種光纖同軸網(wǎng)絡(luò)，也是寬帶網(wǎng)絡(luò)的一類，傳輸光纖到指定的服務(wù)范圍，再讓其傳輸?shù)诫娨曤娎|。關(guān)于網(wǎng)絡(luò)，其主要是光纖用于傳輸干線，將電視網(wǎng)絡(luò)與同軸電纜相連接，一方面讓不同節(jié)目接收到傳輸信號傳輸，另一方面還會傳播大量數(shù)據(jù)，擁有可靠性以及抗干擾性。從整體角度來看，不同于傳統(tǒng)電纜網(wǎng)絡(luò)，由于干線部位取替為光纜并能構(gòu)建雙向網(wǎng)絡(luò)，通過擁有更高的傳輸效率，信號能夠被傳輸?shù)礁h的距離。除此之外，其還包括用戶、前端以及光節(jié)點。對于該網(wǎng)絡(luò)的前端而言，負責信號的發(fā)送以及接收，有關(guān)光節(jié)點是將光轉(zhuǎn)換為電信號，進行設(shè)計時要考慮存在有線電視臺的用戶，如果通過有線電視進行上網(wǎng)，需要對樓房進行了相應(yīng)的改造，因為有線電視一般情況僅作為單向通路，只能接收信號，但是通過雙向改造，用戶便能在上網(wǎng)過程中傳播數(shù)據(jù)。

五、發(fā)展建議

(一)日常維護

在維護工作中，重點在于測試實際的發(fā)射光功率，還要對正常的光纖傳輸體系統(tǒng)運行情況進行判斷。工作人員在整個維護期間，應(yīng)該對光纖損耗的趨勢全面了解，選擇具體時間進行光纜檢測，然后把結(jié)果記錄到文件中，通過定期進行數(shù)據(jù)對比分析節(jié)點位置是否有損耗問題發(fā)生。除此之外，對于在光纖傳輸時出現(xiàn)故障的位置也要及時記錄，通過具體的優(yōu)化工作確保光纖線路自身的完整性，對此，不可避免會涉及到光纖線路的搶修，應(yīng)組建一支擁有豐富工作經(jīng)驗的搶修團隊，旨在發(fā)生光纖障礙時能夠有效及時處理，避免光纖故障對正常應(yīng)用有線電視帶來影響。值得注意的是，最好能在故障發(fā)生前對其有效控制，組織專門的檢測人員負責日常的光纖路線修復(fù)，也可以積極宣傳相關(guān)的光纖線路知識，進而提高整體維護意識。另外，還需注意接收端線路側(cè)。發(fā)射光如果正常，但在接收端口位置的光功率相比記錄數(shù)值偏低、或者是數(shù)值為0，這說明在光纖線路中產(chǎn)生較大損耗、傳輸信號過程中發(fā)生中斷問題，因此應(yīng)該及時測試反射設(shè)備。對于這一類型問題產(chǎn)生的主要原因如下：第一，傳輸接頭、光纖熔接位置存在問題或者是光纜裂開。第二，外部因素引發(fā)的問題緣由為管道光纖受損或者是架空光纜，能夠判斷是非接口區(qū)域出現(xiàn)問題。第三，傳輸消耗較大也是一個影響因素，主要是因為光纜質(zhì)量偏低，致使光纜發(fā)生彎曲變形、也可能由于溫度過低而造成光纜較大消耗。如果接收端口的其中一側(cè)是正常的光功率數(shù)值，但是接收機器無法正常運轉(zhuǎn)，工作人員應(yīng)該使用酒精棉球在光纖接頭位置輕輕擦拭，要是依舊無法讓光接收機器進入到正常工作狀態(tài)，則有很大可能是因為機器自身，應(yīng)該將其及時替換，同時故障機器要送至維修店進行檢測，避免獨自維修或者是自由調(diào)試后，因其再次使用而對光纖傳輸效率和速度造成影響[5]。

(三)故障診斷

光纖傳輸技術(shù)如果想充分發(fā)揮其信息傳輸優(yōu)勢，則有必要加大研究故障診斷方法技術(shù)的力度。從實際情況來看，有線電視信號在實際傳輸中該項技術(shù)的引入體現(xiàn)出強大優(yōu)勢，能夠預(yù)見的是在廣播電視領(lǐng)域擁有更加寬闊的發(fā)展空間。面對這一發(fā)展趨勢，技術(shù)人員應(yīng)該以技術(shù)網(wǎng)絡(luò)分布技術(shù)為基礎(chǔ)，積極融入數(shù)據(jù)分析、人工智能等相關(guān)技術(shù)。比如AI技術(shù)，能夠深入感知具體的技術(shù)使用環(huán)境，通過危機思維尋找到技術(shù)存在的使用隱患，至于數(shù)據(jù)分析以及挖掘等技術(shù)能夠較好整合，分析某段時間范圍的信號傳輸情況，由此看到技術(shù)存在的技術(shù)壁壘，有效支持工作人員及時找到隱患位置并順利進行故障排除工作。

(四)信號傳輸配備

針對分控每個頻道，建議運用“鍵控卡+靜切換矩陣”的模式，通過其為播放系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運行提供保障。同樣應(yīng)急播出設(shè)施需要做好配備工作。通常情況下，應(yīng)該綜合考慮錄像設(shè)備的類型多樣性。針對高清電視系統(tǒng)，若是出現(xiàn)緊急情況，便可以將其他頻道所使用的錄像機進行調(diào)用，這樣可以保證電視臺節(jié)目的有效播出。現(xiàn)階段，422倒換器擁有功能成熟、較高運行可靠性的突出優(yōu)勢，因此廣泛使用于有線電視播放中，該項倒換器能夠做到設(shè)備之間的共享。如果能將該倒換器應(yīng)用在電視頻道的播控工作站，播放系統(tǒng)在很大程度上會提高有效性及合理性。針對通道方面，應(yīng)對播放通道實際應(yīng)用率加以考慮，也可通過422倒換方式進一步提高其利用率。

六、結(jié)語

有線電視在進行信號傳輸時，通過光纖傳輸技術(shù)的應(yīng)用帶來眾多便利，而這一技術(shù)的應(yīng)用仍有較大提升空間，應(yīng)該進一步汲取先進的技術(shù)經(jīng)驗，按照具體建設(shè)情況改善與優(yōu)化，同時積極引進現(xiàn)代化技術(shù)與尖端設(shè)備，由此會保證信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性與安全性。對于相關(guān)企業(yè)而言，結(jié)合實際加大技術(shù)研發(fā)力度，切實提升原有技術(shù)優(yōu)勢，能夠在強化國內(nèi)外市場競爭能力的同時，實現(xiàn)可持續(xù)的良性發(fā)展。