耿長(zhǎng)志

摘要：廣播電視是人們休閑娛樂(lè)的重要方式。隨著生活水平地提高，人們對(duì)廣播電視節(jié)目的傳輸質(zhì)量提出了更高的要求。目前，廣播電視網(wǎng)絡(luò)信號(hào)在傳輸過(guò)程中仍面臨著一個(gè)突出問(wèn)題，即信號(hào)丟失，這極大地影響了節(jié)目傳輸質(zhì)量。為進(jìn)一步提高節(jié)目質(zhì)量，就要將光纖傳輸技術(shù)應(yīng)用到廣播電視網(wǎng)絡(luò)中，利用光纖網(wǎng)絡(luò)信號(hào)穩(wěn)定、傳輸迅速等優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)廣播電視信號(hào)的高質(zhì)量傳輸。這意味著我國(guó)成為全球最大的有線電視網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)。

關(guān)鍵詞：廣播電視網(wǎng)絡(luò);光纖傳輸技術(shù);應(yīng)用

1 光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)概述

從全球有線電視網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)發(fā)展來(lái)看，大致包括三個(gè)發(fā)展階段：

（1）雙絞線階段。這是最初發(fā)展階段，語(yǔ)音與大規(guī)模數(shù)據(jù)通信無(wú)法一起傳輸。

（2）電纜與雙絞線階段。能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)大量數(shù)據(jù)與視頻的傳輸，按需要接入很多設(shè)備，其局限性也顯而易見(jiàn)，成本高昂，擴(kuò)展性差。

（3）光纖傳輸階段。這一階段對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸處理能力得到明顯提高，而接入設(shè)備成本明顯減少，擴(kuò)展性良好。因此，光纖傳輸技術(shù)促使廣播電視網(wǎng)絡(luò)通信水平得到大幅度提升，可以預(yù)見(jiàn)在未來(lái)較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，廣播電視網(wǎng)絡(luò)都有賴于光纖傳輸技術(shù)。

2 將光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)應(yīng)用于廣播電視網(wǎng)絡(luò)中的意義

在信息產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的時(shí)代背景下，光纖傳輸技術(shù)作為一種比較先進(jìn)的傳輸技術(shù)也獲得了很大的進(jìn)展。與傳統(tǒng)實(shí)體通訊路線的傳輸技術(shù)相比，該技術(shù)具有更好的穩(wěn)定性與高度的可靠性，在具體應(yīng)用中表現(xiàn)出的典型優(yōu)勢(shì)如下。

2.1 傳輸迅速、傳輸容量大

隨著廣播電視行業(yè)的快速發(fā)展以及觀眾對(duì)節(jié)目質(zhì)量要求的提高，傳統(tǒng)實(shí)體通信線路技術(shù)的弊端也逐漸突顯。光纖雖然比人的頭發(fā)絲更細(xì)，但其數(shù)據(jù)傳輸能力明顯強(qiáng)于電纜的傳輸方式。就理論層面而言，光纖在一個(gè)時(shí)間單位內(nèi)可傳輸?shù)脑捖愤_(dá)1 000個(gè)，光纖傳輸運(yùn)行速率為2.5 MHz，而由銅線制成的電纜傳輸運(yùn)行速率為1.54 MHz[3]?？梢?jiàn)，光纖技術(shù)是當(dāng)前全球效率最高的數(shù)據(jù)信息傳輸技術(shù)。盡管光纖傳輸技術(shù)的實(shí)際運(yùn)行速率尚未達(dá)到專家預(yù)計(jì)的理論值，但已經(jīng)能夠讓一個(gè)光纖傳輸22萬(wàn)個(gè)話路，比傳統(tǒng)的同軸線纜傳輸速率提高了幾十倍。

2.2 遠(yuǎn)距離傳輸，能耗小

傳統(tǒng)的同軸電纜或微波多路電視分配系統(tǒng)在運(yùn)行中通常只能短距離傳輸一路電視信號(hào)，無(wú)法滿足當(dāng)前觀眾對(duì)電視網(wǎng)絡(luò)信號(hào)多元化的需求。廣播電視網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展，要求電視信號(hào)傳輸?shù)木嚯x也更遠(yuǎn)。傳統(tǒng)做法是在傳輸路徑中增設(shè)中繼放大器，但這也對(duì)信號(hào)質(zhì)量產(chǎn)生了一定的影響。光波作為光纖技術(shù)的傳輸載體，在傳輸信息數(shù)據(jù)的過(guò)程中幾乎不會(huì)有損耗，而且能保持傳輸信號(hào)的穩(wěn)定性，因此，非常適合遠(yuǎn)距離傳輸。目前，石英光纖是傳輸介質(zhì)中消耗最小的一種介質(zhì)，其傳輸消耗低于0.18 dB/km，因此，非常適合遠(yuǎn)距離傳輸。若配置的中繼器、光發(fā)射機(jī)、接收機(jī)比較合適，石英光纖傳輸?shù)男畔⒕嚯x可超過(guò)數(shù)十千里。

2.3 抗干擾性能好，壽命長(zhǎng)

石英有較強(qiáng)的導(dǎo)光性與絕緣性，是當(dāng)前光纖的主要成分。石英光纖在工作過(guò)程中對(duì)噪聲、電磁波等干擾因素有較強(qiáng)的抗干擾性，這為后續(xù)工作的順利進(jìn)行奠定了較好的基礎(chǔ)。此外，光導(dǎo)纖維的使用壽命較長(zhǎng)，若設(shè)計(jì)科學(xué)合理，安裝準(zhǔn)確，則光纖的使用壽命會(huì)明顯大于傳統(tǒng)的傳輸介質(zhì)，而且性價(jià)比也較高。

3 光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)在廣播電視網(wǎng)絡(luò)中的具體運(yùn)用

就廣播與電視網(wǎng)絡(luò)而言，光纖在數(shù)據(jù)信息傳輸中具有突出的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)為了迎合信息時(shí)代廣播電視網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，必須注重從技術(shù)層面加以革新，提高廣播電視網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率。目前，較為合適的技術(shù)方案主要是無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)與寬帶接入技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用。其中，最有前景的是寬帶PON技術(shù)，其可為網(wǎng)絡(luò)改造提供最佳的技術(shù)支持。PON技術(shù)是在以太網(wǎng)技術(shù)的EPON技術(shù)與具有GBit/S傳送能力的GPON技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)EPON與HFC網(wǎng)絡(luò)疊加進(jìn)行的技術(shù)改造。

3.1 廣電網(wǎng)絡(luò)采用HFC寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)

光纖同軸電纜混合物（即HFC）是指將光纖應(yīng)用到所服務(wù)的區(qū)域內(nèi)，在到達(dá)用戶最后1 km時(shí)使用的是同軸電纜。HFC寬帶將光纖作為主線路，不僅抗干擾性能好，可靠性高，而且頻帶寬，能夠傳輸大量的電視節(jié)目。由于干線采用的是光纖電纜，可以遠(yuǎn)距離傳輸，且傳輸質(zhì)量好。前端、光節(jié)點(diǎn)與用戶是組成HFC的主要部分。前端主要是對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行收集與發(fā)送;光節(jié)點(diǎn)主要是對(duì)光信號(hào)進(jìn)行處理，將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。廣播電視臺(tái)在確定光節(jié)點(diǎn)數(shù)量時(shí)主要由小區(qū)內(nèi)上網(wǎng)用戶數(shù)量而定。光纖網(wǎng)絡(luò)是前端與光節(jié)點(diǎn)之間傳輸信息的主要渠道，而光節(jié)點(diǎn)與用戶間的信息傳輸主要依靠部分信號(hào)放大設(shè)備與無(wú)源分支，實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的支配。HFC網(wǎng)絡(luò)中涉及的重要指標(biāo)有三個(gè)：CTB，要求客戶端必須超過(guò)54dB;CNR，要求客戶端應(yīng)大于43dB，一般在44dB左右;CSO，客戶端應(yīng)該超過(guò)54dB [4]。這是一種壓縮傳輸方式，利用壓縮設(shè)備將光波信號(hào)壓縮，從而使數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸空間變小，提高傳輸數(shù)據(jù)的清晰度。

3.2 基于光纖PON與HFC網(wǎng)絡(luò)疊加的技術(shù)改造

HFC網(wǎng)絡(luò)是在有線電視的基礎(chǔ)上逐步形成的，目前，HFC網(wǎng)絡(luò)中已融入了無(wú)源光譜技術(shù)。與HFC網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造相比，光纖PON網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造是基于點(diǎn)對(duì)多的機(jī)理，大致是相同的。因此，可以考慮將HFC與PON以疊加的方式改造傳輸技術(shù)，并使用波傳輸方式，分為多路復(fù)用與光纖分裂傳輸兩種方式。1 550 nm光纖一般用于有線電視信號(hào)傳輸，而1 310 nm與1 490 nm光纖則多用于PON下行及下行信息的傳輸。為此，我們將兩項(xiàng)技術(shù)相疊加，促使電視信號(hào)傳輸過(guò)程的電子網(wǎng)絡(luò)的雙向轉(zhuǎn)變，從而為用戶提供寬帶服務(wù)，讓用戶收看到畫(huà)面更清晰的電視節(jié)目。無(wú)論是舊的還是新的住宅小區(qū)，在有線電視網(wǎng)絡(luò)中可根據(jù)需要使用不同的光纖PON技術(shù)。比如，EPON聯(lián)合EOC技術(shù)多用于鋪設(shè)5種線路不方便的老舊住宅區(qū)，而EPON聯(lián)合LAN技術(shù)則多用于新住宅區(qū)內(nèi)，鋪設(shè)光纖PON再通過(guò)5種線路與各個(gè)用戶相連。目前，通過(guò)改造原始的同軸電纜也能成功接入寬帶。

3.3 采用1550nm光纖組網(wǎng)技術(shù)

近年來(lái)，廣電行業(yè)主要通過(guò)1 550 nm光纖組網(wǎng)技術(shù)來(lái)適應(yīng)數(shù)字電視的開(kāi)發(fā)特性。由于我國(guó)幅員遼闊，各地經(jīng)濟(jì)水平、地形地貌不同，電纜電視的開(kāi)發(fā)質(zhì)量也存在地區(qū)差異。在很多地區(qū)，尤其是縣與鄉(xiāng)鎮(zhèn)的傳輸距離非常遠(yuǎn)，采用1 550 nm的光纖能夠解決縣域內(nèi)的遠(yuǎn)程傳輸問(wèn)題，并且損耗極少，能夠覆蓋大多數(shù)的光節(jié)點(diǎn)。由于數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)中的電子網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)快速發(fā)展，光節(jié)點(diǎn)用戶也大幅減少，因此光節(jié)點(diǎn)已逐漸靠近家庭，需要的光功率非常大，符合這一要求的正是1 550 nm的光纖。此外，大量使用摻鉺光纖放大器使得光功率成本大幅被壓縮，因此，光纖網(wǎng)絡(luò)建造成本也隨之降低，使1 550 nm光纖網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的大范圍應(yīng)用成為可能。一方面能明顯減少有源設(shè)備數(shù)量，進(jìn)而減少設(shè)備故障的發(fā)生數(shù)量，另一方面也有利于光纖網(wǎng)絡(luò)維護(hù)工作的開(kāi)展。

3.4 選擇星型組網(wǎng)模式分配用戶網(wǎng)絡(luò)

國(guó)家廣播電視總局建議在有線電視網(wǎng)絡(luò)升級(jí)改造的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中選擇星型結(jié)構(gòu)，形成一個(gè)單獨(dú)的一線系統(tǒng)。此系統(tǒng)能夠輕松完成雙向傳輸，利于寬帶接入，為三網(wǎng)整合創(chuàng)造有利條件。星型網(wǎng)絡(luò)所用組件數(shù)量少，但信號(hào)傳輸質(zhì)量好，可靠性高，方便后續(xù)的維護(hù)管理。此外，不同用戶間基本不會(huì)互擾，即便用戶的電視網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障，其他用戶也不會(huì)受到影響。與其他網(wǎng)絡(luò)相比，星型構(gòu)造的用戶配信網(wǎng)絡(luò)明顯更具優(yōu)勢(shì)，主要網(wǎng)絡(luò)連接后構(gòu)成更為完整的有線電視傳輸系統(tǒng)。

4 結(jié)語(yǔ)

在廣電事業(yè)快速發(fā)展的今天，如何為觀眾提供畫(huà)面清晰、質(zhì)量更好的電視節(jié)目成為廣播電視單位面臨的重要問(wèn)題。光纖傳輸技術(shù)作為當(dāng)前較為先進(jìn)的傳輸技術(shù)，將其運(yùn)用到廣播電視網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，充分發(fā)揮其具有抗干擾性強(qiáng)、遠(yuǎn)距離傳輸、耗損小、兼容性強(qiáng)、可靠性好等優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)一步提高廣播電視數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸質(zhì)量，讓廣大觀眾對(duì)我們的電視服務(wù)更加滿意、放心。

參考文獻(xiàn)：

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