摘要：廣電信號(hào)傳輸網(wǎng)是指用于傳輸廣電信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，該網(wǎng)絡(luò)通常由廣電臺(tái)站、衛(wèi)星、有線電視和互聯(lián)網(wǎng)等多種傳輸設(shè)備組成，用于將電視和廣播節(jié)目信號(hào)傳輸?shù)接脩?hù)家庭或其他終端設(shè)備。以此為背景，該文首先介紹了光纖通信技術(shù)的內(nèi)涵，其次概括了廣電信號(hào)網(wǎng)傳輸?shù)脑O(shè)計(jì)要點(diǎn)，最后圍繞廣電信號(hào)傳輸網(wǎng)的設(shè)計(jì)方案展開(kāi)了討論，涉及光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)置、功能模塊設(shè)計(jì)兩方面，以供相關(guān)人士參考。

關(guān)鍵詞：廣電信號(hào)；信號(hào)傳輸網(wǎng)；光纖通信技術(shù)

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2024.11.024

中圖分類(lèi)號(hào)：TN 929.11" " " " " " " " "文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B" " " " " " 文章編碼：1672-7274（2024）11-00-03

Design of Broadcasting and Television Signal Transmission Network Based on Modern Fiber Optic Communication Technology

QIAO Jiang

（Penglai District Integrated Media Center， Yantai 265600， China）

Abstract： Radio and television signal transmission network refers to the network system used to transmit radio and television signals. The network is usually composed of radio stations， satellites， cable television and the Internet and other transmission equipment， which is used to transmit television and radio program signals to user homes or other terminal equipment. Against this background， this article first introduces the connotation of fiber optic communication technology， then summarizes the design points of broadcasting signal network transmission， and finally discusses the design scheme of broadcasting signal transmission network， involving fiber optic network settings and functional module design， for reference by relevant personnel.

Keywords： radio and television signal; signal transmission network; fiber optic communication technology

光纖通信讓廣電的傳輸網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)成為可能?，F(xiàn)代光纖通信的技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，經(jīng)其傳輸?shù)男盘?hào)具有較強(qiáng)的抗干擾能力，傳輸速度相對(duì)較快，通信方案的部署比較簡(jiǎn)單，不需要安裝中繼設(shè)備，通過(guò)對(duì)光纖通信技術(shù)的應(yīng)用，能夠完成信號(hào)處理算法與廣電網(wǎng)絡(luò)之間的高度匹配，使得傳輸網(wǎng)的實(shí)用價(jià)值更高?；趯?duì)光纖通信設(shè)備的部署應(yīng)用，可為各地市廣電信號(hào)發(fā)射站提供便捷操作環(huán)境，使各臺(tái)站實(shí)現(xiàn)了自組網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)之間的連接更為通暢。當(dāng)前，以同步數(shù)字體系（SDH）進(jìn)行組網(wǎng)的技術(shù)方案越來(lái)越受到關(guān)注，基于此所設(shè)計(jì)的環(huán)網(wǎng)架構(gòu)與信號(hào)增強(qiáng)措施，成為廣電信號(hào)網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要方向。為解決信號(hào)遠(yuǎn)距離跨域傳輸存在的衰減問(wèn)題，業(yè)內(nèi)使用了DSP等技術(shù)，通過(guò)對(duì)信號(hào)傳輸系統(tǒng)的配置調(diào)試，充分發(fā)揮光纖通信的應(yīng)用價(jià)值。

1" "光纖通信技術(shù)介紹

光纖通信技術(shù)是利用光纖作為傳輸介質(zhì)的通信技術(shù)，其原理是依據(jù)光的特性完成數(shù)據(jù)傳輸。新形勢(shì)下，光纖通信技術(shù)形式包括：利用光纖作為傳輸介質(zhì)，通過(guò)光的全內(nèi)反射特性將光信號(hào)傳輸?shù)竭h(yuǎn)距離的傳輸技術(shù)；利用光纖放大器將光信號(hào)放大，彌補(bǔ)光信號(hào)在傳輸過(guò)程中的衰減，提高信號(hào)傳輸距離和質(zhì)量的放大器技術(shù)；利用光波分復(fù)用將多個(gè)不同波長(zhǎng)的光信號(hào)合并到同一根光纖中傳輸，提高光纖的帶寬利用率的技術(shù)；利用光調(diào)制解調(diào)將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)并傳輸?shù)募夹g(shù)?，F(xiàn)階段，光纖通信憑借高帶寬、低延遲和抗干擾能力等特點(diǎn)，成為主流的通信傳輸技術(shù)之一。

2" "廣電信號(hào)傳輸網(wǎng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

廣電信號(hào)傳輸網(wǎng)通常包括傳輸設(shè)備、傳輸線路、接收設(shè)備和信號(hào)處理設(shè)備等部分。其中，傳輸設(shè)備負(fù)責(zé)將信號(hào)發(fā)送到接收設(shè)備，傳輸線路用于連接傳輸設(shè)備和接收設(shè)備，接收設(shè)備負(fù)責(zé)接收傳輸?shù)男盘?hào)，信號(hào)處理設(shè)備用于處理及轉(zhuǎn)換信號(hào)[1]。新形勢(shì)下，將光纖通信技術(shù)用于廣電信號(hào)傳輸網(wǎng)的設(shè)計(jì)成為大勢(shì)所趨，這樣做不僅能夠沖破傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的制約，使傳輸網(wǎng)覆蓋城市、鄉(xiāng)村、海洋等不同地區(qū)，為用戶(hù)提供豐富的廣電節(jié)目和信息，還可以推動(dòng)傳輸網(wǎng)向數(shù)字化、高清化、互聯(lián)網(wǎng)化的方向發(fā)展，從而提供更加豐富、高質(zhì)量的服務(wù)[2]。在基于光纖通信設(shè)計(jì)廣電信號(hào)傳輸網(wǎng)時(shí)，要注意以下幾點(diǎn)：

（1）確保帶寬利用率達(dá)到最大，以滿足不同信號(hào)傳輸需求。

（2）做到穩(wěn)定傳輸高清晰度的廣電信號(hào)，確保信號(hào)質(zhì)量不受影響。

（3）應(yīng)具有靈活性和可擴(kuò)展性，能夠適應(yīng)不同規(guī)模的廣電信號(hào)傳輸需求，并能夠隨著技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行升級(jí)和擴(kuò)展。

（4）考慮信號(hào)傳輸?shù)目煽啃院头€(wěn)定性方案，確保廣電節(jié)目能夠穩(wěn)定地傳輸?shù)接脩?hù)端。

（5）考慮成本效益，盡量減少建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本，同時(shí)確保信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量和穩(wěn)定性。

3" "廣電信號(hào)傳輸網(wǎng)的設(shè)計(jì)方案

3.1 光纖網(wǎng)絡(luò)

為高質(zhì)量完成建設(shè)廣電信號(hào)傳輸網(wǎng)的工作，增強(qiáng)遠(yuǎn)距離傳輸信號(hào)的能力，本文中參考環(huán)網(wǎng)樣式完成建網(wǎng)建鏈的任務(wù)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是僅改造既有網(wǎng)絡(luò)前端和末端設(shè)備，例如，用分插復(fù)用器代替既有的復(fù)用器，通過(guò)連接起點(diǎn)和終點(diǎn)的方式，形成完整的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)（見(jiàn)圖1）。該網(wǎng)絡(luò)能夠經(jīng)由多區(qū)域分布部署，快速解決信號(hào)傳輸過(guò)程出現(xiàn)的異常問(wèn)題，使網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行自愈的設(shè)想成為現(xiàn)實(shí)。

3.1.1 雙光纖單通道

新形勢(shì)下，出于控制建設(shè)成本的考慮，有一定比例的廣電臺(tái)站選擇自動(dòng)切換單通道，即使用兩根光纖展開(kāi)雙工傳輸，每根光纖分別承載正向和反向的信號(hào)。該組網(wǎng)模式的特點(diǎn)是由主光纖通路負(fù)責(zé)傳輸光信號(hào)，備用通路負(fù)責(zé)備份信號(hào)，一旦環(huán)網(wǎng)出現(xiàn)異常，導(dǎo)致主光纖通路斷路，無(wú)法對(duì)光信號(hào)進(jìn)行傳輸，系統(tǒng)便會(huì)開(kāi)啟環(huán)網(wǎng)信號(hào)節(jié)點(diǎn)，將主光纖通路的任務(wù)交由備用通路負(fù)責(zé)，確保環(huán)網(wǎng)始終處于正常、高效運(yùn)行的狀態(tài)。優(yōu)點(diǎn)是既能夠保證信號(hào)的可靠傳輸，同時(shí)還能夠提高傳輸效率和減少信號(hào)延遲。

在設(shè)計(jì)雙光纖單通道時(shí)，優(yōu)先考慮采用光纖復(fù)用技術(shù)對(duì)廣電信號(hào)與其他數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行復(fù)用傳輸，同時(shí)使用SDH（一種同步數(shù)字層次結(jié)構(gòu)，用于在光纖通信網(wǎng)中傳輸數(shù)據(jù)）同步傳輸技術(shù)，在充分利用光纖的帶寬資源的前提下，確保信號(hào)的同步傳輸和高質(zhì)量的傳輸效果。

3.1.2 雙光纖雙通道

近幾年，業(yè)務(wù)承載量快速增加，為盡快適應(yīng)激增的業(yè)務(wù)承載量，確保信號(hào)得到穩(wěn)定、可靠的傳輸，越來(lái)越多的廣電臺(tái)站選擇雙光纖雙通道，該設(shè)計(jì)可以提供冗余和備份，確保信號(hào)傳輸?shù)目煽啃院头€(wěn)定性。

在雙光纖雙傳輸通道中，廣電信號(hào)通過(guò)兩條獨(dú)立的光纖傳輸，每條光纖均有獨(dú)立的通道，這樣設(shè)計(jì)可以避免單點(diǎn)故障，假使一條光纖出現(xiàn)故障，另一條光纖仍然可以繼續(xù)傳輸信號(hào)，從而確保信號(hào)傳輸?shù)倪B續(xù)性。

雙光纖雙通道可以提供雙重備份，即使一條光纖和通道同時(shí)出現(xiàn)故障，另一條光纖和通道也可以繼續(xù)傳輸信號(hào)，由此提高信號(hào)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

雙光纖雙通道可以提供更高的帶寬和容量，這是因?yàn)樵撛O(shè)計(jì)能夠同時(shí)利用兩條光纖傳輸信號(hào)，信號(hào)傳輸?shù)男屎退俣纫矔?huì)隨之提高。事實(shí)證明，雙光纖雙通道是一種可靠、穩(wěn)定且高效的廣電信號(hào)傳輸方案，適用于對(duì)信號(hào)傳輸可靠性要求較高的場(chǎng)景。

3.2 功能模塊

3.2.1 信號(hào)采集

該功能模塊負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)環(huán)網(wǎng)狀態(tài)并完成采集并轉(zhuǎn)換操作，通過(guò)光纖將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)侥繕?biāo)地點(diǎn)。在設(shè)計(jì)該模塊時(shí)，要注意以下幾點(diǎn)：廣電信號(hào)是模擬信號(hào)，需要通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，轉(zhuǎn)換器通常為ADC，其能夠?qū)⒛M信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并完成采樣和量化處理。數(shù)字信號(hào)通常要經(jīng)過(guò)濾波、編碼、壓縮處理，在既有信號(hào)處理器中，DSP的優(yōu)點(diǎn)最為突出，具體表現(xiàn)為能夠?qū)?shù)字信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。處理后的數(shù)字信號(hào)要通過(guò)光纖傳輸?shù)侥繕?biāo)地點(diǎn)，光纖傳輸模塊應(yīng)包括調(diào)制器、發(fā)射器等部件，能夠?qū)?shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)并通過(guò)光纖傳輸。信號(hào)采集部分需要與其他硬件設(shè)備連接，因此，需要設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)慕涌诤瓦B接器，確保信號(hào)的穩(wěn)定傳輸與接收。

3.2.2 信號(hào)恢復(fù)

該模塊的核心功能是復(fù)原采樣分析環(huán)節(jié)數(shù)字序列丟失的碼元信息。在光纖通信網(wǎng)絡(luò)中，信號(hào)恢復(fù)通常需要用到光纖接收器和解調(diào)器，其中，接收器負(fù)責(zé)接收光信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，解調(diào)器則負(fù)責(zé)對(duì)接收到的電信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和解碼，以恢復(fù)原始的廣播電視信號(hào)[3]。此外，特殊情況下，信號(hào)恢復(fù)還會(huì)用到信號(hào)放大器和濾波器，用于增強(qiáng)信號(hào)的強(qiáng)度、清晰度，去除噪聲和干擾，通過(guò)對(duì)接收到的信號(hào)做數(shù)字濾波、重構(gòu)和修復(fù)處理，提高信號(hào)的質(zhì)量和穩(wěn)定性，為用戶(hù)提供更好的收視體驗(yàn)。

3.2.3 通信算法

光纖通信在廣電信號(hào)傳輸中起著至關(guān)重要的作用，設(shè)計(jì)通信模塊的工作需要考慮信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性、帶寬利用率和傳輸速度等因素，在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的交互，確定序列編碼，設(shè)計(jì)邏輯過(guò)程。可供選擇的通信算法有以下幾種：

調(diào)制算法。在光纖通信中，常用的調(diào)制算法包括QAM、OFDM，這些算法可以有效地利用光纖通信的帶寬資源，提高信號(hào)傳輸?shù)乃俣群头€(wěn)定性。

錯(cuò)誤校正算法。由于光纖通信中存在光衰減、色散等問(wèn)題，因此，需要使用錯(cuò)誤校正算法保證信號(hào)傳輸?shù)目煽啃浴３Ｓ玫乃惴òň矸e碼、糾錯(cuò)碼，二者均可以在一定程度上提高信號(hào)傳輸?shù)目垢蓴_能力。

路由算法。在廣電信號(hào)網(wǎng)中，需要使用路由算法確定信號(hào)傳輸?shù)穆窂?、?jié)點(diǎn)之間的通信方式，其中，最短路徑、最小生成樹(shù)算法均能夠起到優(yōu)化信號(hào)傳輸?shù)穆窂胶蜏p少傳輸延遲的效果。

多路復(fù)用算法。為了提高光纖通信的帶寬利用率，可以使用多路復(fù)用算法（TDM、WDM）將多個(gè)信號(hào)整合成一個(gè)復(fù)合信號(hào)并傳輸。

功率控制算法。光纖通信中需要對(duì)光信號(hào)的功率加以控制，以保證信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和安全性，常用的功率控制算法包括APC、動(dòng)態(tài)功率調(diào)整等，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇。

3.2.4 信號(hào)傳輸

光纖通信在廣電信號(hào)網(wǎng)中起著重要作用，能夠提供高速、高質(zhì)量的信號(hào)傳輸。設(shè)計(jì)信號(hào)傳輸硬件的注意事項(xiàng)如下：選擇高質(zhì)量的收發(fā)器、交換機(jī)，確保信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性。設(shè)計(jì)連接廣電信號(hào)源和光纖傳輸設(shè)備的光纖接口模塊，確保信號(hào)能夠順利傳輸?shù)焦饫w網(wǎng)絡(luò)。使用先進(jìn)的調(diào)制解調(diào)器，對(duì)廣電信號(hào)進(jìn)行調(diào)制和解調(diào)，以適應(yīng)光纖傳輸?shù)奶匦裕_保信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性以及高質(zhì)量。設(shè)計(jì)信號(hào)放大器和衰減器，通過(guò)調(diào)節(jié)信號(hào)的強(qiáng)度，使其盡快適應(yīng)光纖傳輸?shù)木嚯x和信號(hào)衰減的影響?？紤]在傳輸過(guò)程中可能出現(xiàn)的故障還有干擾，設(shè)計(jì)信號(hào)保護(hù)和恢復(fù)機(jī)制，確保信號(hào)傳輸?shù)目煽啃?、穩(wěn)定性。事實(shí)證明，通過(guò)以上設(shè)計(jì)一方面可以實(shí)現(xiàn)廣電信號(hào)在光纖傳輸網(wǎng)中的高速、高質(zhì)量傳輸，為用戶(hù)提供更好的觀看體驗(yàn)，另一方面能夠強(qiáng)化信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性、可靠性，減少信號(hào)傳輸過(guò)程中的故障還有干擾，提高廣電信號(hào)網(wǎng)的運(yùn)行效率和可靠性[4]。

4" "結(jié)束語(yǔ)

新形勢(shì)下，將光纖通信技術(shù)用于SDH架構(gòu)設(shè)計(jì)的做法逐漸成為主流，這樣做不僅能夠保證信號(hào)交互的連續(xù)性，還可以提高數(shù)據(jù)的共享效率，鑒于此，將其與建設(shè)廣電信號(hào)傳輸網(wǎng)的工作相結(jié)合是大勢(shì)所趨。本文以SDN體系為依托，圍繞設(shè)計(jì)自組環(huán)網(wǎng)的要點(diǎn)展開(kāi)了討論，提出了較為完整的設(shè)計(jì)方案。未來(lái)應(yīng)對(duì)組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行更進(jìn)一步的優(yōu)化，在保證組網(wǎng)方式科學(xué)的前提下，對(duì)組網(wǎng)成本加以控制，為行業(yè)發(fā)展助力。

參考文獻(xiàn)

[1] 嚴(yán)丹，奚曉軼．Ka頻段高通量衛(wèi)星在廣播電視信號(hào)傳輸領(lǐng)域中的應(yīng)用探討[J]．廣播與電視技術(shù)，2022，49（8）：130-133．

[2] 楊宏偉．基于光纖通信技術(shù)的廣播電視信號(hào)遠(yuǎn)距離傳輸方法[J]．信息與電腦（理論版），2022，34（14）：196-198．

[3] 孔永強(qiáng)．現(xiàn)代光纖通信技術(shù)在廣播電視網(wǎng)絡(luò)傳輸中的應(yīng)用[J]．電視技術(shù)，2022，46（7）：124-126．

[4] 申淑芳．?dāng)?shù)字微波傳輸網(wǎng)在廣播電視信號(hào)傳輸中的作用探究[J]．中國(guó)新通信，2022，24（6）：97-99．