廣播電視信號(hào)傳輸中的光纖技術(shù)

侯瑋妍

1 光纖傳輸技術(shù)探討

2016 年開(kāi)始，我國(guó)對(duì)新的電子工程實(shí)施全光纖技術(shù)應(yīng)用，主要趨勢(shì)為單模長(zhǎng)波光纖應(yīng)用技術(shù)、超容量數(shù)字應(yīng)用傳輸技術(shù)、相干光應(yīng)用技術(shù)。

光纖的研發(fā)經(jīng)歷了幾十年時(shí)間。最早在20世紀(jì)60年代學(xué)者高昆和他的同事計(jì)算出光纖的損耗和同軸電線持平，數(shù)值為22dB/k，此結(jié)果引起軒然大波，許多結(jié)構(gòu)開(kāi)始紛紛研發(fā)。20世紀(jì)70年代開(kāi)始，康寧公司成功試驗(yàn)出一種22dB/k的石英光纖，直接證明了高混的理論計(jì)算是準(zhǔn)確的。緊接著，20世紀(jì)80年代成功試制出摻鍺石英光纖，進(jìn)一步減少了損耗。

這種研發(fā)直接導(dǎo)致了光纖技術(shù)的誕生，從最初的激光設(shè)備、光檢測(cè)儀、各類(lèi)波長(zhǎng)半導(dǎo)體、高速率耐用的半導(dǎo)體、光電轉(zhuǎn)換儀設(shè)備紛紛誕生，這就為光纖傳輸技術(shù)的出現(xiàn)做好了基礎(chǔ)理論準(zhǔn)備和實(shí)踐準(zhǔn)備。20世紀(jì)90年代開(kāi)始，光纖技術(shù)正是應(yīng)用到社會(huì)當(dāng)中，開(kāi)始對(duì)通信領(lǐng)域起到了重要作用。最初的應(yīng)用體現(xiàn)在電信領(lǐng)域，手機(jī)長(zhǎng)途功能就是利用這種技術(shù)，緊接著有線電視領(lǐng)域也采用了光纖技術(shù)，然后模擬信號(hào)光纖傳輸技術(shù)開(kāi)始滲透到有線傳輸?shù)母删€當(dāng)中。此時(shí)的光纖技術(shù)成本已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于初始階段，性?xún)r(jià)比一路飆升。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，數(shù)字技術(shù)的發(fā)展為有線傳輸技術(shù)提供了新變化，光纖技術(shù)開(kāi)始進(jìn)入數(shù)字電視傳輸系統(tǒng)中，以結(jié)構(gòu)分類(lèi)，一般有普通類(lèi)型光纖與特殊類(lèi)型光纖兩種。我國(guó)現(xiàn)階段通信傳輸干線以單模光纖居多，傳輸波長(zhǎng)的要求不低于1500nm。

一般而言，波在光纖線路里的傳輸運(yùn)行方式，有幾種解讀方法，幾何光學(xué)原理和電磁原理，其中，幾何光學(xué)原理也被叫做射線原理。

光纖運(yùn)輸?shù)脑硎枪獾娜瓷洮F(xiàn)象。我們現(xiàn)在使用的方式是利用光纜，進(jìn)行點(diǎn)與點(diǎn)聯(lián)系的傳輸運(yùn)行。光纖運(yùn)輸中低頻產(chǎn)生的響應(yīng)要小于0Hz，其中，電阻和電容網(wǎng)絡(luò)對(duì)其會(huì)有較大的影響。光纖運(yùn)輸?shù)母哳l產(chǎn)生的響應(yīng)要小于20kHz，而運(yùn)放電路中所產(chǎn)生的響應(yīng)值會(huì)對(duì)其產(chǎn)生一定的影響。光纖運(yùn)輸最普遍的光源分為發(fā)光二極管、激光二極管兩種。激光器的話(huà)一般情況下會(huì)擇取長(zhǎng)波長(zhǎng)激光器，大小是1400nm，主要分為P型與N型的限制級(jí)和有源級(jí)兩類(lèi)。

2 光纖傳播技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

第一，光纖具有寬頻帶的特點(diǎn)，傳播容量多，信號(hào)采用電磁波輸送。其中頻率對(duì)傳播容量值產(chǎn)生正關(guān)聯(lián)。比如，相同的光纖信號(hào)，如果將頻率的200設(shè)為帶寬，那么傳播效果天壤之別。

第二，光纖傳輸損耗很少，同時(shí)節(jié)約成本。傳統(tǒng)的同軸電纜信號(hào)容易產(chǎn)生損耗，并且引起損耗的原因也很多，因此，必須建立許多中繼站來(lái)維持信號(hào)的強(qiáng)度，幾乎幾千米就要建可一所中繼站，這樣就會(huì)增加成本。而光纖傳輸需要鋪設(shè)的中繼站很少，大約相距幾百千米只需要建立一所中繼站。

第三，光纖整體質(zhì)量輕，密度大約為銅材的1/5，且用材取材容易，傳統(tǒng)的同軸電纜對(duì)稀有資源的要求很高。這樣的話(huà)對(duì)資源也是一種節(jié)約。

第四，光纖抵抗外界干擾因素的能力極高，且具有較好的安全性能。傳統(tǒng)的電纜容易受到電磁影響，對(duì)高壓電、閃電、強(qiáng)輻射等因素抵抗性差，而光纖則不同，幾乎很少受到這些影響，因此，不會(huì)外泄光，具有極強(qiáng)的安全性。同時(shí)，由于光纖的原料具有穩(wěn)定的分子結(jié)構(gòu)，對(duì)差的環(huán)境幾乎都能適應(yīng)，無(wú)論是雷電、高溫、潮濕情況，都能工作正常。

3 光纖傳輸技術(shù)的常見(jiàn)問(wèn)題

第一，光纖損耗。光纖也有相應(yīng)的傳輸損壞。這種損壞是被介質(zhì)吸收后造成的一定程度的丟損，其中，散射也有一定的干擾。根據(jù)信號(hào)傳輸?shù)穆肪€長(zhǎng)短損壞也會(huì)不同。其中，這是一種能量的消耗過(guò)程。

第二，散射消耗。這種消耗存在于材料的結(jié)構(gòu)和人工工藝的人為過(guò)程中，分子表面結(jié)構(gòu)的平整程度會(huì)對(duì)光纖的傳輸造成一定的干擾，由于光纖運(yùn)行速度快，就會(huì)持續(xù)地形成物理性消耗。

第三，光纖色散。它屬于一種常見(jiàn)的光纖傳輸現(xiàn)象，包括許多頻率，因此，每一種頻率都會(huì)引起相應(yīng)的光纖折射率，進(jìn)而引起色散效應(yīng)。光纖包括許多光波，每種光波具有許多頻率，它們的傳輸速度各不一樣，所以，在傳輸?shù)浇K端時(shí)，就會(huì)有一定的時(shí)間差異，導(dǎo)致脈沖擴(kuò)寬現(xiàn)象發(fā)生。

4 結(jié)語(yǔ)

傳統(tǒng)技術(shù)受干擾因素很多，耗能大，天氣影響下很容易受到干擾，信道比較窄，對(duì)電磁比較敏感，而光纖技術(shù)很好地解決了這些問(wèn)題，對(duì)能源的節(jié)約也有一定作用，尤其是稀有金屬物質(zhì)。另外，每芯光纖傳輸路道已經(jīng)高至百萬(wàn)路，其中中繼傳輸路程已至300km，由此可見(jiàn)，我國(guó)目前為止光纖電子通信技術(shù)取得了較大的成就，較之以往不可同日而語(yǔ)。對(duì)于同軸電纜傳輸?shù)臅r(shí)代，光纖時(shí)代更為激動(dòng)人心。

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[2]于浡.數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)趨勢(shì)[J].華僑大學(xué)學(xué)報(bào),2014(12).

[3]李運(yùn)生.新時(shí)代背景下的數(shù)字電視發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)[J].神州,2013(20).

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