光纖傳輸技術(shù)在廣電網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

彭 炬，張學軍

（1.湖南有線常德網(wǎng)絡(luò)公司，湖南 常德 415000；2.常德市廣播電視臺，湖南 常德 415000）

1 光纖通信系統(tǒng)的內(nèi)涵與特點分析

1.1 光纖通信系統(tǒng)基本內(nèi)涵

光纖通信是現(xiàn)代通信的重要方式，其以光作為信息載體，以光纖作為傳輸媒介。光纖是指光導(dǎo)纖維，將純度較高的玻璃制成光導(dǎo)纖維以傳遞各種信息。光纖通信系統(tǒng)由光中繼器、光接收機、光發(fā)射機、光纖連接器以及耦合器的無源器件5個部分組成。與其他傳輸介質(zhì)的通信技術(shù)相比，光纖通信技術(shù)的光源性能更好、穩(wěn)定性更高、傳輸距離更長且應(yīng)用范圍更廣。合理結(jié)合光纖通信技術(shù)與其他各項技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定、安全且高速傳輸?shù)哪康?，提高光纖通信系統(tǒng)的可應(yīng)用性[1]。

1.2 光纖通信系統(tǒng)特點

傳統(tǒng)通信傳輸技術(shù)以無線電磁波或銅等介質(zhì)為主要載體，穩(wěn)定性不足，且在實際傳輸過程中距離有限。而光纖通信系統(tǒng)則具有傳輸效率高，傳輸質(zhì)量和效果較好等優(yōu)勢。光纖通信采用光纖內(nèi)封閉的光波載體，傳輸信號穩(wěn)定且傳輸速度快。分析現(xiàn)階段眾多傳輸介質(zhì)的應(yīng)用現(xiàn)狀可知，將光纖作為關(guān)鍵傳輸載體的損耗較低，并且實際傳輸距離較長。光纖通信系統(tǒng)通過光纖纖芯進行信號傳輸，隱蔽性較強，其穩(wěn)定性受外部環(huán)境磁場的影響較小[2]。實際連接敷設(shè)過程中，光纖具有較強的靈活性，可以接受直埋等方式，在多種運行環(huán)境中均能保持穩(wěn)定的性能，且后期維護簡單方便，如圖1所示。通信網(wǎng)絡(luò)中普遍應(yīng)用光纖原材料有效控制噪聲干擾等，從而保持較強的信號穩(wěn)定性[3]。

圖1 光纖

2 光纖傳輸技術(shù)在廣電網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用優(yōu)勢

光纖傳輸技術(shù)在廣電網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用優(yōu)勢包括自身容量大、運行速率高、投入價格低、能耗低、整體重量較輕以及抗干擾能力較強等。此外，光纖傳輸技術(shù)的安全系數(shù)較高且資源豐富，即使是在長距離和特殊環(huán)境中，其傳輸性能仍然不受影響，例如直埋電纜、管道光纜、海底光纜以及自承式光纜等。光纖傳輸技術(shù)的載波是光波，具有一定的阻抗力，當應(yīng)對通信頻率更高、外部強電磁噪聲以及空中無線電信號的影響時，可以發(fā)揮其抗干擾性較強的優(yōu)勢。使用光脈沖傳輸信息，在光信號傳輸過程中全反射前進，可以有效地控制信號，信號穩(wěn)定且損耗低，在傳輸語音和控制數(shù)據(jù)信號等方面優(yōu)勢顯著。用于制作光纖的材料價位豐富，且光纖是一種沒有導(dǎo)電性的玻璃材質(zhì)，安全性較高，即使遇到雷擊或斷路等異常情況時，也不會出現(xiàn)火花等[4]。

3 光纖傳輸技術(shù)在廣電網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用路徑及具體應(yīng)用

3.1 應(yīng)用路徑

3.1.1 非壓縮式傳輸

非壓縮式傳輸即基帶傳輸方式是光纖傳輸技術(shù)在廣電網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用路徑之一，在廣電網(wǎng)絡(luò)音視頻信號的傳輸中發(fā)揮重要作用。非壓縮傳輸一般不對信號進行壓縮，通過機房和終端直連的方式進行高效光信號傳輸，延遲較小，一般用于短距離傳輸和現(xiàn)場直播。該方式需要用到基帶視頻光端機，而基帶視頻光端機作為光傳輸?shù)年P(guān)鍵設(shè)備對傳輸信號質(zhì)量的影響較大，因此采用非壓縮式傳輸模式時應(yīng)該從光纖傳輸距離和影響信號安全的備份光端機設(shè)備和光纖線路兩方面加以考慮。

3.1.2 壓縮式和非壓縮式相結(jié)合傳輸

壓縮和非壓縮結(jié)合傳輸信號能夠很好地解決帶寬和效率問題，保證傳輸穩(wěn)定且效率高。該模式支持廣播電視信號的穩(wěn)定高效傳輸，保證視頻畫面質(zhì)量和語音質(zhì)量良好，提供讓用戶滿意的視聽服務(wù)。技術(shù)人員使用該方式時需要準確連接視頻光端機，同時應(yīng)用SDH通道實現(xiàn)信號的遠距離同步傳輸，并使用1+1主備傳輸方式提高信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性和安全性，滿足廣電網(wǎng)絡(luò)傳輸信號的各種需求。通過配置專門的編解碼設(shè)備，設(shè)置電信室（Telecommunications Equipment Room，TER）與通信機房等實現(xiàn)編碼、解碼以及光電信號轉(zhuǎn)換，確保光纖傳輸距離較長時系統(tǒng)也能處于最佳運行狀態(tài)[5]。

3.2 具體應(yīng)用

3.2.1 有線雙向廣電網(wǎng)絡(luò)

有線雙向廣電網(wǎng)絡(luò)運用光纖傳輸技術(shù)建立完善的網(wǎng)絡(luò)體系，在光纖傳輸技術(shù)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了光纜網(wǎng)絡(luò)雙向傳播，提高了信息保密性和信號穩(wěn)定性。應(yīng)用光纖傳輸技術(shù)可以實現(xiàn)不同傳播形式的有效利用，同時實現(xiàn)有線廣電網(wǎng)絡(luò)中的有線用戶網(wǎng)絡(luò)以及電視臺的總控機房和衛(wèi)星站等區(qū)域的覆蓋。建設(shè)基礎(chǔ)性網(wǎng)絡(luò)和光纜設(shè)施時增強信號穩(wěn)定性，能夠根據(jù)觀眾的收看和收聽需求保證節(jié)目穩(wěn)定播出。作為信號的傳播載體，光纖在惡劣天氣條件下依然具有較好的傳輸性能[6]。

3.2.2 傳播質(zhì)量提高

利用光纖傳輸技術(shù)能夠在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)雙向網(wǎng)絡(luò)的升級與優(yōu)化，使廣電傳播的質(zhì)量與效率大大提高。運用光纖傳輸技術(shù)來進行信號傳輸可以顯著提高圖像質(zhì)量和音頻質(zhì)量，使信號傳輸保持良好狀態(tài)。廣電網(wǎng)絡(luò)傳播中應(yīng)用光纖傳輸技術(shù)，可以保障實時業(yè)務(wù)方面的良好質(zhì)量[7]。

3.2.3 網(wǎng)絡(luò)升級改造

光纖信號傳輸過程中會受到多種因素的影響，包括相關(guān)的設(shè)備和技術(shù)等，均可能使信號質(zhì)量變差等[8]。此背景下的光纖傳播技術(shù)應(yīng)用需要建立完善的網(wǎng)絡(luò)信息平臺，將其與廣電網(wǎng)絡(luò)連接起來，節(jié)省時間，同時實現(xiàn)信息的集中傳播，保證較高的信號傳輸效率。廣電網(wǎng)絡(luò)是在混合光纖同軸電纜網(wǎng)（Hybrid Fiber-Coaxial，HFC）的基礎(chǔ)上不斷發(fā)展而來，為廣播電視的信號傳輸服務(wù)提供保障。近些年來人們的視聽需求發(fā)生了改變，運用現(xiàn)代化的信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將數(shù)字電視和寬帶互聯(lián)網(wǎng)不斷融合，實現(xiàn)了廣電網(wǎng)絡(luò)的升級改造，提高了廣電網(wǎng)絡(luò)傳播的穩(wěn)定性，促進了光纖傳輸技術(shù)的進一步發(fā)展，同時推動了我國社會網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)的進程[9]。

4 5G無線傳輸對光纖有線傳輸技術(shù)帶來的影響

5G無線傳輸?shù)母咚俜€(wěn)定對有線光纖傳輸技術(shù)產(chǎn)生重大影響，對光纖有線傳輸技術(shù)提出了更高的要求。光纖有線傳輸技術(shù)需向著提速降耗，與5G無線技術(shù)互補融合的方向不斷發(fā)展。從長遠來看，5G基站數(shù)量大增，海量物聯(lián)網(wǎng)接入，智慧城市建設(shè)的進程不斷推進，如何做好資源互補并尋求二者之間的最佳結(jié)合點是當下面臨的一個重要難題[10]。目前我國的光纖有線傳輸技術(shù)的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)仍舊受限于無源特性，屬于啞資源，需要在盤點核對的周期性工作中采取人工方式。由于人工管理方式存在缺陷，有30%左右的光纖資源處于不可用的空閑狀態(tài)，對智慧化城市建設(shè)形成了一定的限制，因此要加強對光纖光纜資源的有效運用，發(fā)揮光纖有線傳輸技術(shù)的重要價值與作用，實現(xiàn)資源互補，與5G時代萬物互聯(lián)相結(jié)合，以滿足光纖電纜等基礎(chǔ)設(shè)施和設(shè)備的資源共享需求，結(jié)合5G共同構(gòu)建統(tǒng)一融合的基礎(chǔ)承載網(wǎng)絡(luò)。

5 結(jié) 論

光纖傳輸技術(shù)具有性能良好且穩(wěn)定性強的優(yōu)勢，在廣電網(wǎng)絡(luò)的音視頻傳輸中得到了廣泛應(yīng)用。將光纖傳輸技術(shù)應(yīng)用于廣播電視雙向網(wǎng)絡(luò)改造和HFC網(wǎng)絡(luò)，擴大了光纖傳輸技術(shù)的使用范圍，極大地推動了我國有線電視和廣電網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，保證了各類廣播電視節(jié)目信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性和安全性，提高了我國廣電行業(yè)的綜合競爭力。