基于多信號光纖傳輸的會議系統研究與設計

李秀強 劉小寶 魏曉光 李茜

【摘要】光纖通信具有傳輸距離遠、通信容量大、傳輸損耗低、抗電磁干擾性能強、保密性好、重量輕等諸多優點。本文介紹多信號光纖傳輸的現狀，提出多信號光纖傳輸系統應用的必要性，重點闡述了多信號光纖傳輸在公司會議系統中的實現途徑、以及不同信號的傳輸方案。

【關鍵詞】多信號光纖傳輸；會議系統

1.公司會議系統現狀分析

公司從2008年開始會議系統建設以來，已建設大中小型會議共 6個，其中報告廳1個、大型會議室1個、中型會議室3個，小型會議室1個，遠程分會場9個，承擔著公司內部各種會議的召開。

隨著公司“三集五大”建設要求的提出，電力行業各級部門之間溝通聯絡日益緊密，日常會議及重大會議越來越多，這就要求多媒體會議的系統功能也越來越多，才能滿足日益增長的功能需求。為了增加各會議室之間的多種信號的互通互聯，公司于2009年鋪設了以18樓會議室為中心到各樓層會議室的光纖傳輸通道，光纖芯數以12芯、24芯為主，以星型結構把所有會議室連接在一起，不僅實現了標清信號的音視頻互通，更實現了高清及數字信號的的互通互聯。

2.建立多信號光纖傳輸的必要性

由于開會的內容不同，會議室需要扮演的角色也不同，因此在召開不同議的情況下，需要不同的功能， 而如果所有會議室都實現一樣的功能，就需要投入大量的資金重復建設同樣的設備，所以必須提供一種高效率低成本的方法來實現所有會議室的資源共享。

3.多信號光纖傳輸在會議室的應用

通過光纖傳輸多種音視頻信號，從而實現不同樓層的不同會議室之間信號的相互觀看、收聽、對話的功能，從而增加了整個會議系統的靈活性。

圖1為多種信號從18樓到各樓層的連接示意圖，18樓信號通過矩陣輸出后到達各信號光纖傳輸器，然后通過光纖傳輸至各樓層相對應的信號接收器，最后到達顯示設備，各樓層傳送至18樓主會場的信號也是同一原理。

4.多信號光纖傳輸技術分析

光纖傳輸，即以光導纖維為介質進行的數據、信號傳輸。光導纖維，不僅可用來傳輸模擬信號和數字信號，而且可以滿足視頻傳輸的需求。光纖傳輸一般使用光纜進行，單根光導纖維的數據傳輸速率能達幾Gbps，在不使用中繼器的情況下，傳輸距離能達幾十公里[1]。

信號傳輸過程一般是由發光二極管LED或注入型激光二極管ILD發出光信號沿光媒體傳播，在另一端則有PIN或APD光電二極管作為檢波器接收信號。對光載波的調制為移幅鍵控法，又稱亮度調制（Intensity Modulation）。典型的做法是在給定的頻率下，以光的出現和消失來表示兩個二進制數字。發光二極管LED和注入型激光二極管ILD的信號都可以用這種方法調制，PIN和ILD檢波器直接響應亮度調制。

為了將信號傳輸更遠一般將光放大器置于光發送端之前，以提高入纖的光功率。使整個線路系統的光功率得到提高。在線中繼放大：建筑群較大或樓間距離較遠時，可起中繼放大作用，提高光功率。前置放大：在接收端的光電檢測器之后將微信號進行放大，以提高接收能力。

5.光纖傳輸的優勢

1）幾乎不存在任何衰減

光纖幾乎不存在任何衰減，只有LC或SC頭自身略有衰減，而且這并不會造成距離上的影響，通常在20dB以內，完全忽略不計。除非這條光纖距離太長，例如長達2.2公里的多模光纖，在傳輸中就徹底沒信號了，否則只要有信號，速度就是與發送端相當的。

2）抗干擾性強、零掉包率

無論在光纖周圍盤繞著多么復雜的強電，傳輸速度始終保持一致。此外，傳輸過程中掉包現象的概率幾乎為零，測試時200成品多模跳線作為干線，電信的軟件在滿機時是測不出來。

3）使用壽命很長、兼容性高

市場上一般的光纖可以用到10年甚至更久，這一點銅纜網線是無法相比的。而且兼容性很高，光纖在未來網絡高速提升中，無論是1兆10兆甚至未來的萬兆，10萬兆，任何一條跳線都是通用的，不會像銅纜網線那樣有5類6類甚至10幾類，不會存在淘汰的問題。

4）成本上有優勢

依照市場上一般的光纖20元每端，2元/米計算，成本不高，和優質的6類線相比有絕對優勢。

6.公司多信號光纖傳輸方案

1）模擬信號傳輸

現在的模擬光纖設備可傳輸頻率在0～ 2MHz之間的信號，當信號在這個范圍內時我們可以使用模擬光端設備來傳輸信號。

模擬光端機通信系統構建比較簡單，成本也不高，但是它也有著自身的一些缺點，模擬光端機由于采取載波調制方式載波及光頭很容易受環境溫度影響而出現傳輸質量隨環境變化而變化的現象。在現場監控應用中，用戶可能有許多各種信號，必須把各種信號在光端機進行復用，以便在一對或一根光纖上傳輸，目前市場上很多著名國外品牌的光端機多路數據同傳時經常出現相互干擾的現象，這些不穩定的現象都是模擬調制技術長期以來一直所固有的缺點。所以模擬光端機傳輸信號容量有限，一般不會超4路信號同傳[2]。

根據以上原則，我們選用的是單收單發的模擬光端機，以18樓控制室為主會場，通過光纖傳輸至各樓層。可以實現單路模擬信號的相互傳輸，作用主要是觀看標清圖像，例如標清攝像機、標清終端等，從而實現模擬信號的相互共享。

2）高清信號傳輸

高清信號的傳輸需要數字光端機，數字光端機是通過光纖傳輸高分辨率（最高可達1920x1440以上）模擬或數字計算機視頻信號，并毫無損失的把圖像信號傳送到幾百米甚至幾公里外的顯示終端上進行顯示的設備。光端機采用純數字傳輸模式，能從根本上克服普通銅芯電纜傳輸系統在傳輸高頻帶信號時造成的拖尾、重影等現象，清晰的重現圖像畫面。同時數字光端機把顯示設備和信號源在電氣上完全的隔離開來，具有極高的抗干擾能力[3]。

下面以公司用到的VGA和YUV光纖信號傳輸為例來介紹此類光端機的工作原理。VGA光端機主要有兩種技術方案，其一是四芯光纖高清VGA光端機，使用無壓縮無延時技術，使用四芯光纖來傳輸一路高清VGA信號，用到4個激光器來分別傳輸R、G、B、CK（R G B為紅綠藍三基色，CK為時鐘）信號，支持最高分辨率——1920*1200（60Hz），可以輕松達到1080i要求，這種方案專門用于傳輸高清級別的視頻信號，局限性是需要用四芯光纖來傳輸，傳輸方案較老，顯示刷新率低，容易造成水波紋現象[4]。整體性能有性，占用較多光纖資源，但是四芯光纜非常經濟，應該不會導致工程造價成本高；其二是一芯光纖VGA光端機是使用壓縮編碼方式來做，這種做法可以使用一個激光器來做，只需用一根光纖連接，可以帶鼠標、鍵盤、音頻接口等，相當于把電腦主機面板延長到遠端來操作，支持分辨可達1920*1440以上（最大值1.65Gbps），顯示畫面質量很高。但是這種做法也有缺點性，圖像經芯片處理有有輕微的延時，但正常顯示下是察覺不出來的單芯VGA光端機已升級到第二代，只要是應用歐美等進口原裝芯片，畫面和性能都已經達到了最高水平。

為了保證圖像的質量，公司選用的是采用了原裝進口芯片的單模單芯光端機，用以相互傳輸圖像和聲音。

7.結語

本次公司多信號傳輸系統的建設增加了各樓層會議系統的功能，使得原本沒有任何聯系的多個會議室變成了一個整體，對所有的信號資源進行了一次全面的共享和分配。原本沒有此功能的會議室也實現了同主會場一樣的功能，如在分會場增開應急會議、分會場收聽收看、對分會場聲音圖像遠程錄制等，大大的提高了整個會議系統的效率。