光纖通信技術在廣播電視傳輸中的應用

弓艷青

（山西廣播電視無線管理中心，山西 太原 030001）

0 引 言

目前，中國廣播電視傳輸發展較快，為進一步提高信息傳播質量，需進一步探討光纖通信技術在廣播電視傳輸中的運用，以便于各種網絡信息的高效連接，滿足廣大人民的生活需要。文章重點分析了光纖通信技術的概念、意義與基本構成，以及光纖通信技術在廣播電視傳輸中的實際運用情況和應當關注的問題。

1 光纖通信技術的概念、組成和意義

光纖通信技術是利用光波進行傳輸，使用光纖電纜為傳輸載體，將信號由發射端傳輸到接收端的一種傳輸技術。光纖信號傳送技術是當前各國、各類電視或廣播信號傳輸的主要方式，以傳送效率最高的特點得以廣泛使用。由于光纖技術擁有對數據資料進行分門別類處理的特殊能力，因此可以簡單快捷地實現信息轉換，更加適應人們的需求。

1.1 光纖通信技術概念

光纖通信技術是使用光波為主要傳輸載體實現信號傳送的一種通信技術。光纖通信系統框圖如圖1所示，在信號轉播過程中，首先將傳輸的信號通過專門的裝置轉化成能夠被光纖傳送的信號，然后在傳輸信號達到傳輸接收點的時候，使用信號轉換器對其所攜帶的內容進行轉換。光纖通信技術是對傳統有線傳輸方式的進一步提高和擴展，具有通信速率較穩定、通信容量大、抗噪聲能力強和私密性較強等優點。

圖1 光纖通信系統框圖

1.2 光端機

在光纖傳輸技術中，光端機是其核心零部件，核心設備的性能直接決定了信息傳播的效率、帶寬大小和質量等。光端機是信號源的發送端，各種信號源傳送到光端機進行發送，將電信號轉成光信號，并通過光纖傳輸到接收方，接收端的光端機通過光檢測器將傳輸方的光信號再還原成電信號，經過一系列技術手段恢復還原輸出內容。如果傳輸距離過大，則需要中繼器，因為遠距離傳輸會導致光衰弱或變化，中繼器可以保障其傳輸信號不衰弱，并對失真的脈沖波浪狀加以整形、校正后獲得一定質量的光信號,并不斷地向前方輸出。具有較完善通信功能的光端機以8路為標準單元,現已建立的有16路、24路、32路等多種型號。設備上還需要具備模擬音頻接口和數字聲頻的AES/EBU連接。當使用設置為模擬數字連接的按鈕時,對各種揚聲器的輸入信號都能通過設定為AES/EBU信號的立體聲、單聲道轉換開關。

1.3 SDH傳輸技術

光纖大容量數字傳輸目前采用同步時分復用技術（Time-Division Multiplexing, TDM），該技術又分為若干等級，先后有兩種傳輸體制：準同步數碼系統(Plesiochronous Digital Hierarchy，PDH)及同步數字系列(Synchronous Digital Hierarchy，SDH)，SDH和PDH功能比較齊全,已獲得大規模使用。SDH傳輸網主要有SDH終結設備(也叫SDH終端復用器TM)、分插復用（Add and Drop Multiplexer，ADM）設備、數字交叉連接（Digital Cross Connec，DXC）裝置等網絡單元,以及連接它們的(光纖)等物理連接設備所組成。SDH終端的主要功能是復接/連接設備并進行業務適配,而復連/分接的功能則主要由終端復用器TM（Termination Multiplexer，TM）設備實現。SDH技術主要定義和明確了通道的使用種類,并建立了標準形式的等級結構——同步傳輸模塊N級（Synchronous Transport Module level N，STM-N）矩形幀結構來復用中低速的運行通道,之后再通過光纜對傳輸通道進行長時間同步的復用與交換連接。SDH技術也是中高速率光纖通信技術在世界各地迅速發展的必然要求,該技術不但可以實現點對點使用,也可以在多點之間實現高效數據傳輸，同時利用該技術較好的時鐘同步性能抖動特點，以及網絡同步功能大大提高了廣播和有線電視網之間的通信性能，從而非常適合于傳輸廣播信息的SDH技術的廣泛應用，也會極大地促進中國廣播電視網建工程的進展。

1.4 光纖通信技術的意義

光纖傳輸技術在廣播電視領域的使用大大提高了傳輸質量、傳輸效率等。

（1）光纖信息傳送能夠極大地提升信號傳送的平穩性；（2）對于自然天氣中雷電或者磁場干擾的問題也能夠進行大幅度的抵御或降低，避免了信號的丟失，從而提高了在廣播電視信號傳遞中,信息傳輸的可靠性和安全性；（3）光纖通信技術還能夠較好地處理信息錯亂、信息延時、信息暫時停頓等特殊情況。而光纖通信技術則由于其特有的傳送能力以及分段、分頻的信息處理技術,能夠讓信號的傳輸保持穩定和快速、不丟失等。

2 光纖通信系統的基本構成

光纖通信技術主要是指信息處理技術和信息傳輸技術，它是信息技術的重要支撐平臺，光纖通信在技術功能構成上主要分為：（1）信號的發射；（2）信號的合波；（3）信號的傳輸和放大；（4）信號的分離；（5）信號的接收。

光纜傳輸方式在工作時，必須要多個部件相互協調才能實現信號傳輸的目的，并且在實際使用時，要根據不同的信息傳送目的將多個元件進行融合，才能滿足使用需求。

2.1 光纖發射設備

光源、驅動器和調制器3個模塊組成了光發射器。首先，從信息源中傳輸出去的光信號必須經過調制器的調整，并對光信號進行轉化形成可以使用光纜進行傳送的信號，這樣才能進行光信號的傳輸。在光纖傳輸轉換和傳送時，最重要的功能便是信號驅動器和信號的調制設備，可以快速地對不同的信號源進行互相轉化。

2.2 光纖接收設備

光接收裝置是由光檢測器和光放大器兩部分組成，可以進行光信號與電信號的變換，其功能是將光纖和電纜傳送出去的光信息，經由光學探測器變換成電信號、視頻和聲音等。然后將光電信號進行放大以便能夠接入專門的電平當中，而后才能被接收端接收。其功能與一般發射設備相差不大，都是將光信號轉成可以被獲取的電信號，但必須注意的是，傳輸過來的信號源必須要認真使用光信號檢測設備和光信號擴大設備進行檢查和確認。

2.3 光纖輸送設備

光纖輸送設備需要通過多個光纜整合交叉形成一個專門的信息傳輸通道，非常適用于容量不大的業務，可以直接使用光纜就能夠進行信息的傳輸。如果傳輸的內容信息量大或者傳輸的距離遠，那么就要根據實際使用需要，去確定光纜的科學交叉重組，這樣才能保證信息傳輸效果。

2.4 光纖連接設備

只要科學架設和使用光纜，就能夠很好地進行光纖信號傳送，但實際情況并非如此，往往因為不同光纜的混雜而造成信息無法順利傳送，所以就必須通過光纜的連接裝置來克服這一問題。使用耦合、連接器等元件裝置,來實現在不同地區和不同環境下進行的光纜架設和信息傳輸任務。

2.5 光纖中繼器設備

在光纜傳送中中繼器是很重要的設備，中繼器主要包含檢測模塊、光源模塊和再生電路模塊。中繼器設備可以增強信號傳輸，防止信號衰弱影響傳輸效果，同時也可以對傳輸信號進行調整，確保信號傳輸完整不變形。

3 光纖通信技術在廣播電視中的實際使用

3.1 信息傳輸的壓縮式技術

延時播放的模式是目前中國電視節目轉播中主要使用的方式，這種方式最大的好處就是不需要全部依靠光線傳輸，獨特性的優點十分明顯，正是這一優點深受廣大電視制作節目組的喜愛[1]。使用壓縮技術可以節約遠距離的信號傳送成本,提高直播和錄播電視節目的效率。一般而言,由于壓縮技術的覆蓋范圍比較廣泛,對于遠距離或者通信基礎相對脆弱的地區更能確保信號的高效傳送,因此在電視節目轉播中基本都使用了信號壓縮傳輸技術。壓縮技術還可以通過節目錄制區域的光纜,或者利用光端轉換器把終端直接與光纜相互連接,從而達到長距離傳送。

3.2 信息傳輸的非壓縮式技術

目前,我國廣播電視的信息傳播在具體的數據傳輸處理過程中,通常采用非壓縮傳送技術。這種信號傳送技術不但可以提高數字信息傳輸的速度和效率，同時也可以提高信息內容傳遞的準確性和秘密性[2]。在進行消息傳送時，信息接收端必須要有專門的接受設備，這樣信息才能夠進行傳輸。

我國電視廣播領域有自己獨特且穩定的信息傳送技術，可以不在現場進行連接，這樣可以節約不少時間與精力，減少發生問題的幾率，提高電視節目品質，適應廣大觀眾的各種需要。

3.3 組網方式

國內在廣播和電視光纜傳輸的主要方式可以分為兩類，根據情況使用單纖雙波或雙纖三波。單纖雙波的信號傳送模式是在一條光纜上面設置2個傳送的波段，使用網際互連協議(Internet Protocol，IP)地址組播模式來達到信息傳送的目的[3]。在單纖雙波信息傳送時，將數字視頻廣播（Digital Video Broadcast，DVB）信號和OTT（Over The Top，OTT）數據流組合成IP地址包，然后再與其他數據一起經過網關進入接收端，可節省了同一根光纖的設備反復連線的情況。雙纖的三波傳輸方式，主要是將DVB服務和網絡傳輸服務業務進行區分，由于DVB是使用光纜和接收器對信息進行收取，而寬帶網絡服務的接受功能，則利用網卡設備完成接收，然后再使用網絡接口傳送給機頂盒。

3.4 壓縮與非壓縮結合傳輸

各種信息有著不同的優點，所以，在具體管理工作中，可以將各種信息的優點加以整合，以便進行資源優化分配，信息優化管理。一般情況下，可以將壓縮傳輸與非壓縮傳輸互相融合，尤其是在某些需要大量廣播資源的地方，在整個廣播傳送過程中都會采用這種方法。

4 在廣播電視傳輸中運用光纖通信技術需要注意的問題

光纖網絡在信息傳送時，經常會出現光纖接頭不干凈、接觸不好、之間裂痕或者外皮破損等問題。因此要根據實際問題進行專門解決。（1）應當保障發射機的工作環節干凈整潔，日常要注意清潔維護，提高其工作性能的安全性。（2）定期檢查光纜的安全性問題，看看是否有破損，尤其是光纖末端不要有太彎曲的情況。（3）接收設備輸出的電平要進行認真仔細的檢查。（4）正常而言，進行光纖鋪設時多數情況使用固定接頭，但是在光端機設備的內部則必須要使用活動接頭進行設備連接。在連接時，如果要把光纜進行很好的相連，就需要使用的插頭配置適合的適配器。在進行使用前,首先要對端部進行清洗,保持其清潔,可以采用脫水酒精加以擦洗,尾纖的斜面應該保持平整。假如使用不好,會造成光纜傳送設備的指標降低甚至產生劣化現象[4,5]。

5 結 論

光纖通信技術優點十分明顯，具有信息傳輸內容多、信息傳輸速度快、信息傳輸抗噪音能力強、信息傳輸內容保真、發射和接受設備小等諸多優點，光纜傳送系統是提高廣播電視節目品質的最好傳播媒介。當前我國光纜技術使用相當廣泛，科技研發人員必須研究光纜的特點、優化其內部結構、改進其關鍵技術,從而實現更高效的資訊獲取途徑，為中國廣播宣傳事業做出貢獻。