光纖傳輸技術在有線電視信號傳輸中的應用分析

◎吳爭先

(山東省青島市萊西市南墅鎮人民政府，山東 青島 266613)

現階段，人們提高了對信息的多元化要求，光纖技術通過相應載體，能夠把光波有效轉換為信號，關于信號的重點傳輸對象，現已在諸多領域中實現了大范圍應用。如果將其在有線電視信號傳輸過程中使用，可讓信息傳輸的質量與效率大幅度提高。怎樣將該技術實用性價值發揮最大限度的發揮，如何將這一技術更好地應用，是每位從業人員的重點研究課題。

一、基本概述

對于光纖傳輸技術而言，其用于信息傳播媒介為光波，并通過光纜實現傳輸信號。一般情況下，在其實際傳輸中，信號會憑借光波發射裝置實現光波發射，由此讓光波轉化變成光信號，進而讓接收器將其接收后再變為電信號，完成上述流程之后繼器所接收到的電信號進行有效整合，最終得以被輸送至終端。關于這個傳輸過程，多種因素會直接產生對傳輸質量的影響，為此需要利用這項技術針對受到影響而出現變化的信號及時修正。

現階段，在國內有線電視的信號傳輸中已經運用了IP TV和OTT TV，這也大幅度提高了傳輸質量。對于IP TV業務來講，電視是其顯示終端，通過優良音頻及視頻解碼能力的數字設備或者是機頂盒實現終端轉換，而且僅需遙控器便能輕松操控。在其IP網絡方面，不僅互動多媒體QoS/QoE功能十分強大，還擁有理想的交互性能。有關RTSP內容編碼相對常見的是H. 264CBR編碼，以此充分保障呈現的視頻質量，可將其應用在直播、點播等場景中。這項業務進行相關內容應用時必須采取專門服務器，一方面流程運行十分復雜，另一方面對于網絡質量有較高的需求，具體體現在時延、畫面抖動以及帶寬方面。基于服務質量層面分析，RTSP方式質量相對較高；在業務功能層面，該方式不僅僅是全面直播，也會對點播予以支持[1]。關于OTT TV業務，因為互聯網屬于其傳輸介質，若進行集成播控則應該得到批準后，綁定一體機或者是機頂盒，為其提供有關增值業務或者是一系列的管控服務。從當前發展形勢來看，OTT TV不僅逐漸演化成主流趨勢，而且此模式也逐漸向規范化發展。

二、通信原理

在具體應用中，通常在頻率給定的情況下，通過二進制數字進行出現與消失光載波的表征，至于亮度調制主要利用檢波器發出響應；在光發射設備中安置光放大器，旨在讓入纖進一步提高光功率，也能讓線路整體光功率滿足實際的系統要求；在建筑群面積較大或者是樓宇之間距離較遠的情況下，通過中繼放大能實現傳輸距離的進一步延伸，以此提升光功率實現遠途傳輸，在其傳輸鏈路中應注意產生的光纖色散問題，通常會利用色散位移的方式校正光纖，至于接收端則是通過光電檢測設施進行信號檢測，放大器會有效放大微信號，由此對電纜網絡加以激勵[2]。

將所有源信息首先向接收端傳遞然后才是用戶端，達成此目的需利用光纖通信系統。信息如果想保證其無損傷，則需要光纖擁有優良的傳輸性能，因此就要保障光纖材質不僅沒有雜質而且均勻，但以上僅為一種理想狀態，現實中的任何光纖均難以保證沒有色散且無損耗。依據物理光學，關于光的傳輸使用主要是波動光學與射線光學這兩大理論。后者對很多模光纖更方便獲得清楚直觀的分析結果，一般會以光射線取代光能量的方式進行傳輸；而前者則是將光視為一種經典電磁場進行處理，基于磁場邊界以及波動方程，現實波導中相應的場結構。針對傳輸光信號而言，不可以進行光纜分支，僅是進行的連接。關于其基本拓撲結構類型如下：

首先，直通網絡。該結構擁有更高的速率，一般速率是幾Mbps至幾百Mbps時，可以達到5K—6K的傳播，主要應用在大型計算器。

其次，星型網絡。該結構能直接通過一條光纖，實現總前端到每個分光平臺之間的相連，然后將分光平臺視為一個中心點，朝周圍以光纜形式進行星形輻射，而且光節點和中心點之間使用一根光纖便可以直達，信號在光節點位置被接收，該結構不同于環形或者是總線結構，采取的是模式為“總前端——分前端”“分前端——光節點”，各級鏈路均進行點和點之間的傳輸，全部信號都與中心交換機實現交換[3]。

最后，環型網絡。也就是通過光纜線路進行環型敷設，然后在環上安設相應的再分配點，這樣通信信號會從總前端借助某一個光纖沿環方面向配點直接輸送，同時另一方向也會將信號傳輸到網絡，利用光開關做到自動切換，另外這兩個方向的通信信號彼此是熱備份，利用該結構可以大幅提升安全系數，避免由于中斷某一方向通信信號導致用戶沒有信號。

三、主要優勢

因為光屬于光纖傳輸的主要信號傳輸介質，和其他常見傳輸技術對比，傳輸的整個過程十分穩定，光纖系統在傳播中，還能夠對類型不同的電視節目數據進行光信號的有效轉化。同時，因為有線電視相對分散的光纖傳播系統，可以集中管理光信號，雖然衛星網絡也能進行傳輸，但是，由于其不僅傳輸質量不理想，并且，沒有優良的交互性。所以，在其進行信號傳輸時，會采取光纖傳輸模式，有效運用這項技術還能為電視信號質量提供保障。除此之外，這一技術的應用能突破微波傳輸的桎梏，防止傳輸噪聲的產生并降低電磁波帶來的干擾，確保電視信號的整體傳播效果。關于直播節目內容的轉播，該技術的應用在一定程度上直接提升直播信號自身的穩定性，尤其是在線直播時使用該技術，信號能夠被及時發送到相應轉播平臺，同時降低轉播過程中的延時，雖然傳輸平臺處在不一樣的區域，但是信號依然會快速輸送到指定的主平臺中，在傳輸信號時便能同步傳輸音頻以及視頻。總之，光纖傳輸技術，一方面可有效防止外部環境帶來的一系列干擾，另一方面滿足大數據傳播的現實要求，進一步提升了電視信號的傳輸穩定性。

四、具體應用

(一)非壓縮傳輸

其主要是指線路引入的光波進行遠距離的非壓縮信號傳輸，通過距離相對較遠的運輸載體，讓機房信號接收到由終端設施傳輸的光波。結合此種傳播模式對直播信號分析，在實際操作過程中對傳輸距離提出嚴格要求。例如在節目直播過程中，直播現場與轉播設備均需滿足信號傳輸標準，節目在進行轉播時，轉播機房不僅要具備轉播車，而且要與轉播機房之間維持約的距離50m，通過信號轉換設備傳輸信號，與此同時光端機當中的信號類型應轉化為SDI。在具體應用時，將光纖轉換成為類型單一的傳輸線路，通過光端機器接收有關傳輸信號，由此確保接收機器能穩定接收到電視節目。應重點關注的是，如果在現場操作過程中保證信號穩定傳輸，工作人員要認清信號是否為公共類型，從而采取電視信號傳輸模式，直接進行用戶信號端的連接，一方面為傳輸速度提供保障，另一方面雙光纜可發揮其自身作用，保證光波信號更加可靠穩定的傳輸。面對上述所提及的情況，即使在實際傳輸過程中出現一些故障，僅需控制主備光纜不超過通信機房與TOC的實際范圍，就能及時轉換傳輸設備，使得信號高效穩定傳輸[4]。

(二)壓縮傳輸

這種傳輸思路當前已在有線電視傳輸信號中被廣泛應用，借助相關壓縮設備用于光波壓縮，在其被壓縮后傳輸至相應的傳輸區域，由此處將高清數據向電視傳輸，無論是非壓縮還是壓縮傳輸均存在各自的劣勢及優勢。因此，有關工作人員通常在具體應用時會選擇將兩者相結合，充分發揮各自優勢，盡可能確保傳輸電視信號的質量和效率，關于結合之后的優勢重點表現在光纖的穩定傳輸。當前，有線電視在國內擁有廣泛的使用范圍，通過結合這兩個傳輸方式，能夠讓某區域當中的光端機關聯相應的光纖，從而進一步提升寬帶感應效果，方便在寬帶和差異性信號兩者間建立適應目標。通常情況，TER機房會聚集非本地范圍的光纜，通過電路傳輸信號時需要注意，在傳輸HD-SDI信號的基礎上，TER機房能夠和TOC有效交互。距離相對較長的傳輸往往會存在一些技術障礙，即相關傳輸數據不完整，若想解決該問題應采取解碼器，讓信號被壓縮變成解碼模式，之后通過ASI信號將解碼以適配器向IBC機房的傳輸，進而實現HDSDI解碼。

(三)HFC寬帶數據網

國內廣電單位均積極開展升級和完善傳輸網絡，將傳統的傳輸載體逐漸向HFC網絡轉移，這主要是因為HFC網絡具備較強的抗干擾能力，并且，其也能夠用作雙向網絡。究其本質，其屬于一種光纖同軸網絡，也是寬帶網絡的一類，傳輸光纖到指定的服務范圍，再讓其傳輸到電視電纜。關于網絡，其主要是光纖用于傳輸干線，將電視網絡與同軸電纜相連接，一方面讓不同節目接收到傳輸信號傳輸，另一方面還會傳播大量數據，擁有可靠性以及抗干擾性。從整體角度來看，不同于傳統電纜網絡，由于干線部位取替為光纜并能構建雙向網絡，通過擁有更高的傳輸效率，信號能夠被傳輸到更遠的距離。除此之外，其還包括用戶、前端以及光節點。對于該網絡的前端而言，負責信號的發送以及接收，有關光節點是將光轉換為電信號，進行設計時要考慮存在有線電視臺的用戶，如果通過有線電視進行上網，需要對樓房進行了相應的改造，因為有線電視一般情況僅作為單向通路，只能接收信號，但是通過雙向改造，用戶便能在上網過程中傳播數據。

五、發展建議

(一)日常維護

在維護工作中，重點在于測試實際的發射光功率，還要對正常的光纖傳輸體系統運行情況進行判斷。工作人員在整個維護期間，應該對光纖損耗的趨勢全面了解，選擇具體時間進行光纜檢測，然后把結果記錄到文件中，通過定期進行數據對比分析節點位置是否有損耗問題發生。除此之外，對于在光纖傳輸時出現故障的位置也要及時記錄，通過具體的優化工作確保光纖線路自身的完整性，對此，不可避免會涉及到光纖線路的搶修，應組建一支擁有豐富工作經驗的搶修團隊，旨在發生光纖障礙時能夠有效及時處理，避免光纖故障對正常應用有線電視帶來影響。值得注意的是，最好能在故障發生前對其有效控制，組織專門的檢測人員負責日常的光纖路線修復，也可以積極宣傳相關的光纖線路知識，進而提高整體維護意識。另外，還需注意接收端線路側。發射光如果正常，但在接收端口位置的光功率相比記錄數值偏低、或者是數值為0，這說明在光纖線路中產生較大損耗、傳輸信號過程中發生中斷問題，因此應該及時測試反射設備。對于這一類型問題產生的主要原因如下：第一，傳輸接頭、光纖熔接位置存在問題或者是光纜裂開。第二，外部因素引發的問題緣由為管道光纖受損或者是架空光纜，能夠判斷是非接口區域出現問題。第三，傳輸消耗較大也是一個影響因素，主要是因為光纜質量偏低，致使光纜發生彎曲變形、也可能由于溫度過低而造成光纜較大消耗。如果接收端口的其中一側是正常的光功率數值，但是接收機器無法正常運轉，工作人員應該使用酒精棉球在光纖接頭位置輕輕擦拭，要是依舊無法讓光接收機器進入到正常工作狀態，則有很大可能是因為機器自身，應該將其及時替換，同時故障機器要送至維修店進行檢測，避免獨自維修或者是自由調試后，因其再次使用而對光纖傳輸效率和速度造成影響[5]。

(三)故障診斷

光纖傳輸技術如果想充分發揮其信息傳輸優勢，則有必要加大研究故障診斷方法技術的力度。從實際情況來看，有線電視信號在實際傳輸中該項技術的引入體現出強大優勢，能夠預見的是在廣播電視領域擁有更加寬闊的發展空間。面對這一發展趨勢，技術人員應該以技術網絡分布技術為基礎，積極融入數據分析、人工智能等相關技術。比如AI技術，能夠深入感知具體的技術使用環境，通過危機思維尋找到技術存在的使用隱患，至于數據分析以及挖掘等技術能夠較好整合，分析某段時間范圍的信號傳輸情況，由此看到技術存在的技術壁壘，有效支持工作人員及時找到隱患位置并順利進行故障排除工作。

(四)信號傳輸配備

針對分控每個頻道，建議運用“鍵控卡+靜切換矩陣”的模式，通過其為播放系統的穩定可靠運行提供保障。同樣應急播出設施需要做好配備工作。通常情況下，應該綜合考慮錄像設備的類型多樣性。針對高清電視系統，若是出現緊急情況，便可以將其他頻道所使用的錄像機進行調用，這樣可以保證電視臺節目的有效播出。現階段，422倒換器擁有功能成熟、較高運行可靠性的突出優勢，因此廣泛使用于有線電視播放中，該項倒換器能夠做到設備之間的共享。如果能將該倒換器應用在電視頻道的播控工作站，播放系統在很大程度上會提高有效性及合理性。針對通道方面，應對播放通道實際應用率加以考慮，也可通過422倒換方式進一步提高其利用率。

六、結語

有線電視在進行信號傳輸時，通過光纖傳輸技術的應用帶來眾多便利，而這一技術的應用仍有較大提升空間，應該進一步汲取先進的技術經驗，按照具體建設情況改善與優化，同時積極引進現代化技術與尖端設備，由此會保證信號傳輸的穩定性與安全性。對于相關企業而言，結合實際加大技術研發力度，切實提升原有技術優勢，能夠在強化國內外市場競爭能力的同時，實現可持續的良性發展。