廣播電視系統(tǒng)光纖通信論文
時間:2022-07-24 09:35:40
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摘要:隨著我國計算機、信息技術(shù)、電力電子技術(shù)的發(fā)展,極大的促進我國廣播電視行業(yè)的發(fā)展。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)已經(jīng)無法滿足人們對廣播電視通信的質(zhì)量和速度的要求。光纖通信系統(tǒng)采用光纖進行傳輸信息,具有傳輸速度快、傳輸容量大、穩(wěn)定性好等優(yōu)點,因此在廣播電視行業(yè)廣泛應(yīng)用。本文主要分析了光纖通信系統(tǒng)的構(gòu)成、特征,以及光纖通信系統(tǒng)在廣播電視系統(tǒng)的具體應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:光纖通信;廣播電視系統(tǒng);傳輸速度
光纖通信系統(tǒng)由光纜、中繼器、光發(fā)射機、光接收機、耦合器等構(gòu)成,這種系統(tǒng)的組網(wǎng)方式十分靈活,可以組成樹狀、網(wǎng)狀、鏈型、星型、環(huán)形、單纖網(wǎng)、雙纖網(wǎng)等多環(huán)向型的拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)應(yīng)用在廣播電視系統(tǒng)中,打破過去傳統(tǒng)的廣播電視系統(tǒng)信號傳輸過程中遇到的信號干擾、傳輸速度慢、傳輸質(zhì)量低等問題,提高廣播電視傳輸信號質(zhì)量,推動我國廣播電視事業(yè)的發(fā)展。
1光纖通信系統(tǒng)
1.1光纖通信系統(tǒng)構(gòu)成。光纖通信系統(tǒng)用光波作為傳輸載波,將光纖作為傳輸媒介對信息的進行傳輸?shù)囊环N方式。由于光纖傳輸頻帶寬、抗干擾性能、信號傳輸質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的電纜、微波通信系統(tǒng),所以已經(jīng)成為全世界最主要的通信傳輸網(wǎng)絡(luò)。圖1為光纖通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖1光纖通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖從上述光纖通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖看出,光纖通信系統(tǒng)由光纜、中繼器、光發(fā)射機、光接收機、耦合器等構(gòu)成。其中光發(fā)射機和光接收機稱之為光端機,是整個光纖通信系統(tǒng)的核心元件,直接影響到傳輸質(zhì)量。光發(fā)射機是實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的端機,主要有光源、調(diào)制器和驅(qū)動級構(gòu)成,它將電機端的電信號調(diào)制為光波,然后將光信號傳輸?shù)焦怆娎|中;光接收機是實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的端機,主要有放大器和光檢測器構(gòu)成,它將光纖或者光纜傳輸?shù)墓庑盘栟D(zhuǎn)換為電信號,再將電信號放大電路發(fā)送到接收端的電極端中;光纖主要是信號傳輸媒介,其主要功能是將發(fā)信端的光信號進行遠(yuǎn)距離的傳輸,并耦合到收信端的檢測器上,完成傳輸任務(wù);中繼器由光檢測器、光源以及再生電路構(gòu)成,將其連接在光纖中部,然后將光纖中的弱電信放大或者進行信號補償,從而滿足光信號的傳輸要求,并對信號傳輸過程中的光波進行校正,讓其符合傳輸要求;光纖連接器等無源器件受到光纖拉制工藝的限制,光纖拉制長度也有一定的限度[1]。1.2光纖通信系統(tǒng)傳輸特點。光纖通信系統(tǒng)以光纖作為傳輸介質(zhì),光纖主要材質(zhì)為玻璃,常見的玻璃材料為石英,目前市場上的石英光纖主要分為單模光纖和多模光纖。單模光纖沿著光纖內(nèi)芯傳輸,以免信號散射,所以單模光纖適合傳輸頻帶寬、傳輸距離短、容量比較小的光纖通信系統(tǒng);多模光纖指不同模式的光在同一根光纖上進行傳輸,多模光纖的傳輸模式可以多大上百個,傳輸速率和常數(shù)不同,所以光纖的散射和損耗比較大,適合中短距離和小容量的光纖通信系統(tǒng)。由于單模光纖的傳輸性能比多模光纖好,其價格便宜,所以單模光纖在光纖通信系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。
2光纖通信在廣播電視系統(tǒng)中的應(yīng)用
廣播電視系統(tǒng)是用于廣播的非專用電視系統(tǒng),一般采用無線電的方式進行信號傳輸,所以也被成為無線電視系統(tǒng)。廣播電視系統(tǒng)終端設(shè)備為電視機,電視機接收到電視臺發(fā)生的高頻電視信號以后,并經(jīng)過一系列的變化處理,恢復(fù)到原來的圖像和音響信號,并將其反射到電視機的顯示器和揚聲器上,從而再現(xiàn)發(fā)射端的圖像信息音響信息。圖2為廣播電視系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。將光纖通信系統(tǒng)應(yīng)用在廣播電視系統(tǒng)中,可以提高廣播電視信號傳輸質(zhì)量,光纖通信系統(tǒng)由光纖電纜傳輸信號,光纖的光波頻率比電纜的頻率要高,傳輸過程中,信號的損耗也比較低,所以光纖通信傳輸容量比微波通信技術(shù)多幾十倍。光纖的外層由石英制成的絕緣體,不容易受到環(huán)境的腐蝕、污染,所以在傳輸過程中不會受到雷電、電磁和太陽黑子活動釋放的電磁干擾,能夠與高壓線平行設(shè)置[2]。
2.1光纖通信系統(tǒng)在廣播電視系統(tǒng)傳輸過程的應(yīng)用
廣播電視臺將視頻、圖像信息加工制作好以后,通過編碼器將數(shù)據(jù)信息進行編碼,然后通過發(fā)射臺將數(shù)據(jù)信息發(fā)射出去,電視機接收到數(shù)據(jù)信息,并利用調(diào)頻器將數(shù)據(jù)信息進行處理顯示在電視機上。SDH是一種同步數(shù)字通信技術(shù),由終端復(fù)用器、分叉復(fù)用器、交叉連接設(shè)備和再生器構(gòu)成。終端復(fù)用器將網(wǎng)絡(luò)終端各種低速信號復(fù)用為高速信號,或者將高速信號分接成多路低速信號;分叉復(fù)用器在網(wǎng)絡(luò)交叉節(jié)點將高速信號分解為部分低速信號;交叉連接設(shè)備主要用于連接信號的設(shè)備;再生器需要將接收的網(wǎng)絡(luò)信號進行適當(dāng)處理,并按照電視機要求的幅度、波形發(fā)送到電視系統(tǒng)。SDH通信系統(tǒng)采用環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)形式,如果某一段通信網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題,可以通過ADM智能元件,尋找可替代的路由器,保護整個系統(tǒng),提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率,滿足廣播電視干線傳輸網(wǎng)絡(luò)的信息傳輸和交換要求。福建東南廣播電視網(wǎng)絡(luò)有限公司以光纖作為傳輸媒介,SDH通信系統(tǒng)作為傳輸網(wǎng)絡(luò)平臺,建立了覆蓋到福建省的廣播電視傳輸網(wǎng)絡(luò),從電視臺總控機房、衛(wèi)星站、有線電視網(wǎng)絡(luò)、發(fā)射臺全部采用光纖進行信號傳輸,光纖的外層由石英制成的絕緣體,不容易受到環(huán)境的腐蝕、污染,所以在傳輸過程中不會受到雷電、電磁和太陽黑子活動釋放的電磁干擾,能夠與高壓線平行鋪設(shè)。光纖網(wǎng)絡(luò)保密性好。微波通信技術(shù)的寬帶小、容易受到電磁的干擾,信號很容易被竊聽,保密性差。光波信號被限制在光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中,各個通道獨立存在,不會受到其他的通道干擾。在福建省5地高速公路通車典禮上,采用光纖進行直播,將高速公路通信現(xiàn)場的圖像信息通過光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)礁V莸闹鲿龊娃D(zhuǎn)播車,其他分會場的轉(zhuǎn)播車通過光纖通信系統(tǒng)接收到主會場的信號,同時,各個分會場的主持人和主會場的主持人進行聯(lián)動交流,為主會場的觀眾直播分會場的情況。由于光纖通信系統(tǒng)傳輸速度快,可以實現(xiàn)同步傳播,因此光纖通信系統(tǒng)在電視臺同步直播中廣泛應(yīng)用。
2.2光纖通信系統(tǒng)在廣播電視信號調(diào)制中應(yīng)用
現(xiàn)代光纖廣播電視系統(tǒng)傳輸過程中,需要將電視各個頻道的視頻和音頻信號進行預(yù)調(diào)制,然后將多頻段信號進行多功組合調(diào)制為光信號進行發(fā)送。預(yù)調(diào)制包括調(diào)頻、調(diào)幅和數(shù)字調(diào)制三種方式。調(diào)頻是將視頻、音頻信號調(diào)制成中頻副載波信號,將上變頻信號調(diào)制為不同頻道信號,然后利用混合的寬帶高頻信號調(diào)制光信號的強度,提高圖像畫面,降低信號傳輸過程中的干擾信號。但是這種調(diào)頻方式所占頻道比較寬,單根光纖只能輸送16-18套電視節(jié)目,電視機不能直接接受光信號,需要轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換才能輸送到用戶系統(tǒng)。調(diào)頻方式適合衛(wèi)生電視傳輸系統(tǒng),衛(wèi)星信號通過高頻輸出微波信號發(fā)送到調(diào)頻光發(fā)射機,然后經(jīng)過光纖電纜輸送到用戶電視機;調(diào)幅則是將視頻、音頻信號調(diào)制到高頻副載波通道中,然后將高頻副載波信號經(jīng)過混合器處理轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l信號,然后將高頻信號調(diào)制為光信號。調(diào)幅預(yù)調(diào)制方式可以將750MHz系統(tǒng)中的下行信號調(diào)制到激光器輸出的激光上,調(diào)幅方式直接影響到光纖傳輸系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量。但是這種調(diào)制方式,傳輸距離比較短,對激光器的要求比較高;數(shù)字調(diào)試是將視頻、音頻信號取樣、量化、編碼等方式處理后變成數(shù)字信號,然后經(jīng)過分復(fù)合成器處理變成多個頻道信號組成的數(shù)字信號,再將其調(diào)制成為光信號輸出。這種數(shù)字預(yù)調(diào)制方式,視頻、音頻信號還原率比較高,可以保持高質(zhì)量的圖像信息,通過多級輸出以后載噪比可以達到60dB以上,增加中繼器以后,傳輸速率可以達到幾千千米,單數(shù)數(shù)字預(yù)調(diào)制方式的價格比較昂貴,可以傳輸上百套電視節(jié)目。
2.3有線電視寬帶網(wǎng)絡(luò)
HFC是一種綜合數(shù)字服務(wù)寬帶網(wǎng)絡(luò),由光纖干線、同軸電纜支線和用戶配線網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。有線電視信號經(jīng)過調(diào)制器調(diào)制成光信號,然后在光纖干線上進行傳輸,信號傳輸?shù)匠鞘杏脩魰r,將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺?jīng)過分配器分配以后直接輸送到用戶家中。HFC網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬可以達到750MHz-860MHz。
作者:李銳鋒 金云貴 單位:曲靖電視臺