光纤通信技术在广播电视传输中的应用

光纤通信技术在广播电视传输中的应用

姓名：王海朋

学号：1008509271219

班级：2010电子信息13班

河北工专电气自动化系

一、光纤通信系统

1．系统基本构成

光纤通信系统是以光波作为载波，以光纤作为传输媒介的通信系统。光纤通信系统由光发射机、光接收机、光中继器、光纤连接器及耦合器的无源器件等五个部分组成。

光端机是光纤通信系统的核心设备，光端机分为光发射机和光接收机，它们的性能直接影响整个通信系统的传输质量。光纤通信系统中对来自信息源的信号传送到发送端的光端机，光发射机则是将光源通过电信号调制成光信号，输入光纤传输至远方；接收端的光端机内有光检测器将来自光纤的光信号还原成电信号，经放大、整形、再生后恢复还原输出。对于长距离的光纤通信系统还需中继器，其作用是将经过长距离光纤衰减和畸变后的微弱光信号经放大、对失真的脉冲波形进行整形、校正生成一定强度的光信号，继续向前方以保证良好的通信质量。

光纤通信系统中各部分的功能作用：

(1)光发射机：光发射机是实现电/光信号转换的光端机。它由光源、驱动器和调制器组成。其功能是将来自于信号源（视频、音频或射频）的电信号对光源发出的光波进行调制，成为已调光波，然后再将已调的光信号耦合到光纤去传输。

(2)光接收机：光接收机是实现光/电转换的光端机。它由光检测器和光放大器组成。其功能是将光纤或光缆传输来的光信号，经光检测器转变为电信号（视频、音频或射频），然后，再将这微弱的电信号经放大电路放大到足够的电平，送到用户接收端去。

(3)光纤或光缆：光纤或光缆构成光的传输通路。其功能是将发射端发出的已调光信号，经过光纤或光缆的远距离传输后，耦合到接收端的光检测器上去，完成传送信息任务。

(4)中继器：中继器由光检测器、光源和判决再生电路组成。它的作用有两个：一个是补偿光信号在光纤中传输时受到的衰减；另一个是对波形失真的脉冲进行校正。

(5)光纤连接器、耦合器等无源器件：由于光纤或光缆的长度受光纤拉制工艺和光缆施工条件的限制，且光纤的拉制长度也是有限度的（如1Km)。因此一条光纤线路可能存在多根光纤相连接的问题。于是，光纤间的连接、光纤与光端机的连接及耦合，对光纤连接器、耦合器等无源器件的使用是必不可少的。

2. 光纤（光缆）传输特性

光纤是用高纯度的玻璃材料制造而成。光纤线路由光纤、光纤接头、光纤连接器组成。光纤是光纤线路的主体，实际中使用的是容纳许多根光纤的光缆（每根光纤都有自己的包层）。光纤线路的性能主要由光缆内光纤的传输特性决定。目前使用的石英光纤有多模光纤和单模光纤。单模光纤（Single-Mode）只传输主模，也就是说光线只沿光纤的内芯进行传输。由于完全避免了模式射散使得单模光纤的传输频带很宽，因而适用与大容量，长距离的光纤通迅。多模光纤（Multi-Mode）在一定的工作波长下，有多个模式在光纤中传输。由于色散，这种光纤的传输性能较差频带比较窄，传输容量也比较小，距离比较短。单模光纤使用的光波长为1310nm或1550 nm。单模光纤的传输特性比多模光纤好，价

格比多模光纤便宜，而得到了广泛的应用。对于光纤的基本要求是损耗和色散这两个传输特性参数尽可能地小。

产生光纤损耗的原因主要分为三种：吸收损耗、散射损耗和辐射损耗。光纤损耗关系到光纤通信传输距离的长短和中继距离的选择。即光纤损耗限制了光纤通信的最大直通距离。目前光纤通信中常用三个低损耗窗口。0.85 （850nm）、1.31 (1310nm)和1.55 (1550nm)左右是光纤通信中常用三个低损耗窗口。

光纤色散是指输入光脉冲在光纤中传输时由于各波长光波的群速度不同而引起光脉冲展宽的现象。光纤色散的存在使传输的信号脉冲发生畸变，从而限制了光纤的传输带宽。

3．SDH传输技术简介

SDH(Synchronous Digital Hierarchy)是一种同步数字体系，一种高速传输的数字通信技术。在SDH网中，有主从同步方式和相互同步方式，二者各有优缺点。SDH的传输速率分级称为同步传输模块STM，其中STM—1的传输速率为155.520Mb/s，STM—4的传输速率为622.080 Mb/s，STM—6的传输速率为2488.320 Mb/s，STM—64的传输速率为9953.280 Mb/s等。

SDH网络中的设备主要有终端复用器、分插复用器、交叉连接设备和再生器等。

终端复用器（TM）是在网络的终端把多路底速信号复用成一路高速信号，或反过来把一路高速信号分接成多路底速信号的设备。

分插复用器（ADM）用于网络交叉节点，从输入的高速信号中分接部分低速信号（或向输出的高速信号中插入部分低速信号）。

数字交叉连接设备（DXC）是具有一个或多个信号端口，可以对任意之间的信号进行可控连接的设备，它兼有复用、配线、保护/恢复、监控和网管多次功能。

再生器（RG）位于传输链路中途，是能够接收STM—N信号，并经过适当的处理，使信号按照规定的幅度、波形和定时特性继续向前传送的设备。

在SDH网中，常采用环型自愈网的方式来进行保护，以增强通信的可靠性。所谓环型自愈网保护就是把各个ADM节点组成一个环型，在某段线路或某个网元出现故障时，利用ADM的智能，寻找替代路由，为所传输的信号提供保护。

SDH传输网是由一些SDH网络单元组成，在光纤、微波或卫星上进行同步信息传送，融复接、传输、交换功能于一体，由统一的网络管理操作的综合信息网。可实现网络有效管理、动态网络维护、对业务性能监视等功能，能有效的提高网络资源的利用率，能满足广播电视干线传输网的信息传输和交换的要求，对提高广播电视传输质量有了质的飞跃，因而SDH技术正成为广播电视领域传输技术方面的发展和应用热点。

二、光纤在电视传输的应用

1．传输在广播电视领域中的应用

在广播电视领域，以光缆网络为基础的网络建设，是事业发展的主要基础。我省东南广播电视网络有限公司已建成了以光缆为传输介质，SDH为传输平台的传输网络。东南网络是覆盖全省，连接全国，高度信息化的广播电视传输网。光缆网络是城市最可靠的数字电视和数据传输链路，现在，从电视台总控机房到