广电中的光纤通信技术分析

一、目前，我国各省市都已建成覆盖核心用户的广电网络，其中城域骨干网络主要以光纤为传输介质。与传统的铜、无线电等介质相比，光纤介质具有许多优点，并将在广电网双向改造中起到不可替代的作用。 二、光纤通信系统 （一）光纤通信系统的构成 光纤通信技术作为当代信息化过程中的核心技术之一，也是理想的数字通信方式。数字通信具有传输信号精确、信号质量好、抗干扰能力强等优点。因此，大容量长距离的光纤通信系统大多采用数字传输方式[1]。 最基本的光纤通信系统由数据源、光发送机、光学信道和光接收机组成[2]。其中数据源包括话音、图象、数据等，它们经过PCM电端机转变成适合于在光纤上传输的二进制光脉冲“0”和“1”；由光发送机向光信道发送，先后要通过0.85、1.31和1.55三种光波窗口。光学信道包括最基本的光纤和中继放大器等，完成光信号的传送以及传送过程中衰减信号的放大、整形；在接收端由光接收机接收光信号，并从中提取信息，然后转变成电信号，经整形、再生后得到对应的原始发送信息，例如话音、图象、数据等。对于长距离的光信号传输还需使用中继器，长距离传输可能会导致信号衰减、畸变，由中继器将此类信号放大、整形、校正，进一步向远方传输，以保证接收方能够正确的接收。 （二）光纤通信系统各部分的功能[3]： 1.光发送机：光发送机能够实现电信号到光信号的转换。它将来自于视频、音频等信号源的电信号调制为光信号，然后再发送到光纤去传输。 2.光接收机：光接收机能够实现由电信号到光信号的转换。 它将光纤传输来的光信号，通过光检测器转变为表示视频、音频的电信号，然后再将此能量较弱的电信号通过放大电路，放大到接收端能够检测的电平，送到用户接收端去。 3.光学信道：光学信道是由光纤构成的传输通路。它将光发送机发出的光信号，经过光纤的长距离传输后，发送到接收端的光检测器上，完成信息的传递。 4.中继器：中继器由光源、光检测器和判决再生电路组成。它的作用是对光信号在光纤中传输时受到的能量减弱进行补偿，并对失真的信号进行校正。 5.无源器件：由于光纤的长度受到拉制工艺和施工条件的限制，同时光纤的拉制长度也有规格的要求，不宜太长，可能需要将多根光纤相连接，组合成一条光纤线路。于是，需要使用光纤连接器、耦合器等无源器件实现光纤间的连接、光纤与光端机的连接及耦合。 （三）光纤的传输特性 目前使用的石英光纤分为单模光纤（Multi-Mode）和多模光纤（Single-Mode）。单模光纤发送端只有一个入射角度，基本是沿着光纤的内芯进行传输。由于沿直线传输过程中不发生光的全反射现象，因而信号衰减很小。单模光纤适用于大容量、长距离的光纤通迅系统。多模光纤在一定的工作波长下，光源以多个入射角在光纤中传输，由于传输过程中要发生光的全反射现象，因而这种光纤的传输距离比较短。 （四）光纤通信技术的优点 光纤传输系统具有传输速率高，通信容量大，传输距离远等特点；同时由于传输的是光信号，具有抗干扰能力强，信号衰减低等特点；在施工过程中，由于光纤尺寸小，重量轻，便于铺设；光纤大部分由石英玻璃（二氧化硅）拉制而成，原材料充足。 三、光纤通信技术在广电网络中的应用 （一）广播电视网络传输我国广电网络中光纤干线网络的覆盖面积达到3.8万公里[4]，其中，光纤/同轴电缆混合(HFC)的广电网络结构，光纤以其频带宽、传输距离长、抗电磁干扰能力强、体积小、耐腐蚀、使用寿命长等特点，在广电网络中已经得到广泛的运用。 随着用户需求的增长，人们不仅仅满足于通过电视单向接收信息，还希望其能够承载多媒体交互业务。为了进一步满足用户的需求，当前广电网络面临的最重要任务是将HFC网络双向化。 这不仅有利于提高广电网络在媒体界的竞争力、也有利于广电网络的发展和创收。 （二）广播电视网络双向网改造方式 目前，广播电视双向网络改造方案主要有EPON+EoC、EPON+LAN和FTTH等多种模式[5]。 EPON+EoC方案在我国大部分的住宅小区，广电网仅设置了同轴电缆入户，此时双向网改造适合选用EPON＋EoC组网方案。EPON（以太网无源光网络）是基于吉比特以太网的无源光网络技术，它集成了以太网和光网络的优点，是目前广电双网改造中应用较广的技术。 EoC是在同轴电缆上传输以太网数据信号的一种技术，原有以太网数据封装格式不发生变化，将以太网数据信号和有线电视信号采用频分多路复用技术，在同一根同轴电缆里同时传输。随着广电网双向改造的逐步发展，极大的推动了EPON与EoC设备逐步走向成熟，使设备设置、网络实施、维护管理等一系列问题简单化，也可以满足用户家庭VoD点播、 宽带上网WLAN覆盖等多种业务需求。 EPON+LAN方案 对于国内大部分近几年建设的小区，在用户端已经实现五类双绞线入户的场景，双向网改造可采用EPON＋LAN方案。LAN方式具有技术相对成熟、结构简单稳定以及用户网速较高的优势。 用户的数字电视点播和宽带上网等业务均由入户五类双绞线承载，而CATV信号仍沿原有HFC线路传送，此方案采用双线入户的方式解决双向改造问题。 FTTH方案 #p#分页标题#e# FTTH（FiberToTheHome）是指将光网络单元安装在用户家里或企业办公室，每个家庭或办公室由一根光纤直接入户。FTTH的显著特点是提供的带宽比较高，同时增强了网络对数据格式、速率、波长和协议的透明性，对环境条件和供电等要求进一步放宽，维护和安装更加简单化。 以上三种组网方案，从网络结构和工程、成本、业务提供、运行维护等方面，都各有优缺点。最终采用何种技术和改造方案，还得需要根据当前网络情况、业务需求、成本等方面，由运营商去选择，并且要为用户所接受。 四、结语 无论是在已有的HFC网络，还是要改造的双向网络中，光纤都是必不可少的选择[6]。光纤以其频带宽、传输距离长、抗干扰能力强、重量轻、体积小、寿命长等特点，在广电传输网络中已经得到广泛的运用，并将在三网融合的潮流中，成为重要的传输介质。