浅谈光缆在有线电视传输中的应用

[摘 要]本文对光缆传输的原理，光缆在CATV网中的应用模式及几种HFC网构成进行了详尽的讨论和分析，对各有线网络公司的网络建设或改造有一定的借鉴和指导意义。

[关键词]光缆 有线电视 传输

中图分类号：TN943.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）18-0375-01

随着有线电视的迅猛发展，数字电视的广泛普及，各有线电视台、站的公司化、网络化，规模化的发展，原来广泛使用的传输材料同轴电缆因其传输距离短、易受雷击和强电的干扰，信号质量和稳定性差等缺点，顷刻间被抗电磁干扰能力强、传输容易大，频率特性好，衰减小传输距离长等优点的光缆而取代。光缆则成为有线电视网络建设的一种最佳传输方式。

一、简单介绍一下光缆传输的基本原理

1、光缆传输系统的基本组成。光缆传输系统是由光发射机、光接收机和光缆组成（如图1所示）。光缆分单模光缆和多模光缆，其光载波为近红外波。

由图1 可见，视频和伴音信号在光发射机中经过混合，调制放大后由驱动电路对发光二极管进行直接光强度调制，把信号转换成信号经光缆传输到接收端。在接收端光接收机中的光电器件把调制的光信号转换成电信号，然后经过放大，解调分配还原成视、音频信号输出。由于有线电视传输的是已调制的高频信号（RF）所以用光缆传输有线电视信号时，在发射端可以直接通过驱动电路进行光电转换，在接收端也无需还原成视、音频信号。

2、光的调制方式。用光缆传输有线电视信号时，光的调制方式有模拟和数字两种。模拟调制又有模拟基带直接光强制调制（IM），调频调制（FM），脉频调制（PFM），脉相调制（PP同），脉宽调制（PWM）等，实际上应用中采用最多的是IM和PPF调制。数字调制分PCM和DPCM两种。PCM既脉冲编码调制，在通信系统中完成将语音信号数字化功能。是一种对模拟信号数字化的取样技术，将模拟信号变换为数字信号的编码方式，特别是对于音频信号。PCM对信号每秒钟取样8000次；每次取样为8个位，总共64Kbps。PCM的实现主要包括三个步骤完成：抽样、量化、编码。分别为A律和μ律方式，我国采用了A律方式，由于A律压缩实现复杂，常使用13折线法编码，采用非均匀量化PCM编码。DOCM编码，简称差值编码，是对模拟信号幅度抽样的差值进行量化编码的调制方式。这种方式是用已经过去的抽样值来预测当前的抽样值，对它们的差值进行编码。差值编码可以提高编码频率，这种技术已应用于模拟信号的数字通信之中。对于图像信号等瞬时斜率比较大，容易引起过载的信号通常采用一种综合了增量调制和脉冲编码调制两者特点的调制方法进行编码即脉冲增量调制，用DPCM表示。

3、光缆的多路传输。光缆的多路传输系统指用一根光缆同时传输多路电视信号之意。目前用光缆进行多路电视信号的传输方法常采用波分多路和频分多路方式。波分多路方式是利用光辐射的高频特性及光缆宽频带，低损耗的特点，用一根光缆同时传输几个不同波长的光，每个波长的光载有不同的电视信号，利用波分多路方式可以实现双向传输。频分多路方式是将多路电视信号由混合器混合成一路输出，去调制光发射机，调制后的光波经光缆传输到接收端。在接收端光接收机对信号处理后，由频道分配器输出各相应频道的电视信号。目前用频分多路传输方式可实现数十路电视信号的传输，频分多路传输方式中的混合器和频道分配器与有线电视中使用的相同。

二、有线电视光缆传输系统的构成

目前大规模有线电视系统的组网，一般采用混合方式，其形式主要是用光缆传输CATV信号，再用同轴电缆分配给用户，即HFC结构。这种混合传输方式的特点是用光缆作主干线和支干线，在用户小区用电缆作树状的分配网络，把信号传输到各用户终端（如图2所示）。

光缆在有线电视网中的几种应用模式：

1、超干线光缆。在CATV网中，远地前端与本地前端之间的连接采用光缆，或本地前端与中心端之间连接采用光缆，这是利用光纤传输技术改造原CATV网的开始。这种方案可使用原有同轴电缆系统的性能和可靠性大大提高，而对新建系统则可减少投资额。

2、光纤到结点。光缆作为干线将前端与电缆网络中的各分配点相连接，这种方式目前在国内的一些大中城市CATV网中已被广泛采用。

3、光纤到最后一个用户放大点。用光缆将前端与有线电视网络中的各个用户放大点直接相连，直接用光接收机本身输出的RF电信号去带动用户，整个系统是无放大器系统。这种方式充分体现光纤优良的传输特性，是FTF形式的进一步发展，它将光纤尽量靠近用户侧，同时非常有利于CATV网到宽带综合业务网的过渡。现在好多新型小区就采用这种光缆到户的接入方式。

在规划和设计一个光缆有线电视网络时，要立足于有线电视，着眼于综合信息网，既要考虑到目前的实际用途与经济承受能力，又要考虑到长远事业的发展需要，这样才不至于使现有有线电视网络在需要与高速信息公路接轨时，成为一个废网而造成不必要的损失。因此在选择网络结构时，应采用光缆干线和同轴电缆分配相结合的（FTF）网络形式，并尽可能地延长光纤传输线路，缩短或取消电缆分配系统的长度。对于县级有线电视网络，从各乡镇以及村落的地理分布情况出发，应采用树型的结构（如图3所示）。

县城到乡镇以及乡镇到村头的中继传输采用光缆作干线或支干线，村内采用同轴电缆分配系统的灌木树型有线电视网络（如图4所示）。

三、结束语

光缆有线电视系统能提供高质量的广播电视信号，稳定性高，衰减小，容量大可进行多功能开发使之能传递各种数据信息，开展交互式数字视频应用，使网内用户能方便地利用计算机、传真机等各种终端设备平传递和处理信息。实现信息资源共享和信息使用的个性化，同时HFC结构又为今后光纤到户打下了网络基础，因而光缆在有线电视传输中的应用是目前乃至今后的一段时期内的首选材质，光缆应用前途无量。