廣播電視信號傳輸中的光纖技術

侯瑋妍

1 光纖傳輸技術探討

2016 年開始，我國對新的電子工程實施全光纖技術應用，主要趨勢為單模長波光纖應用技術、超容量數(shù)字應用傳輸技術、相干光應用技術。

光纖的研發(fā)經(jīng)歷了幾十年時間。最早在20世紀60年代學者高昆和他的同事計算出光纖的損耗和同軸電線持平，數(shù)值為22dB/k，此結果引起軒然大波，許多結構開始紛紛研發(fā)。20世紀70年代開始，康寧公司成功試驗出一種22dB/k的石英光纖，直接證明了高混的理論計算是準確的。緊接著，20世紀80年代成功試制出摻鍺石英光纖，進一步減少了損耗。

這種研發(fā)直接導致了光纖技術的誕生，從最初的激光設備、光檢測儀、各類波長半導體、高速率耐用的半導體、光電轉換儀設備紛紛誕生，這就為光纖傳輸技術的出現(xiàn)做好了基礎理論準備和實踐準備。20世紀90年代開始，光纖技術正是應用到社會當中，開始對通信領域起到了重要作用。最初的應用體現(xiàn)在電信領域，手機長途功能就是利用這種技術，緊接著有線電視領域也采用了光纖技術，然后模擬信號光纖傳輸技術開始滲透到有線傳輸?shù)母删€當中。此時的光纖技術成本已經(jīng)遠遠低于初始階段，性價比一路飆升。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的廣泛應用，數(shù)字技術的發(fā)展為有線傳輸技術提供了新變化，光纖技術開始進入數(shù)字電視傳輸系統(tǒng)中，以結構分類，一般有普通類型光纖與特殊類型光纖兩種。我國現(xiàn)階段通信傳輸干線以單模光纖居多，傳輸波長的要求不低于1500nm。

一般而言，波在光纖線路里的傳輸運行方式，有幾種解讀方法，幾何光學原理和電磁原理，其中，幾何光學原理也被叫做射線原理。

光纖運輸?shù)脑硎枪獾娜瓷洮F(xiàn)象。我們現(xiàn)在使用的方式是利用光纜，進行點與點聯(lián)系的傳輸運行。光纖運輸中低頻產(chǎn)生的響應要小于0Hz，其中，電阻和電容網(wǎng)絡對其會有較大的影響。光纖運輸?shù)母哳l產(chǎn)生的響應要小于20kHz，而運放電路中所產(chǎn)生的響應值會對其產(chǎn)生一定的影響。光纖運輸最普遍的光源分為發(fā)光二極管、激光二極管兩種。激光器的話一般情況下會擇取長波長激光器，大小是1400nm，主要分為P型與N型的限制級和有源級兩類。

2 光纖傳播技術的優(yōu)勢

第一，光纖具有寬頻帶的特點，傳播容量多，信號采用電磁波輸送。其中頻率對傳播容量值產(chǎn)生正關聯(lián)。比如，相同的光纖信號，如果將頻率的200設為帶寬，那么傳播效果天壤之別。

第二，光纖傳輸損耗很少，同時節(jié)約成本。傳統(tǒng)的同軸電纜信號容易產(chǎn)生損耗，并且引起損耗的原因也很多，因此，必須建立許多中繼站來維持信號的強度，幾乎幾千米就要建可一所中繼站，這樣就會增加成本。而光纖傳輸需要鋪設的中繼站很少，大約相距幾百千米只需要建立一所中繼站。

第三，光纖整體質(zhì)量輕，密度大約為銅材的1/5，且用材取材容易，傳統(tǒng)的同軸電纜對稀有資源的要求很高。這樣的話對資源也是一種節(jié)約。

第四，光纖抵抗外界干擾因素的能力極高，且具有較好的安全性能。傳統(tǒng)的電纜容易受到電磁影響，對高壓電、閃電、強輻射等因素抵抗性差，而光纖則不同，幾乎很少受到這些影響，因此，不會外泄光，具有極強的安全性。同時，由于光纖的原料具有穩(wěn)定的分子結構，對差的環(huán)境幾乎都能適應，無論是雷電、高溫、潮濕情況，都能工作正常。

3 光纖傳輸技術的常見問題

第一，光纖損耗。光纖也有相應的傳輸損壞。這種損壞是被介質(zhì)吸收后造成的一定程度的丟損，其中，散射也有一定的干擾。根據(jù)信號傳輸?shù)穆肪€長短損壞也會不同。其中，這是一種能量的消耗過程。

第二，散射消耗。這種消耗存在于材料的結構和人工工藝的人為過程中，分子表面結構的平整程度會對光纖的傳輸造成一定的干擾，由于光纖運行速度快，就會持續(xù)地形成物理性消耗。

第三，光纖色散。它屬于一種常見的光纖傳輸現(xiàn)象，包括許多頻率，因此，每一種頻率都會引起相應的光纖折射率，進而引起色散效應。光纖包括許多光波，每種光波具有許多頻率，它們的傳輸速度各不一樣，所以，在傳輸?shù)浇K端時，就會有一定的時間差異，導致脈沖擴寬現(xiàn)象發(fā)生。

4 結語

傳統(tǒng)技術受干擾因素很多，耗能大，天氣影響下很容易受到干擾，信道比較窄，對電磁比較敏感，而光纖技術很好地解決了這些問題，對能源的節(jié)約也有一定作用，尤其是稀有金屬物質(zhì)。另外，每芯光纖傳輸路道已經(jīng)高至百萬路，其中中繼傳輸路程已至300km，由此可見，我國目前為止光纖電子通信技術取得了較大的成就，較之以往不可同日而語。對于同軸電纜傳輸?shù)臅r代，光纖時代更為激動人心。

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