有线电视信号传输光纤传输技术应用研究

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【摘要】近年来，我国信息技术水平不断提升，新媒体和传统媒体蓬勃发展形成了全新的融媒体环境。本文主要介绍光纤传输技术在有线电视信号传输中的应用优势，分析硬件电路设计与实现、高速接口设计与实现、压缩算法、故障诊断和运行维护，基于光纤传输技术的应用现状，探究光纤传输技术在有线电视信号传输中的发展趋势，以期优化我国信息环境，促进有线电视行业发展。

【关键词】光纤传输技术；有线电视；信号传输；故障诊断

信息环境中，新媒体的出现和发展对传统媒体中的有线电视造成了一定冲击，光纤传输技术在有线电视信号传输中的应用可有效稳定有线电视信号环境。提高信息传输效率，为传统媒体的发展提供有力支持，降低IPTV、GOTT对有线电视收视份额的冲击，引导有线电视用户回归，提高信息资源利用率。

1.光纤传输技术在有线电视信号传输中的应用优势

光纤是一种传输光束的介质，由芯层、包层和涂覆层构成，被广泛应用于通信行业。近年来，我国在通信行业和媒体发展中投入了大量的人力、物力和有力政策，使得通信行业发展环境和媒体发展环境发生了翻天覆地的变化。《国家中、长期科学和技术发展规划纲要（2006到2020年）》、《中国制造2025》、《建设通信工程安全生产管理规定》均对信息产业发展和光纤技术进行了强调和支持，为光纤传输技术在有线电视信号传输中的应用提供了基本遵循。公开资料显示，2013年~2019年，我国光缆产量分别为22726.6万芯千米、30371.2万芯千米、34947.2万芯千米、32949.2万芯千米、34211.2万芯千米、31734.5万芯千米、26515.6万芯千米，增长率分别为33.6%、15.1%、-5.7%、3.8%、-7.2%和-16.4%，光缆产量下降和光缆业务收入下滑来源于光纤光缆供需关系失衡。光纤传输技术在有线电视信号传输中的广泛应用可有效带动光纤光缆行业发展。另外，基于光纤传输技术本身具有的传输特性以及其传输质量高、体积小、重量轻、寿命长、价格低廉等优势，可以预见，光纤传输技术在有线电视信号传输中将得以广泛应用。

2.光纤传输技术在有线电视信号传输中的应用路径

2.1硬件电路设计与实现

光纤网络的运行速率可达每秒2.5GB，从宽带角度来看，它具有较大的信息容量，与传统传输网络相比在规模上具有明显优势，要想在有线电路信号传输中充分展现光纤传输技术的作用，应完成硬件电路设计，以下对其进行介绍：硬件电路的设计与实现内容主要包括视频缓冲电路、视频A/D与D/A转换电路、复接单元和分接单元、电/光及光/电转换电路、时序控制电路的设计，在视频缓冲电路设计中设计人员应合理选择视频运算放大器，并以此为基础完成发送端视频缓冲电路的设计和接收端视频缓冲电路的设计；视频A/D与D/A转换电路的设计内容主要是完成模拟信号到数字信号的转换，该设计内容是光纤传输技术硬件电路设计的重点，直接影响着有线电路信号传输的稳定性和视频信号的转换效果；在复接单元和分接单元设计过程中，需要进行线路码的选择，构建完善的复接单元和分接单元工作模式；在电/光及光/电转换电路设计中，需要掌握电/光转换电路和光/电转换电路的结构和功能，并以此为基础进行器件实现；时序控制电路设计内容包括发送端时序控制电路设计和接收端时序控制电路设计，对于接收时钟信号的稳定性具有重大意义。

2.2高速接口设计与实现

国家统计局资料显示，2012年~2018年，我国电视节目综合人口覆盖率分别为98.20%、98.42%、98.60%、98.77%、99.88%、99.07%和99.25%，2012年~2018年广播节目综合人口覆盖率分别为97.51%、97.79%、97.99%、98.17%、98.37%、98.71%和98.94%。在基础设施建设规划的不断推进下，有线电视网络正处于由数字化向智能化转型发展的关键时期，2016年~2018年，中国有线电视覆盖用户分别为3.1亿户、3.3亿户和3.46亿户，为满足广大有线电视用户的视频信息接收需求，突出光纤传输技术的信号传输优势，应有效强化高速数据接口的设计和实现。高速数据接口设计内容包括PECL电平接口设计和高速串行数据接口设计：在PECL电平接口设计中应有效掌握PECL接口的输出结构和输入结构，合理协调PECL接口之间的连接方式.在掌握传输线的概念和信号反射的形成理论基础的前提下，在高速串行数据接口设计中应完成高速串行数据接口的连接方式设计，优化高速串行数据接口的抗阻匹配，满足高速串行信号线的PCB设计规则。值得一提的是，目前光纤传输技术的广播电视信号传输方式主要包括压缩传输、非压缩传输和压缩与非压缩结合传输三种方式，以非压缩多路数字视频光纤传输系统的高速接口设计为例，主要的技术指标包括视频输入、输出阻抗、视频输入、输出电压、视频带宽、视频数码位宽、信噪比、微分增益、微分相位、信号接口、视频路数、光源、光发射功率、光电探测器、光接收灵敏度、光纤接口、光纤种类和传输距离等，为最大化发挥光纤传输技术的信息传输优势，应开展相关实验确定技术指标的具体参数。

2.3压缩算法

国家统计局资料显示，2012年~2018年，我国有线数字电视实际用户数分别为1.43亿户、1.72亿户、1.91亿户、1.98亿户、2.02亿户、1.94亿户和2.01亿户，有线广播电视实际用户数分别为2.15亿户、2.29亿户、2.35亿户、2.36亿户、2.28亿户、2.14亿户和2.18亿户。数字电视实际用户占有线电视实际用户比例为92.20%，相比2017年提高1.55%，表明我国有线电视数字化率进一步提高。压缩算法是满足有线电视用户视频信息获取需求的基础，也是数字视频压缩的前提。近年来，我国信息环境全面改善，数字视频的空间占比逐渐提高，尽管光纤传输技术具有较高的信息传输频率和较低的空间占比，但过大的数字视频空间占比仍将影响传输的稳定性，因此，在有线电视信号传输中应用光纤传输技术时应切实分析数字视频压缩的可能性，探究传统的视频压缩方法在帧间预测、DCT帧内编码、MC+DCT的混合视频压缩编码上的主要缺陷，掌握小波变换的视频压缩方法在数字视频压缩中的具体应用路径。设计人员应以有线电视信号传输特征和有线电视信号传输的技术基础为前提，在数字视频压缩中应用一维离散小波变换（1D-DWT）的Mallat算法以及二维离散小波变换算法，通过开展DWT与DCT应用于图像压缩的性能比较，掌握基于小波变换的视频压缩方法的应用路径。

2.4故障诊断

光纤传输技术在有线电视信号传输中的合理应用将进一步提高电视信号传输的稳定性，保证视频信号的完整性。为持续发挥光纤传输技术的信息传输优势，应积极开展故障诊断技术研究。上文中以国家统计局的相关信息为基础，探究了有线电视在我国的发展现状，充分证明了光纤传输技术在有线电视信号传输中的优势，可以预见，光纤传输技术在广播电视领域将具有优良发展平台和宽广发展空间。基于此，随着有线电视发展规模的不断扩大，光纤传输技术的网络复杂性也将持续提升，相关技术人员可结合光纤传输技术的技术基础和网络分布情况积极融合人工智能技术、数据分析技术和数据挖掘技术。人工智能技术可对光纤传输技术的具体应用环境进行深入感知，以危机思维为基础，探究光纤传输技术的应用隐患，数据分析技术和数据挖掘技术具有较高的技术整合能力，能够分析一段时间内有线电视信号传输的稳定性变化，继而明确光纤传输技术的技术壁垒，支持相关人员快速定位隐患位置，完成故障排查。

2.5运行维护

在相关现代化技术的支持下，我国信息环境发生了翻天覆地的变化，基于光纤传输技术对有线电视信号传输稳定性的积极作用，应有效开展运行维护工作，使得光纤传输技术具有较高的运行基础。为提高光纤传输技术的应用标准化程度，我国相关部门应针对有线电视领域制定光纤传输技术标准，提高光纤传输技术的应用质量。在此基础上，相关企业应结合光纤传输技术标准，组建掌握高新技术和运行维护能力的人才队伍，合理分配运行维护任务，严格落实责任制，使得运行维护人员能够充分认识到光纤传输技术稳定应用的重要性。另外，我国相关部门应针对光纤传输技术构建维护网络，明确不同节点的维护重点，加强基础设施建设，为光纤传输技术在有线电视信号传输中的持续应用奠定坚实基础。

3.光纤传输技术在有线电视信号传输中的发展趋势

《信息基础设施重大工程建设三年行动方案》、《国务院关于进一步扩大和升级信息消费持续释放内需潜力的指导意见》、《国家发改委办公厅关于组织实施2018年新一代信息基础设施建设工程的通知》为光纤传输技术的有效应用提供了有力支持。公开资料显示，2012年~2019年上半年，我国光缆线路总长度分别为1497.0万公里、1745.0万公里、2061.0万公里、2486.0万公里、3042.0万公里、3780.0万公里、4358.0万公里和4546.0万公里，由此可知，“宽带中国”战略及实施方案为光纤传输技术在有线电视信号传输中的应用提供了有力支持。近年来，我国科学技术水平不断提升，相关现代化技术已经在各个重要领域中得以广泛应用，信息技术对人们生活方式的改变是显而易见的，因此，基于有线电视信号传输现状，可知光纤传输技术还将在持续发展中与其他相关现代化技术相结合，如数据挖掘技术、人工神经网络技术等，进一步提高视频信号传输的稳定性和效率，切实满足人们对视频信息的获取需求。值得一提的是，我国在长期建设和发展中积累了大量的光纤传输技术应用经验，面对新媒体对传统媒体的挑战，相关技术人员还将持续加强光纤传输技术在有线电视信号传输中的应用研究，拓宽研究路径，使光纤传输技术能够切实发挥创新性优势，不断改善信息环境。

结论

总而言之，在先进信息技术的支持下，我国信息环境发生了翻天覆地的变化，面对新媒体的剧烈冲击，传统媒体中的有线电视媒体要想具备长期发展基础，应致力于提高视频信号的传输稳定性和传输效率。光纤传输技术在有线电视信号传输中具有多样性优势，可通过硬件电路设计、高速接口设计、压缩算法优化、故障诊断、运行维护，形成更为稳定的视频信息传输环境，吸引信息受众回归传统媒体。

参考文献：

[1]普琼.光纤传输技术在有线电视信号传输中的应用分析[J].电视技术,2020,44(01):74-75.

[2]谢丹丹.光纤传输技术在广播电视信号传输中的应用[J].榆林科技,2019(04):26-29.

[3]张通.光纤传输技术在有线电视信号传输中的应用分析[J].中国设备工程,2019(23):134-135.

作者：万兆媛 卢乐一 单位：山东广电网络有限公司胶南分公司