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1、
光纖技術(shù)在有線電視信號傳輸中的應(yīng)用
【摘要】近年來,我國信息技術(shù)水平不斷提升,新媒體和傳統(tǒng)媒體蓬勃發(fā)展形成了全新的融媒體環(huán)境。本文主要介紹光纖傳輸技術(shù)在有線電視信號傳輸中的應(yīng)用優(yōu)勢,分析硬件電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、高速接口設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、壓縮算法、故障診斷和運(yùn)行維護(hù),基于光纖傳輸技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀,探究光纖傳輸技術(shù)在有線電視信號傳輸中的發(fā)展趨勢,以期優(yōu)化我國信息環(huán)境,促進(jìn)有線電視行業(yè)發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】光纖傳輸技術(shù);有線電視;信號傳輸;故障診斷
信息環(huán)境中,新媒體的出現(xiàn)和發(fā)展對傳統(tǒng)媒體中的有線電視造成了一定沖擊,光纖傳輸技術(shù)在有線電視信號傳輸中的應(yīng)用可有效穩(wěn)定有線電視信號環(huán)境。提高信息
2、傳輸效率,為傳統(tǒng)媒體的發(fā)展提供有力支持,降低IPTV、GOTT對有線電視收視份額的沖擊,引導(dǎo)有線電視用戶回歸,提高信息資源利用率。
1.光纖傳輸技術(shù)在有線電視信號傳輸中的應(yīng)用優(yōu)勢
光纖是一種傳輸光束的介質(zhì),由芯層、包層和涂覆層構(gòu)成,被廣泛應(yīng)用于通信行業(yè)。近年來,我國在通信行業(yè)和媒體發(fā)展中投入了大量的人力、物力和有力政策,使得通信行業(yè)發(fā)展環(huán)境和媒體發(fā)展環(huán)境發(fā)生了翻天覆地的變化?!秶抑?、長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006到2020年)》、《中國制造2025》、《建設(shè)通信工程安全生產(chǎn)管理規(guī)定》均對信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展和光纖技術(shù)進(jìn)行了強(qiáng)調(diào)和支持,為光纖傳輸技術(shù)在有線電視信號傳輸中的應(yīng)用
3、提供了基本遵循。公開資料顯示,2013年~2019年,我國光纜產(chǎn)量分別為22726.6萬芯千米、30371.2萬芯千米、34947.2萬芯千米、32949.2萬芯千米、34211.2萬芯千米、31734.5萬芯千米、26515.6萬芯千米,增長率分別為33.6%、15.1%、-5.7%、3.8%、-7.2%和-16.4%,光纜產(chǎn)量下降和光纜業(yè)務(wù)收入下滑來源于光纖光纜供需關(guān)系失衡。光纖傳輸技術(shù)在有線電視信號傳輸中的廣泛應(yīng)用可有效帶動光纖光纜行業(yè)發(fā)展。另外,基于光纖傳輸技術(shù)本身具有的傳輸特性以及其傳輸質(zhì)量高、體積小、重量輕、壽命長、價格低廉等優(yōu)勢,可以預(yù)見,光纖傳輸技術(shù)在有線電視信號傳輸中將得以廣
4、泛應(yīng)用。
2.光纖傳輸技術(shù)在有線電視信號傳輸中的應(yīng)用路徑
2.1硬件電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。光纖網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行速率可達(dá)每秒2.5GB,從寬帶角度來看,它具有較大的信息容量,與傳統(tǒng)傳輸網(wǎng)絡(luò)相比在規(guī)模上具有明顯優(yōu)勢,要想在有線電路信號傳輸中充分展現(xiàn)光纖傳輸技術(shù)的作用,應(yīng)完成硬件電路設(shè)計(jì),以下對其進(jìn)行介紹:硬件電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)內(nèi)容主要包括視頻緩沖電路、視頻A/D與D/A轉(zhuǎn)換電路、復(fù)接單元和分接單元、電/光及光/電轉(zhuǎn)換電路、時序控制電路的設(shè)計(jì),在視頻緩沖電路設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)人員應(yīng)合理選擇視頻運(yùn)算放大器,并以此為基礎(chǔ)完成發(fā)送端視頻緩沖電路的設(shè)計(jì)和接收端視頻緩沖電路的設(shè)計(jì);視頻A/D與D/A轉(zhuǎn)換電路的設(shè)
5、計(jì)內(nèi)容主要是完成模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換,該設(shè)計(jì)內(nèi)容是光纖傳輸技術(shù)硬件電路設(shè)計(jì)的重點(diǎn),直接影響著有線電路信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性和視頻信號的轉(zhuǎn)換效果;在復(fù)接單元和分接單元設(shè)計(jì)過程中,需要進(jìn)行線路碼的選擇,構(gòu)建完善的復(fù)接單元和分接單元工作模式;在電/光及光/電轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)中,需要掌握電/光轉(zhuǎn)換電路和光/電轉(zhuǎn)換電路的結(jié)構(gòu)和功能,并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行器件實(shí)現(xiàn);時序控制電路設(shè)計(jì)內(nèi)容包括發(fā)送端時序控制電路設(shè)計(jì)和接收端時序控制電路設(shè)計(jì),對于接收時鐘信號的穩(wěn)定性具有重大意義。2.2高速接口設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。國家統(tǒng)計(jì)局資料顯示,2012年~2018年,我國電視節(jié)目綜合人口覆蓋率分別為98.20%、98.42%、98.60%、9
6、8.77%、99.88%、99.07%和99.25%,2012年~2018年廣播節(jié)目綜合人口覆蓋率分別為97.51%、97.79%、97.99%、98.17%、98.37%、98.71%和98.94%。在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)劃的不斷推進(jìn)下,有線電視網(wǎng)絡(luò)正處于由數(shù)字化向智能化轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵時期,2016年~2018年,中國有線電視覆蓋用戶分別為3.1億戶、3.3億戶和3.46億戶,為滿足廣大有線電視用戶的視頻信息接收需求,突出光纖傳輸技術(shù)的信號傳輸優(yōu)勢,應(yīng)有效強(qiáng)化高速數(shù)據(jù)接口的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。高速數(shù)據(jù)接口設(shè)計(jì)內(nèi)容包括PECL電平接口設(shè)計(jì)和高速串行數(shù)據(jù)接口設(shè)計(jì):在PECL電平接口設(shè)計(jì)中應(yīng)有效掌握PECL接口
7、的輸出結(jié)構(gòu)和輸入結(jié)構(gòu),合理協(xié)調(diào)PECL接口之間的連接方式.在掌握傳輸線的概念和信號反射的形成理論基礎(chǔ)的前提下,在高速串行數(shù)據(jù)接口設(shè)計(jì)中應(yīng)完成高速串行數(shù)據(jù)接口的連接方式設(shè)計(jì),優(yōu)化高速串行數(shù)據(jù)接口的抗阻匹配,滿足高速串行信號線的PCB設(shè)計(jì)規(guī)則。值得一提的是,目前光纖傳輸技術(shù)的廣播電視信號傳輸方式主要包括壓縮傳輸、非壓縮傳輸和壓縮與非壓縮結(jié)合傳輸三種方式,以非壓縮多路數(shù)字視頻光纖傳輸系統(tǒng)的高速接口設(shè)計(jì)為例,主要的技術(shù)指標(biāo)包括視頻輸入、輸出阻抗、視頻輸入、輸出電壓、視頻帶寬、視頻數(shù)碼位寬、信噪比、微分增益、微分相位、信號接口、視頻路數(shù)、光源、光發(fā)射功率、光電探測器、光接收靈敏度、光纖接口、光纖種類和傳
8、輸距離等,為最大化發(fā)揮光纖傳輸技術(shù)的信息傳輸優(yōu)勢,應(yīng)開展相關(guān)實(shí)驗(yàn)確定技術(shù)指標(biāo)的具體參數(shù)。2.3壓縮算法。國家統(tǒng)計(jì)局資料顯示,2012年~2018年,我國有線數(shù)字電視實(shí)際用戶數(shù)分別為1.43億戶、1.72億戶、1.91億戶、1.98億戶、2.02億戶、1.94億戶和2.01億戶,有線廣播電視實(shí)際用戶數(shù)分別為2.15億戶、2.29億戶、2.35億戶、2.36億戶、2.28億戶、2.14億戶和2.18億戶。數(shù)字電視實(shí)際用戶占有線電視實(shí)際用戶比例為92.20%,相比2017年提高1.55%,表明我國有線電視數(shù)字化率進(jìn)一步提高。壓縮算法是滿足有線電視用戶視頻信息獲取需求的基礎(chǔ),也是數(shù)字視頻壓縮的前提。近
9、年來,我國信息環(huán)境全面改善,數(shù)字視頻的空間占比逐漸提高,盡管光纖傳輸技術(shù)具有較高的信息傳輸頻率和較低的空間占比,但過大的數(shù)字視頻空間占比仍將影響傳輸?shù)姆€(wěn)定性,因此,在有線電視信號傳輸中應(yīng)用光纖傳輸技術(shù)時應(yīng)切實(shí)分析數(shù)字視頻壓縮的可能性,探究傳統(tǒng)的視頻壓縮方法在幀間預(yù)測、DCT幀內(nèi)編碼、MC+DCT的混合視頻壓縮編碼上的主要缺陷,掌握小波變換的視頻壓縮方法在數(shù)字視頻壓縮中的具體應(yīng)用路徑。設(shè)計(jì)人員應(yīng)以有線電視信號傳輸特征和有線電視信號傳輸?shù)募夹g(shù)基礎(chǔ)為前提,在數(shù)字視頻壓縮中應(yīng)用一維離散小波變換(1D-DWT)的Mallat算法以及二維離散小波變換算法,通過開展DWT與DCT應(yīng)用于圖像壓縮的性能比較,掌
10、握基于小波變換的視頻壓縮方法的應(yīng)用路徑。2.4故障診斷。光纖傳輸技術(shù)在有線電視信號傳輸中的合理應(yīng)用將進(jìn)一步提高電視信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性,保證視頻信號的完整性。為持續(xù)發(fā)揮光纖傳輸技術(shù)的信息傳輸優(yōu)勢,應(yīng)積極開展故障診斷技術(shù)研究。上文中以國家統(tǒng)計(jì)局的相關(guān)信息為基礎(chǔ),探究了有線電視在我國的發(fā)展現(xiàn)狀,充分證明了光纖傳輸技術(shù)在有線電視信號傳輸中的優(yōu)勢,可以預(yù)見,光纖傳輸技術(shù)在廣播電視領(lǐng)域?qū)⒕哂袃?yōu)良發(fā)展平臺和寬廣發(fā)展空間?;诖耍S著有線電視發(fā)展規(guī)模的不斷擴(kuò)大,光纖傳輸技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性也將持續(xù)提升,相關(guān)技術(shù)人員可結(jié)合光纖傳輸技術(shù)的技術(shù)基礎(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)分布情況積極融合人工智能技術(shù)、數(shù)據(jù)分析技術(shù)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)。人工智能技
11、術(shù)可對光纖傳輸技術(shù)的具體應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行深入感知,以危機(jī)思維為基礎(chǔ),探究光纖傳輸技術(shù)的應(yīng)用隱患,數(shù)據(jù)分析技術(shù)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)具有較高的技術(shù)整合能力,能夠分析一段時間內(nèi)有線電視信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性變化,繼而明確光纖傳輸技術(shù)的技術(shù)壁壘,支持相關(guān)人員快速定位隱患位置,完成故障排查。2.5運(yùn)行維護(hù)。在相關(guān)現(xiàn)代化技術(shù)的支持下,我國信息環(huán)境發(fā)生了翻天覆地的變化,基于光纖傳輸技術(shù)對有線電視信號傳輸穩(wěn)定性的積極作用,應(yīng)有效開展運(yùn)行維護(hù)工作,使得光纖傳輸技術(shù)具有較高的運(yùn)行基礎(chǔ)。為提高光纖傳輸技術(shù)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化程度,我國相關(guān)部門應(yīng)針對有線電視領(lǐng)域制定光纖傳輸技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),提高光纖傳輸技術(shù)的應(yīng)用質(zhì)量。在此基礎(chǔ)上,相關(guān)企業(yè)應(yīng)結(jié)合光纖
12、傳輸技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),組建掌握高新技術(shù)和運(yùn)行維護(hù)能力的人才隊(duì)伍,合理分配運(yùn)行維護(hù)任務(wù),嚴(yán)格落實(shí)責(zé)任制,使得運(yùn)行維護(hù)人員能夠充分認(rèn)識到光纖傳輸技術(shù)穩(wěn)定應(yīng)用的重要性。另外,我國相關(guān)部門應(yīng)針對光纖傳輸技術(shù)構(gòu)建維護(hù)網(wǎng)絡(luò),明確不同節(jié)點(diǎn)的維護(hù)重點(diǎn),加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),為光纖傳輸技術(shù)在有線電視信號傳輸中的持續(xù)應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
3.光纖傳輸技術(shù)在有線電視信號傳輸中的發(fā)展趨勢
《信息基礎(chǔ)設(shè)施重大工程建設(shè)三年行動方案》、《國務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步擴(kuò)大和升級信息消費(fèi)持續(xù)釋放內(nèi)需潛力的指導(dǎo)意見》、《國家發(fā)改委辦公廳關(guān)于組織實(shí)施2018年新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程的通知》為光纖傳輸技術(shù)的有效應(yīng)用提供了有力支持。公開
13、資料顯示,2012年~2019年上半年,我國光纜線路總長度分別為1497.0萬公里、1745.0萬公里、2061.0萬公里、2486.0萬公里、3042.0萬公里、3780.0萬公里、4358.0萬公里和4546.0萬公里,由此可知,“寬帶中國”戰(zhàn)略及實(shí)施方案為光纖傳輸技術(shù)在有線電視信號傳輸中的應(yīng)用提供了有力支持。近年來,我國科學(xué)技術(shù)水平不斷提升,相關(guān)現(xiàn)代化技術(shù)已經(jīng)在各個重要領(lǐng)域中得以廣泛應(yīng)用,信息技術(shù)對人們生活方式的改變是顯而易見的,因此,基于有線電視信號傳輸現(xiàn)狀,可知光纖傳輸技術(shù)還將在持續(xù)發(fā)展中與其他相關(guān)現(xiàn)代化技術(shù)相結(jié)合,如數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等,進(jìn)一步提高視頻信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性和
14、效率,切實(shí)滿足人們對視頻信息的獲取需求。值得一提的是,我國在長期建設(shè)和發(fā)展中積累了大量的光纖傳輸技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),面對新媒體對傳統(tǒng)媒體的挑戰(zhàn),相關(guān)技術(shù)人員還將持續(xù)加強(qiáng)光纖傳輸技術(shù)在有線電視信號傳輸中的應(yīng)用研究,拓寬研究路徑,使光纖傳輸技術(shù)能夠切實(shí)發(fā)揮創(chuàng)新性優(yōu)勢,不斷改善信息環(huán)境。
4.結(jié)論
總而言之,在先進(jìn)信息技術(shù)的支持下,我國信息環(huán)境發(fā)生了翻天覆地的變化,面對新媒體的劇烈沖擊,傳統(tǒng)媒體中的有線電視媒體要想具備長期發(fā)展基礎(chǔ),應(yīng)致力于提高視頻信號的傳輸穩(wěn)定性和傳輸效率。光纖傳輸技術(shù)在有線電視信號傳輸中具有多樣性優(yōu)勢,可通過硬件電路設(shè)計(jì)、高速接口設(shè)計(jì)、壓縮算法優(yōu)化、故障診斷、運(yùn)行維護(hù),形成更為穩(wěn)定的視頻信息傳輸環(huán)境,吸引信息受眾回歸傳統(tǒng)媒體。
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