數(shù)字高清信號(hào)系統(tǒng)中光纖傳輸和電纜傳輸?shù)膬?yōu)劣比較

    隨著數(shù)字影像技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字高清信號(hào)被越來越多地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。但由于數(shù)字高清信號(hào)本身的傳輸特性，決定了數(shù)字高清信號(hào)在遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)受幅頻特性、群延時(shí)特性、高低頻干擾、電源地線等的影響，信號(hào)損失嚴(yán)重，圖像出現(xiàn)模糊拖尾、分尾等現(xiàn)象的瓶頸，采用傳統(tǒng)銅纜傳輸VGA、DVI、HDMI等數(shù)字高清信號(hào)最遠(yuǎn)傳輸距離只能在十幾米以內(nèi)。因此一定程度限制了數(shù)字高清信號(hào)的應(yīng)用空間。

    解決數(shù)字高清信號(hào)遠(yuǎn)距離傳輸?shù)膯栴}目前大致有兩種方式：一種是傳統(tǒng)的電纜傳輸方式，另一種是最新的光纜傳輸方式。傳統(tǒng)方式是采用銅纜加中繼放大器方法，采用級(jí)聯(lián)的方式最遠(yuǎn)的傳輸距離可到幾十米，但由于專用電纜和中繼放大器的價(jià)格都比較高而且采用級(jí)聯(lián)的方式距離越遠(yuǎn)中繼放大器的數(shù)量也隨之增加。這使得傳統(tǒng)銅纜傳輸方式下的成本非常高，而且信號(hào)經(jīng)過銅纜和多個(gè)中繼放大器傳輸后由于衰減的原因信號(hào)質(zhì)量也將大大下降。不能滿足使用者的需求。

    為了解決傳統(tǒng)傳輸方式的弊病，光纜傳輸應(yīng)運(yùn)而生。由于光纖傳輸?shù)奶匦�，使得光纖成為傳輸數(shù)字高清信號(hào)的首選傳輸介質(zhì)。其優(yōu)點(diǎn)主要集中在以下幾個(gè)方面：

    1、頻帶寬，通信容量大

    光纖的頻帶很寬，理論上可達(dá)30億兆赫茲，可確實(shí)保證數(shù)字高清信號(hào)的傳輸帶寬和質(zhì)量。是傳統(tǒng)銅纜根本無(wú)法比擬的。這就使得光纖成為用于高帶寬數(shù)據(jù)傳輸?shù)睦硐牖�礎(chǔ)技術(shù)。

    2、損耗低，中繼距離長(zhǎng)

    光纖的無(wú)中繼段很長(zhǎng)。從幾十到100多公里，而銅線只有幾百米。如果使用傳統(tǒng)電纜傳輸數(shù)字高清信號(hào)，有效距離不過幾十米，而用光纖可傳輸幾百米甚至幾十公里遠(yuǎn)。這對(duì)于降低高清信號(hào)通信的成本、提高可靠性和穩(wěn)定性具有特別的意義。

    3、抗電磁干擾

    光纖是絕緣體材料，它不受自然界的雷電干擾、電離層的變化干擾，也不受電氣化鐵路饋電線和高壓設(shè)備等工業(yè)電器的干擾，還可用它與高壓輸電線平行架設(shè)或與電力導(dǎo)體復(fù)合構(gòu)成復(fù)合光纜。不受電磁場(chǎng)和電磁輻射的影響，所以光纖提供了比銅線更清晰的信號(hào)，光纖可在強(qiáng)烈電磁干擾的環(huán)境中穩(wěn)定工作。光纖優(yōu)于銅線的另外一個(gè)原因是由于內(nèi)部的物理結(jié)構(gòu)不同。當(dāng)電子沿銅線運(yùn)動(dòng)時(shí)，它們互相影響并且也會(huì)受到銅線外面的電子的影響。但是，光纖中的光子不僅不會(huì)互相影響(沒有充放電)，并且也不受光纖外光子的影響。因此光纖也是傳輸高清信號(hào)的最佳介質(zhì)。

    4、無(wú)串音干擾，保密性高

    光波在光纜中傳輸，很難從光纖中泄漏出來，即使在轉(zhuǎn)彎處，彎曲半徑很小時(shí)，漏出的光波也十分微弱，這樣，即使光纜內(nèi)光纖總數(shù)很多，也可實(shí)現(xiàn)無(wú)串音干擾，在光纜外面，也無(wú)法竊聽到光纖中傳輸?shù)男畔ⅰ?

    5、重量輕、體積小，便于施工維護(hù)

    因?yàn)樗�的抗張�?qiáng)度好，質(zhì)量小，而且比較小巧，所以光纜能最大限度的擴(kuò)大配線管道的使用率，并且能夠盡可能的減小安裝問題。利用光纖這一特點(diǎn)，使傳輸系統(tǒng)所占空間小，解決管道擁擠的問題，節(jié)約管道建設(shè)投資。并且銅材料制造商在制造銅線時(shí)加價(jià)很多。再則，光纖比銅線輕很多，1,000根1km長(zhǎng)的雙絞線重達(dá)8,000kg，而容量更大的1km長(zhǎng)的兩根光纖的重量只有100kg重，這就極大減少了必須維護(hù)的昂貴機(jī)械支撐系統(tǒng)的需要。對(duì)于新的線路，因?yàn)榘惭b費(fèi)用低廉，所以光纖要?jiǎng)龠^銅線。光纜的敷設(shè)方式方便靈活，既可以直埋、管道敷設(shè)，又可以水底和架空。

    6、適應(yīng)能力強(qiáng)，抗化學(xué)腐蝕，使用壽命長(zhǎng)

    適應(yīng)能力強(qiáng)是指不怕外界強(qiáng)電磁場(chǎng)的干擾、耐腐蝕、可撓性強(qiáng),因?yàn)楣饫w不帶電，所以它們是用于易燃、易爆等危險(xiǎn)環(huán)境的理想的解決方法，在這種環(huán)境下，如果使用銅線，當(dāng)銅線破裂時(shí)從缺口處爆出的火花將會(huì)引起爆炸事故的發(fā)生。而且，如果光纖被破壞，對(duì)人類也不會(huì)造成電擊的危險(xiǎn)。另外，并不像用于結(jié)構(gòu)性配線安裝的傳統(tǒng)銅線和鋁線會(huì)發(fā)生腐蝕一樣，玻璃纖維是耐蝕的材料。

    7、可擴(kuò)展性

    以光纖為傳輸介質(zhì)的系統(tǒng)擴(kuò)展能力很強(qiáng)，由于光纖的通頻帶很寬，且抗化學(xué)腐蝕，使用壽命長(zhǎng)。投資一次形成物理鏈路后，即可在原有鏈路的基礎(chǔ)上進(jìn)行系統(tǒng)的升級(jí)和擴(kuò)容，只需更換設(shè)備部分而已，而不必更換原有的光纖網(wǎng)絡(luò)。大大的節(jié)約系統(tǒng)的升級(jí)成本。

    綜上所述光纖傳輸技術(shù)為迎合未來的需要提供了不可比擬的彈性和擴(kuò)展性。光纖可以提供比銅線高得多的帶寬，這使得它被越來越多的用于視頻信號(hào)、計(jì)算機(jī)信號(hào)和高清信號(hào)的傳輸。另外制造石英光纖的最基本原材料是二氧化硅即砂子，而砂子在大自然界中幾乎是取之不盡、用之不竭的。因此其潛在價(jià)格是十分低廉的。這就使得光纖成為用于未來通信領(lǐng)域的主力軍。