數(shù)字高清信號系統(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)字高清信號被越來越多地應用于各個領域。但由于數(shù)字高清信號本身的傳輸特性，決定了數(shù)字高清信號在遠距離傳輸時受幅頻特性、群延時特性、高低頻干擾、電源地線等的影響，信號損失嚴重，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)字高清信號最遠傳輸距離只能在十幾米以內(nèi)。因此一定程度限制了數(shù)字高清信號的應用空間。

    解決數(shù)字高清信號遠距離傳輸?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，采用級聯(lián)的方式最遠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格都比較高而且采用級聯(lián)的方式距離越遠中繼放大器的數(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，而且信號經(jīng)過銅纜和多個中繼放大器傳輸后由于衰減的原因信號質(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，光纜傳輸應運而生。由于光纖傳輸?shù)奶匦�，使得光纖成為傳輸數(shù)字高清信號的首選傳輸介質(zhì)。其優(yōu)點主要集中在以下幾個方面：

    1、頻帶寬，通信容量大

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

    2、損耗低，中繼距離長

    光纖的無中繼段很長。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，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。這對于降低高清信號通信的成本、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備等工業(yè)電器的干擾，還可用它與高壓輸電線平行架設或與電力導體復合構(gòu)成復合光纜。不受電磁場和電磁輻射的影響，所以光纖提供了比銅線更清晰的信號，光纖可在強烈電磁干擾的環(huán)境中穩(wěn)定工作。光纖優(yōu)于銅線的另外一個原因是由于內(nèi)部的物理結(jié)構(gòu)不同。當電子沿銅線運動時，它們互相影響并且也會受到銅線外面的電子的影響。但是，光纖中的光子不僅不會互相影響(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的最佳介質(zhì)。

    4、無串音干擾，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，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，也可實現(xiàn)無串音干擾，在光纜外面，也無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

    因為它的抗張強度好，質(zhì)量小，而且比較小巧，所以光纜能最大限度的擴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，使傳輸系統(tǒng)所占空間小，解決管道擁擠的問題，節(jié)約管道建設投資。并且銅材料制造商在制造銅線時加價很多。再則，光纖比銅線輕很多，1,000根1km長的雙絞線重達8,000kg，而容量更大的1km長的兩根光纖的重量只有100kg重，這就極大減少了必須維護的昂貴機械支撐系統(tǒng)的需要。對于新的線路，因為安裝費用低廉，所以光纖要勝過銅線。光纜的敷設方式方便靈活，既可以直埋、管道敷設，又可以水底和架空。

    6、適應能力強，抗化學腐蝕，使用壽命長

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

    7、可擴展性

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

    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、計算機信號和高清信號的傳輸。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。因此其潛在價格是十分低廉的。這就使得光纖成為用于未來通信領域的主力軍。