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。

    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)部的物理結構不同。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，并不像用于結構性配線安裝的傳統(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。