数字高清信号系统中光纤传输和电缆传输的优劣比较

    随着数字影像技术的发展，数字高清信号被越来越多地应用于各个领域。但由于数字高清信号本身的传输特性，决定了数字高清信号在远距离传输时受幅频特性、群延时特性、高低频干扰、电源地线等的影响，信号损失严重，图像出现模糊拖尾、分尾等现象的瓶颈，采用传统铜缆传输VGA、DVI、HDMI等数字高清信号最远传输距离只能在十几米以内。因此一定程度限制了数字高清信号的应用空间。

    解决数字高清信号远距离传输的问题目前大致有两种方式：一种是传统的电缆传输方式，另一种是最新的光缆传输方式。传统方式是采用铜缆加中继放大器方法，采用级联的方式最远的传输距离可到几十米，但由于专用电缆和中继放大器的价格都比较高而且采用级联的方式距离越远中继放大器的数量也随之增加。这使得传统铜缆传输方式下的成本非常高，而且信号经过铜缆和多个中继放大器传输后由于衰减的原因信号质量也将大大下降。不能满足使用者的需求。

    为了解决传统传输方式的弊病，光缆传输应运而生。由于光纤传输的特性，使得光纤成为传输数字高清信号的首选传输介质。其优点主要集中在以下几个方面：

    1、频带宽，通信容量大

    光纤的频带很宽，理论上可达30亿兆赫兹，可确实保证数字高清信号的传输带宽和质量。是传统铜缆根本无法比拟的。这就使得光纤成为用于高带宽数据传输的理想基础技术。

    2、损耗低，中继距离长

    光纤的无中继段很长。从几十到100多公里，而铜线只有几百米。如果使用传统电缆传输数字高清信号，有效距离不过几十米，而用光纤可传输几百米甚至几十公里远。这对于降低高清信号通信的成本、提高可靠性和稳定性具有特别的意义。

    3、抗电磁干扰

    光纤是绝缘体材料，它不受自然界的雷电干扰、电离层的变化干扰，也不受电气化铁路馈电线和高压设备等工业电器的干扰，还可用它与高压输电线平行架设或与电力导体复合构成复合光缆。不受电磁场和电磁辐射的影响，所以光纤提供了比铜线更清晰的信号，光纤可在强烈电磁干扰的环境中稳定工作。光纤优于铜线的另外一个原因是由于内部的物理结构不同。当电子沿铜线运动时，它们互相影响并且也会受到铜线外面的电子的影响。但是，光纤中的光子不仅不会互相影响(没有充放电)，并且也不受光纤外光子的影响。因此光纤也是传输高清信号的最佳介质。

    4、无串音干扰，保密性高

    光波在光缆中传输，很难从光纤中泄漏出来，即使在转弯处，弯曲半径很小时，漏出的光波也十分微弱，这样，即使光缆内光纤总数很多，也可实现无串音干扰，在光缆外面，也无法窃听到光纤中传输的信息。

    5、重量轻、体积小，便于施工维护

    因为它的抗张强度好，质量小，而且比较小巧，所以光缆能最大限度的扩大配线管道的使用率，并且能够尽可能的减小安装问题。利用光纤这一特点，使传输系统所占空间小，解决管道拥挤的问题，节约管道建设投资。并且铜材料制造商在制造铜线时加价很多。再则，光纤比铜线轻很多，1,000根1km长的双绞线重达8,000kg，而容量更大的1km长的两根光纤的重量只有100kg重，这就极大减少了必须维护的昂贵机械支撑系统的需要。对于新的线路，因为安装费用低廉，所以光纤要胜过铜线。光缆的敷设方式方便灵活，既可以直埋、管道敷设，又可以水底和架空。

    6、适应能力强，抗化学腐蚀，使用寿命长

    适应能力强是指不怕外界强电磁场的干扰、耐腐蚀、可挠性强,因为光纤不带电，所以它们是用于易燃、易爆等危险环境的理想的解决方法，在这种环境下，如果使用铜线，当铜线破裂时从缺口处爆出的火花将会引起爆炸事故的发生。而且，如果光纤被破坏，对人类也不会造成电击的危险。另外，并不像用于结构性配线安装的传统铜线和铝线会发生腐蚀一样，玻璃纤维是耐蚀的材料。

    7、可扩展性

    以光纤为传输介质的系统扩展能力很强，由于光纤的通频带很宽，且抗化学腐蚀，使用寿命长。投资一次形成物理链路后，即可在原有链路的基础上进行系统的升级和扩容，只需更换设备部分而已，而不必更换原有的光纤网络。大大的节约系统的升级成本。

    综上所述光纤传输技术为迎合未来的需要提供了不可比拟的弹性和扩展性。光纤可以提供比铜线高得多的带宽，这使得它被越来越多的用于视频信号、计算机信号和高清信号的传输。另外制造石英光纤的最基本原材料是二氧化硅即砂子，而砂子在大自然界中几乎是取之不尽、用之不竭的。因此其潜在价格是十分低廉的。这就使得光纤成为用于未来通信领域的主力军。