基于多信号光纤传输的会议系统研究与设计

李秀强 刘小宝 魏晓光 李茜

【摘要】光纤通信具有传输距离远、通信容量大、传输损耗低、抗电磁干扰性能强、保密性好、重量轻等诸多优点。本文介绍多信号光纤传输的现状，提出多信号光纤传输系统应用的必要性，重点阐述了多信号光纤传输在公司会议系统中的实现途径、以及不同信号的传输方案。

【关键词】多信号光纤传输；会议系统

1.公司会议系统现状分析

公司从2008年开始会议系统建设以来，已建设大中小型会议共 6个，其中报告厅1个、大型会议室1个、中型会议室3个，小型会议室1个，远程分会场9个，承担着公司内部各种会议的召开。

隨着公司“三集五大”建设要求的提出，电力行业各级部门之间沟通联络日益紧密，日常会议及重大会议越来越多，这就要求多媒体会议的系统功能也越来越多，才能满足日益增长的功能需求。为了增加各会议室之间的多种信号的互通互联，公司于2009年铺设了以18楼会议室为中心到各楼层会议室的光纤传输通道，光纤芯数以12芯、24芯为主，以星型结构把所有会议室连接在一起，不仅实现了标清信号的音视频互通，更实现了高清及数字信号的的互通互联。

2.建立多信号光纤传输的必要性

由于开会的内容不同，会议室需要扮演的角色也不同，因此在召开不同议的情况下，需要不同的功能， 而如果所有会议室都实现一样的功能，就需要投入大量的资金重复建设同样的设备，所以必须提供一种高效率低成本的方法来实现所有会议室的资源共享。

3.多信号光纤传输在会议室的应用

通过光纤传输多种音视频信号，从而实现不同楼层的不同会议室之间信号的相互观看、收听、对话的功能，从而增加了整个会议系统的灵活性。

图1为多种信号从18楼到各楼层的连接示意图，18楼信号通过矩阵输出后到达各信号光纤传输器，然后通过光纤传输至各楼层相对应的信号接收器，最后到达显示设备，各楼层传送至18楼主会场的信号也是同一原理。

4.多信号光纤传输技术分析

光纤传输，即以光导纤维为介质进行的数据、信号传输。光导纤维，不仅可用来传输模拟信号和数字信号，而且可以满足视频传输的需求。光纤传输一般使用光缆进行，单根光导纤维的数据传输速率能达几Gbps，在不使用中继器的情况下，传输距离能达几十公里[1]。

信号传输过程一般是由发光二极管LED或注入型激光二极管ILD发出光信号沿光媒体传播，在另一端则有PIN或APD光电二极管作为检波器接收信号。对光载波的调制为移幅键控法，又称亮度调制（Intensity Modulation）。典型的做法是在给定的频率下，以光的出现和消失来表示两个二进制数字。发光二极管LED和注入型激光二极管ILD的信号都可以用这种方法调制，PIN和ILD检波器直接响应亮度调制。

为了将信号传输更远一般将光放大器置于光发送端之前，以提高入纤的光功率。使整个线路系统的光功率得到提高。在线中继放大：建筑群较大或楼间距离较远时，可起中继放大作用，提高光功率。前置放大：在接收端的光电检测器之后将微信号进行放大，以提高接收能力。

5.光纤传输的优势

1）几乎不存在任何衰减

光纤几乎不存在任何衰减，只有LC或SC头自身略有衰减，而且这并不会造成距离上的影响，通常在20dB以内，完全忽略不计。除非这条光纤距离太长，例如长达2.2公里的多模光纤，在传输中就彻底没信号了，否则只要有信号，速度就是与发送端相当的。

2）抗干扰性强、零掉包率

无论在光纤周围盘绕着多么复杂的强电，传输速度始终保持一致。此外，传输过程中掉包现象的概率几乎为零，测试时200成品多模跳线作为干线，电信的软件在满机时是测不出来。

3）使用寿命很长、兼容性高

市场上一般的光纤可以用到10年甚至更久，这一点铜缆网线是无法相比的。而且兼容性很高，光纤在未来网络高速提升中，无论是1兆10兆甚至未来的万兆，10万兆，任何一条跳线都是通用的，不会像铜缆网线那样有5类6类甚至10几类，不会存在淘汰的问题。

4）成本上有优势

依照市场上一般的光纤20元每端，2元/米计算，成本不高，和优质的6类线相比有绝对优势。

6.公司多信号光纤传输方案

1）模拟信号传输

现在的模拟光纤设备可传输频率在0～ 2MHz之间的信号，当信号在这个范围内时我们可以使用模拟光端设备来传输信号。

模拟光端机通信系统构建比较简单，成本也不高，但是它也有着自身的一些缺点，模拟光端机由于采取载波调制方式载波及光头很容易受环境温度影响而出现传输质量随环境变化而变化的现象。在现场监控应用中，用户可能有许多各种信号，必须把各种信号在光端机进行复用，以便在一对或一根光纤上传输，目前市场上很多著名国外品牌的光端机多路数据同传时经常出现相互干扰的现象，这些不稳定的现象都是模拟调制技术长期以来一直所固有的缺点。所以模拟光端机传输信号容量有限，一般不会超4路信号同传[2]。

根据以上原则，我们选用的是单收单发的模拟光端机，以18楼控制室为主会场，通过光纤传输至各楼层。可以实现单路模拟信号的相互传输，作用主要是观看标清图像，例如标清摄像机、标清终端等，从而实现模拟信号的相互共享。

2）高清信号传输

高清信号的传输需要数字光端机，数字光端机是通过光纤传输高分辨率（最高可达1920x1440以上）模拟或数字计算机视频信号，并毫无损失的把图像信号传送到几百米甚至几公里外的显示终端上进行显示的设备。光端机采用纯数字传输模式，能从根本上克服普通铜芯电缆传输系统在传输高频带信号时造成的拖尾、重影等现象，清晰的重现图像画面。同时数字光端机把显示设备和信号源在电气上完全的隔离开来，具有极高的抗干扰能力[3]。

下面以公司用到的VGA和YUV光纤信号传输为例来介绍此类光端机的工作原理。VGA光端机主要有两种技术方案，其一是四芯光纤高清VGA光端机，使用无压缩无延时技术，使用四芯光纤来传输一路高清VGA信号，用到4个激光器来分别传输R、G、B、CK（R G B为红绿蓝三基色，CK为时钟）信号，支持最高分辨率——1920*1200（60Hz），可以轻松达到1080i要求，这种方案专门用于传输高清级别的视频信号，局限性是需要用四芯光纤来传输，传输方案较老，显示刷新率低，容易造成水波纹现象[4]。整体性能有性，占用较多光纤资源，但是四芯光缆非常经济，应该不会导致工程造价成本高；其二是一芯光纤VGA光端机是使用压缩编码方式来做，这种做法可以使用一个激光器来做，只需用一根光纤连接，可以带鼠标、键盘、音频接口等，相当于把电脑主机面板延长到远端来操作，支持分辨可达1920*1440以上（最大值1.65Gbps），显示画面质量很高。但是这种做法也有缺点性，图像经芯片处理有有轻微的延时，但正常显示下是察觉不出来的单芯VGA光端机已升级到第二代，只要是应用欧美等进口原装芯片，画面和性能都已经达到了最高水平。

为了保证图像的质量，公司选用的是采用了原装进口芯片的单模单芯光端机，用以相互传输图像和声音。

7.结语

本次公司多信号传输系统的建设增加了各楼层会议系统的功能，使得原本没有任何联系的多个会议室变成了一个整体，对所有的信号资源进行了一次全面的共享和分配。原本没有此功能的会议室也实现了同主会场一样的功能，如在分会场增开应急会议、分会场收听收看、对分会场声音图像远程录制等，大大的提高了整个会议系统的效率。