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          光電技術論文

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          光電技術論文

          光電技術論文范文第1篇

          論文摘要:光電子器件和部件廣泛應用于長距離大容量光纖通信、光存儲、光顯示、光互聯、光信息處理、激光加工、激光醫療和軍事武器裝備,預期還會在未來的光計算中發揮重要作用。本文將介紹國內外光電子技術及光電子產業的發展。

          如果說微電子技術推動了以計算機、因特網、光纖通信等為代表的信息技術的高速發展,改變了人們的生活方式,使得知識經濟初見端倪,那么隨著信息技術的發展,大容量光纖通信網絡的建設,光電子技術將起到越來越重要的作用。美國商務部指出:“90年代,全世界的光子產業以比微電子產業高得多的速度發展,誰在光電子產業方面取得主動權,誰就將在21世紀的尖端科技較量中奪魁”。日本《呼聲》月刊也有類似的評論:“21世紀具有代表意義的主導產業,第一是光電子產業,第二是信息通信產業,第三是健康和福利產業……”,可以斷言,光電子技術將繼微電子技術之后再次推動人類科學技術的革命。

          1世界光電子技術和產業的發展

          光纖通信技術的發展速度遠遠超過當初人們的預料,光纖已經成為通信網的重要傳輸媒介,現在世界上大約有60%的通信業務經光纖傳輸,到20世紀末將達到85%,但從目前光纖通信的整體水平來看,仍處于初級階段,光纖通信的巨大潛力還沒有完全開發出來。目前,各種新技術層出不窮,密集波分復用技術(DWDM,在同一根光纖內傳輸多路不同波長的光信號,以提高單根光纖的傳輸能力)、摻鉺光纖放大器技術(EDFA,可將光信號直接放大,具有輸出功率高、噪聲小,增益帶寬等優點)已取得突破性進展并得到廣泛的應用。現在DWDM系統和光傳輸設備中,光電技術的比例將從過去比重不到10%達到90%。一種全新的、無需進行任何光電變換的光波通信——“全光通信”,由于波分復用技術和摻鉺光纖放大器技術的進展,也日趨成熟,將在橫跨太平洋和大西洋的通信系統上首次使用,給全球的通信業帶來蓬勃生機。為此提供支撐的就是半導體光電子器件和部件。光電子器件和技術已形成一個快速增長的、巨大的光電子產業,對國民經濟的發展起著越來越大的作用。美國光電子產業振興協會估計,到2003年,光電子產業的總產值將達2000億美元。

          Internet應用的飛速增長對電信骨干網帶寬提出越來越高的需求,為滿足需求的增長,人們可以鋪設更多的光纖,或靠提高單路光的信息運載量(現在主干網可以分別工作在2.5Gbps和10Gbps,并已有40Gbps的演示性設備)。但更主要的方法卻是靠發展波分復用技術,增加光纖內通光的路數(光波分復用的實驗記錄已經達到2.64Tbps)。波分復用技術的普遍運用為光電子器件和部件提供了廣闊的、快速增長的市場。無限戰略公司的報告指出:“信號傳輸用1.31μm和1.55μm激光器市場1999年達到13億美元,比去年增加23%;1.48μm信號放大用激光器1999年市場份額達到1.6億美元,比去年增加33%;980nm信號放大用激光器銷售額達2.9億美元,比去年增長121%。整個激光器市場的份額1999年達18億美元,預期2003年將達到30億美元”。美國通信工業研究公司(CIR)的研究預測,北美市場光電子部件的市場規模將由目前的28億美元增長到2003年的61億美元,約每年增長18.5%。密集波分復用設備銷售額也將從1998年的22億美元增加到2004年的94億美元。報告稱雖然10年內全光通信還不會全面商業化,但是全光交換將在幾年內成為市場主流,報告也指出盡管光學部件市場被大公司所占據,但仍有創新性公司進入的可能。

          2我國的光電子技術和產業

          近10年來我國光電子技術研究在國家“863”計劃和有關部門的支持下有了突飛猛進的進展,在很多領域同國外先進國家只有兩三年的距離,個別領域還處于世界領先地位。

          國內光電子有關產業基地在光電子器件、部件和子系統(如激光器、探測器、光收發模塊、EDFA、無源光器件)等已經占領了國內較大的市場份額,初步具備同國外大公司競爭的能力,在毫無市場保護的情況下,靠自己的力量爭得了一席之地,市場營銷逐年有較大的增長,個別產品還取得國際市場相關產品中的銷量最大的成績。我國相應研究發展基地和本領域高技術公司的許多產品填補了國內相關產品的空白,打破國外產品在市場上的壟斷地位,同時爭取進入國際市場。

          摻鉺光纖放大器(EDFA)是高速大容量光纖通信系統必需的關鍵部件,國內企業產品占國內市場40%的份額。我國也是目前國際上少數幾個有能力研制PIC和OEIC的國家。808nm大功率激光器及其泵浦的固體綠光激光器,670nm紅光激光器已產品化和商品化并批量占領國際市場。國內移動通信的光纖直放站所用的光電器件,90%使用國產器件,國產1.55μmDFB激光器戰勝了國外器件,占領了100%的國內市場。

          但是,我們應當認識到在我國光電子技術發展中,光電子器件、部件雖是光通信、光顯示、光存儲等高技術產業的關鍵部分,但在整個系統和設備成本中所占的比重較小,其產值較低,目前科研開發主要處于跟蹤和小批量生產階段,光電子產業所需的規模化、產業化生產技術目前還未有實質突破;國內研究生產的光電器件和部件有相當部分還未能滿足整機和系統的要求,導致國外器件占據國內市場相當多的份額;在機制上仍未擺脫科研、生產、市場相互脫離的狀況。

          光電技術論文范文第2篇

          廣播電視工程的運行和管理設計的內容較廣,且都是一些專業性質比較強的類型,主要是一些技術管理以及施工過程中的技術問題。這就使得對那些工程里的工作人員作出較高的要求,而管理人員則需要對相應的技術問題進行分析,并要求每一位員工都具有比較負責認真的態度,這樣才會達到期望的管理目的。而需要管理的主要有以下幾點。

          1.1對于電源的控制和管理

          電源的控制管理,是廣播電視工程建設中比較關鍵的一部分,因為在以往的廣播電視工程建設中經常發生有關于電源中斷而導致的信號中斷從而出現突發事故的情況,所以對于電源的控制和管理應受到嚴格的重視,這就需要使用一個功能較為強大,各方面性能指標優良、安全指數較高的電源來進行使用,這電源需要能夠抵抗住各種電壓以及電流的沖擊,而且具有一定的緩和作用,這就能夠有效的保證傳輸線路的安全性。不過,從另一方面來看,我國的供電在質量上仍然有著一些缺陷,這就需要國家的大力支持,使用一些尖端的科技手段來對這些問題進行解決,否則,電源問題將一直持續下去。

          1.2選擇自動化運行的管理模式

          對廣播電視工程的運行過程進行管理是必不可少的程序,而隨著科學技術的發展,自動化運行的技術得以推出,這種技術成為當今技術管理的重要指標之一,不過廣播電視工程中所引用也是一些較為簡單的自動化技術,以試點的形式來進行推行,通過數據表明。自動化技術所產生的效果是非常明顯的,不僅節省了財力物力,還極大的提升了工程建設方面的效率。另外,在信號傳播方面,平常的一些比較小型的衛星發射站所轉播的節目相對較少,甚至出現了節目停止播放的局面。而對于這些問題就可采用自動化的電源管理機制,這種自動化的管理機制可以使得設備處于被設定好的程序下面運行,從而保證了節目的播放質量。而且最主要的是自動化運行的技術能夠對于設備在運行過程中所遇到的故障進行自動的檢查預警以及對超過電壓電流的保護等等,所以這種技術的引入能夠大幅度的提升工程的整體運行效率[3]。2.3對于工程后期的維護和管理一般工程項目后期的維護和管理都是采用各省級直管單位進行簽訂的方式來進行推廣,然后再由其下級的單位進行逐級的簽訂,這就使得整項工程的責任得到全面落實,不過有時在工程真正運行的時候也將存在較多的問題,造成相應的監管不力的局面出現,這就需要重視對于設備的維護和管理,并針對所出現的問題采取以下所提出的具體管理措施,這樣才能保證廣播電視工程的正常運行:

          1)強化管理人員的監督力度,提高全體員工的工作責任心。

          2)構建健全的管理體系,保證基層必須有專業的技術人員參與到設備的檢查和維修中。

          3)提高全體員工的服務意識,做到響應國家號召,心中懷有全心全意的服務為民心態。

          2結論

          光電技術論文范文第3篇

          由于現代互聯網技術的進步,使得寬帶網絡建設也隨之得以迅猛發展,尤其是在近些年,寬帶上網與共享互聯網中豐富的聲音、視頻等信息資源逐漸成為人們學習、生活、生活活動及工作的新時尚。然而,在看到寬帶上網帶給我們好處的同時,也應該看到在互聯網發展及建設過程中所存在的問題,即:為了搶占地盤,很多接入運營商惡搞互聯網“圈地”運動,最后導致資金的嚴重浪費,重復建設,工程維護及建設費用難以收回。還有很多接入商為節省接入費用,通常會在對2M端口租用后,就開始實施運營,由此就形成窄帶在外,寬帶在內的情況,導致寬帶寬不起來,在運用時形同虛設。此外,還有很多接入商直接在接入網中應用以太網中所包含的局域網技術,由此就會有比較高的系統接入成本,需要重新布線才能得以應用,且在用戶信息安全及管理方面也有不少問題。

          二、有線電視接入網技術發展趨勢

          (一)融合與統一

          從根本上說,融合與統一是有線電視接入網發展的必然趨勢。由DOCSIS逐漸升級為DOCSIS3.1,由EPOC+EPON逐漸升級為Epoc,EPOC又和DOCSIS3.1中的PHY不斷融合與統一。科學技術的迅猛發展對其融合與統一具有促進作用,例如SDR,促使本來極為困難或者說幾乎是不可能的互通與融合——各個技術簡單化融合。很多廠商與網絡運營商都希望統一與同和,這對成本與風險的降低、市場的擴大極為有利,其成本也包括運維成本與設備成本。然而,以往技術通常難以實現統一化,所以急需一種統一架構。統一架構設想:前端多種技術本身屬于一個集成統一平臺,而CCAP就是其中最為典型的一個例子;基本能夠統一光節點中所含的光電轉換裝置,即:EPOC中繼架構與C-DOCSIS2.0中所含PHY架構、C-DOCSIS2.0在OFDM參數與編碼調制方式方面具有相近或者一致性,且從設備與芯片生產應用視角來看有完全統一的可能性。

          (二)最需要的架構

          一般系統速率等級均為下小上大,該系統具體到接入網,始終希望接入網局端設備速率比設備終端大。且各級速率總容量始終為下大上小,將其收斂、匯聚的特點充分體現出來,FCU一方面起到電與光之間相互轉換的作用,另一方面還起到1G-10G相互轉換的作用。在已知網絡條件下,FCU中各個支路能夠頻率復用,由此EPOC頻譜需求就能夠得到完全解決。此外,EPOC局端并未設1G階段,而無法規模部署10GEPON的重中之重就是ONU光模塊有著過高的價格,10GEPOC同樣會出現類似性問題,所以10G與1G之間的轉換具有必要性。一般由若干個64MHZ的子信道共同組成1GEPOC,這樣不僅能夠對FBC技術予以采用,同時還能夠通過綁定技術實現,而且子信道帶寬是終端速率的標準。

          (三)逆向思維的EPOC

          就現階段來說,實現EPOC的關鍵與難點是可變速率和固定頻譜的同軸怎樣與固定速率光纖相匹配。逆向思維:與固定速率條件相滿足,通過可變頻譜同軸,同時和同軸信道相適應所導致的速率與調制效率的改變。無線通信與模擬通信是固定頻譜信道主要來源,對無線電的感知,勢必需要與可變頻譜相適應。同軸本身屬于一種處于封閉狀態的本地信道,能夠對頻譜進行充分挖掘與靈活配置。數字化,尤其是在進一步深入光纖后,以太網中的同軸信道能且應換一種思路,確保以太網頻譜、速率具有可變性,而TDO則在可變頻譜更為適用。所有FCU均與一個調制簡表相對應:統一對下行進行調制,下行調制后保證速率固定,且匹配于10GEPON速率,根據該FCU應用場景最差的情況對頻譜進行配置。如果寬帶有多余,可作他用,例如:低等級、非實時的應用。由此光纖段與同軸段相同,均為固定碼率,而頻譜寬帶與調制指數兩者可有所不同。在準動態或者靜態對上下行寬帶進行配置的情況下,FDO和TDD也無根本性差別。基于FTTB(光纖到樓),除一些頻段高端損耗比較大或者有干擾外,設計SNR的指標可超過45dB,能夠為調制率最高要求提供有利保障。就算是有太大損耗的頻譜,若未受到干擾,那么其信噪比是相對較為平穩的,只是無法上升至調制率要求最高值,然而,基本上調制率處于穩定狀態。所以,頻譜需求一般不會有特別大的改變。對OLT進行進一步擴展:其中一部分與10GEPON相對應,其速率從頭到尾處于固定狀態;另一部分則對可變速率技術予以綁定且擴展,像HPAV或者HiNoc。在調制后具有不恒定速率的條件下,同軸段由信道頻譜中將(10GEPON)速率通道劃分出來,此為固定通道,其余為可變通道。由此能夠與EOC演進相適應,同時與前后代技術兩者具有兼容性與共存性。一般由OAM統一調度頻譜資源。

          (四)高度分散與高度集中

          由于存儲容量、計算能力及傳輸寬帶的不斷增大,控制、調度及業務平臺逐漸向云端集中,且應用處理與選擇也逐漸向終端分散,其中間逐漸簡約化,層次也逐漸變少,僅僅剩透明管道。此為有線電視接入網技術高度分散與高度集中的必然發展趨勢。首先,接入網部分會出現高度集成,即:功能下降大約2個數量級,基層度上升大約2個數量級,其成本同樣會相應下降。某企業在CCBN領域所展出CCAP板卡容量為64(頻點)×50(IPQAM)+32(頻點)×50Mbit/s×8(DOCSIS3.0端口)=16Gbit/s。如果根據戶均靜態寬帶計算,那么一塊板卡就能夠支持1301戶。如果一個機架有80塊板卡的容量,那么一個機架就能夠支持大約10萬戶。就算是靜態寬帶箱100Mbit/s升級,一個機架也能夠支持1萬戶,這樣計算得出,一個10m2的計算機房間能夠支持大約10萬戶。若根據20%的靜態寬帶滲透率計算,如果一個機架能夠為5萬戶地區服務,那么一個面積為10m2左右的機房就能夠為50萬戶地區服務。由于以太網高度集中帶來業務平臺與技術平臺的不斷統一與融合、高度分散所引發的終端融合具有其發展必然性。

          三、有線電視接入網技術發展目標

          光電技術論文范文第4篇

          【關鍵詞】廣電技術科技情報

          隨著我國改革步伐的加快,電視采、編、播技術領域進行了現代化的數字化革命,數字技術給電視行業帶來了新的技術和設備,由于計算機技術在廣電行業的應用,專業電視制作設備的更新換代周期將縮短,電視節目制作的手段、模式、工作流程將發生根本性的轉變。廣電技術人員必須主動掌握新技術、新設備,捕捉最新的電視制作技術的發展動態,比較各種電視設備的性能優劣、價格高低,深入了解新技術的原理與應用情況,為持續發展掌握第一手資料。

          一、科技情報工作的步署與實施

          電視技術科技情報工作是一項提高業務能力、把握專業領域的最新技術,是開拓視野的有效途徑,它將隨時跟蹤新技術、新設備的發展動態,提供有價值的參考和技術依據。科技情報工作包括:收集、管理和情報的分析、研究與提供三方面。

          (一)收集

          范圍:以現代電視技術為中心、相關視聽技術為周邊,以數字主模擬為輔的現代電視采編制作的技術文獻、視聽產品等。主要類型包括:技術說明、產品說明、產品操作手冊、技術標準、產品宣傳品、相關科技工具書、技術期刊、技術會議文獻、技術論文以及光盤錄像資料等。主要內容包括:音頻、視頻、計算機技術。收集方法:

          1.隨機資料。這部分資料是隨著買進的設備一起附送的,既各種已引進設備的說明書、操作手冊及附本等。

          2.訂購。每年通過郵局期刊預訂或匯款郵購,收集電視技術專業期刊、會議論文文獻及各種標準等。

          3.索要。通過與廠家聯系,直接索要某一產品的詳細資料。

          4.網絡下載。定期上網搜索,訪問各個電視技術網站,下載、收集電視技術領域最新的科技發展動態。

          5.現場收集。通過參加各種產品展示會、技術交流會,集中收集某一技術領域最新、具有發展性、趨勢性的技術資料及介紹。

          (二)管理

          收集工作在專業范圍內開展,分五個部分:

          1.驗收蓋章。每份收集來的資料都必須驗收蓋章,作為單位財產的標志。

          2.登錄。每份資料都必須在入藏前登錄,包括時間、來源、類型、價格、出版單位等。統計按入藏時間為序,統計所得的報表結果是技術資料財產清單,可作為轉手、交接的憑據。

          3.分類。將所有資料分音頻、視頻和計算機三個領域,每領域分不同種類:設備說明書及副本、技術性期刊、圖書、工具書、系統圖、技術論文、行業標準、產品宣傳材料和音像資料。

          4.建立查詢系統。根據分類,將每一份資料都制作一份檢索卡,建立簡易方便的查詢方式。

          5.保管。科技情報工作應由專人負責管理技術資料的整理、分類、清點工作。

          (三)情報的分析、研究與提供

          這項工作為定期總結、專題服務、資料提供。定期總結報告:以一年或半年為一個終結周期,用報表概括整個電視技術的發展最新動態和預計發展趨勢。專題服務根據需要,針對某個特定的專題或領域進行一定時期、一定范圍內的歸納、分析與終結。為技術人員提供完善的資料查詢系統。

          二、科技情報工作的實施

          科技情報工作是根據技術工作的實際需要,經監委會審批之后,由技術部專人管理,收集各種技術資料、期刊、工具書等。根據電視技術的發展趨勢與特點,收集技術資料,其中包括設備技術說明書、技術期刊,專業論文、系統圖和業務交流錄像帶等,內容涉及視音頻工程、計算機視頻技術、網絡技術、電子維修和藝術燈光等。

          在科技情報的收集方面,主要從三個方面來考慮:主管部門頒布的技術規范標準、廠家提供的技術支持和用戶方進行的技術交流。在管理上,采取現代化微機管理、查詢系統,每冊書刊在頻道的內部辦公網絡上都具有唯一的登記號,并保存有著者、出版社、價格、出版年月、摘要和備份檢索信息,以提高工作效率,方便技術人員查詢。

          1.驗收蓋章。每份資料應加蓋“科技情報”負責專用章,將技術資料與其他節目資料區分開。

          2.登錄。每份資料都以唯一的9位數字登錄號登錄在辦公網絡上,左4位數為收集年份,右3位數為序列號。并在微機中錄入收集時間、來源、類型、技術領域、摘要、價格、出版單位等。

          3.分類。資料分為音頻、視頻和計算機三大領域,每一領域分9個種類:設備說明書及副本、技術性期刊、圖書、工具書、系統圖、技術論文、行業標準、產品宣傳材料、音像資料。

          4.建立查詢系統。利用現有辦公網絡的檢索功能及與每一份資料都對應電子檢索表,只要輸入關于所需查詢資料的任何一個信息,可以快捷地查詢每份資料的內容摘要、備份情況和借閱情況。

          5.保管。科技情報站的管理與保管工作由專業技術人員負責。科技情報工作要求管理人員具有專業知識,以對資料進行合理的分類與管理。

          科技情報工作為員工創造了一個自覺學習業務、集體交流和提高的業務學習環境。科技情報為員工日常技術保障、技術人員的培訓和提高、系統設備的升級,以及技術交流論文的寫作等各方面的工作開展提供了大量的專業資料和信息。以前設備說明書由個人保管,時間長了資料一多難免有丟失現象。開展科技情報工作對所有的技術設備說明書和操作手冊進行集中的閉架管理,中英文分開保管,注意保留適當的備份資料,有利的保障了設備維護、新來技術人員對設備熟悉的資料要求。每月在節目制作之余,涉及視頻、音頻、計算機等專業技術方面的技術期刊,為技術人員的業務提高,提供了有力的信息跟蹤服務和資料選擇,并為技術人員撰寫論文提供了大部分的資料查詢。

          三、應注意的問題

          1.設備技術資料與普通的技術分開管理

          普通的技術是滿足技術人員的自我業務提高和論文寫作的需要;設備技術資料是一個設備一份資料的獨立本,丟失后無法補訂。

          2.互聯網搜索

          內部辦公網的科技情報,專門有一留言板模式的簡訊板塊,是專為下載互聯網上的信息而設。科技情報有一個板塊是設置為全體技術人員都有寫權的,其他板塊只有管理人員才有寫權。全體設置寫權是考慮互聯網上的信息量臺大,不是個人能完全承擔網上業內信息的搜索與發展動態的跟蹤工作。全體技術人員都有寫權,無論誰在上網時“網”到了有價值的業內信息,把它放到科技情報的簡訊上可以共享。

          3.管理人員的時間統籌安排

          技術制作人員專人兼職,不可能在此項工作上花費大量時間,采取每月月初集中管理的方式。每月月初首先將上月還入的資料整理歸架,然后將上月新來的資料登記、入架,最后整理、清潔書架。平日里只需及時在借出資料的電子檢索表上標注出借閱人員或去向即可。

          光電技術論文范文第5篇

          資訊對儲存容量需求日增,光存儲技術在記錄密度、容量、數據傳輸率、尋址時間等關鍵技術上有著巨大的發展潛力。業界一直在積極開發更高容量的各種儲存技術。藍紫色激光存儲技術(Blue-VioletLaser)、磁光盤存儲技術、做為硬盤(HDD)技術和磁光盤技術的結合的近場光盤技術超解析度儲存技術(SuperRENS)、3D立體儲存技術(MultiLayers;MultiLevel)以及熒光多層光盤技術FDM(FluorescentMultilayerDisc)等相繼問世。

          傳統CD和DVD上有一層薄薄的反射層,和許多肉眼看不見的凹凸,它包含二進制信息。為了從這些盤片上讀出數據,由一個半導體激光發生器產生特定波長的激光束,射向旋轉中的光盤片,然后反射光通過棱鏡和透鏡構成的組鏡機構再射向接收數據的光電裝置,而這個光電裝置連接的電路能夠辯識出激光所反射回來的數據。在光盤上,數據是凹槽(pits)及平面(lands)的型式來加以編碼,而光電裝置的電路能辯識出激光射中的平面及射中凹槽的所走距離差這就稱為相位提升(PhaseShift),而這個技術就是在光盤中資料儲存與讀取的基礎。經由光電讀取裝置,反射回到的凹槽與平面的變化將會轉換成1與0的數位訊號,從而構成數據流特征。DVD之所以容量比CD大,無非是在同樣面積的盤片上凹凸更多罷了。若要有效地縮小記錄點大小以提升記錄密度,必須使用短波長的光源;或者使用高折射系數的介質;或者提升透鏡的NA(數值孔徑)值。顯然在一個存儲容量巨大的盤片上,紅色激光根本無法辨識那么多更密集的凹凸了。因此索尼及其它公司紛紛轉向藍色激光的研究。藍色激光的波長較短,因此驅動器可以辨識出更小半徑的凹凸,盤片的容量就可以做的更大。現在的藍光盤技術不管是日歐韓9家AV產品制造商聯合制定的新一代光盤規格"藍光光盤",還是東芝和NEC向DVD論壇提出的"AOD(高級光盤,暫定名)"規格,只不過是商家為自己謀求更高的商業利潤而制定的不同的標準罷了。就核心技術上而言,沒有太大的區別。讓我們再深入了解一下藍光盤和高密度光存儲技術的發展趨勢。

          1、藍光盤技術

          藍光盤技術屬于相變光盤(PhaseChangeDisk)技術,它與傳統光盤記錄不同,傳統光盤的記錄和讀出原理是利用磁技術和光技術相結合來記錄和讀出信息,而相變光盤的記錄和讀出原理只是用光技術來記錄和讀出信息。相變光盤利用激光使記錄介質在結晶態和非結晶態之間的可逆相變結構來實現信息的記錄和擦除。在寫操作時,聚焦激光束加熱記錄介質的目的是改變相變記錄介質晶體狀態,用結晶狀態和非結晶狀態來區分0和1;讀操作時,利用結晶狀態和非結晶狀態具有不同反射率這個特性來檢測0和1信號。

          實際的藍光盤應用藍紫色激光技術,能在直徑12公分的盤片上,儲存兩小時的高清晰度視音頻信號,在2002年2月的初期版本中,透過使用405nm的藍紫色電射半導體,NA(數值孔徑)值為0.85的讀取頭、以及0.1mm的光學透射保護層架構,藍光盤可以將12公分的單面光盤片資料儲存容量提升到27GB。它可以記錄兩小時的高清晰度視音頻信號,以及超過13小時的標準電視信號。

          在資料轉換率方面,藍光盤可以將高清晰度的電視節目,以36Mbps的速度從攝像機轉換到播放媒體上,并能維持節目品質。另外,它還具有任意影像捕捉,以及重覆播放等功能。

          在兼容性方面,由于藍光盤采用MPEG2碼流壓縮技術,因此它同時適用于數字廣播系統,可執行電視臺多種視頻記錄與播放。

          另外,在資料安全性部分,藍光盤也采用了一種獨特的ID寫入模式,可確保資料安全,并為盜版問題提出一套保護版權的解決方案。

          2、高密度光存儲技術的發展趨勢

          (1)采用近場光學原理設計超分辨率的光學系統,使數值孔徑超過1.0,相當于探測器進入介質的輻射場,從而能夠得到超精細結構信息,突破衍射極限,獲得更高的分辨率,可使經典光學顯微鏡的分辨率提高兩個數量級,面密度提高4個數量級。

          (2)以光量子效應代替目前的光熱效應實現數據的寫入與讀出,從原理上將存儲密度提高到分子量級甚至原子量級,而且由于量子效應沒有熱學過程,其反應速度可達到皮秒量級(1O-12秒),另外,由于記錄介質的反應與其吸收的光子數有關,可以使記錄方式從目前的二存儲變成多值存儲,使存儲容量提高許多倍。

          (3)三維多重體全息存儲,利用某些光學晶體的光折變效應記錄全息圖形圖像,包括二值的或有灰階的圖像信息,由于全息圖像對空間位置的敏感性,這種方法可以得到極高的存儲容量,并基于光柵空間相位的變化,三維多重體全息存儲器還有可能進行選擇性擦除及重寫。

          (4)利用當代物理學的其它成就,包括光子回波時域相干光子存儲原理、光子俘獲存儲原理、共振熒光、超熒光和光學雙穩態效應、光子誘發光致變色的光化學效應、雙光子三維體相光致變色效應,以及借助許多新的工具和技術,諸如掃描隧道顯微鏡(STM)、原子力顯微鏡(AFM)、光學集成技術及微光纖陣列技術等,提高存儲密度和構成多層、多重、多灰階、高速、并行讀寫海量存儲系統。

          3、新型光盤技術的應用

          大量的信息要求有大容量的存儲設備,光存儲驅動器和幾種光儲存媒體均將呈現出足夠快的增長趨向。光存儲市場的發展,將改變聲音圖象及其它數據的存儲方式及傳播方式。光存儲產品可以利用自動換盤系統,組成光盤庫、光盤塔、光盤陣列,實現提高整個系統的容量、數據傳輸率及多數據存儲的可靠性。如果將光盤庫、光盤塔及光盤陣列與自動換盤系統有機結合,可以大大提高系統容量、數據傳輸率和顯著改善存儲數據的可靠性。

          在技術上,磁帶已經基本上沒有潛力了,而且與非線性的編輯系統存在明顯的矛盾;專業光盤雖然不會在很短的時間內取代磁帶,但其非線性、高密度、低成本、高傳輸速度的優勢已經帶來了良好的開端。Sony公司不失時機的推出光盤專業攝錄像器材,這些設備使用基于藍紫色激光技術的光盤作為存儲介質,充分發揮非線性記錄方式帶來的靈活性。例如:PDW-3000專業藍光盤編輯錄像機(演播室機型),它可記錄和重放IMX/DVCAM格式,具有完善豐富的輸入輸出接口,包括傳統視音頻和網絡接口。它的雙光頭設計可實現高速文件讀出。它具有快速圖像搜索,圖像索引功能和光盤的隨機訪問功能,可以快速定位到所需圖像。它具有場景選擇隨機存取能力,使得任意定位素材段成為可能,跳過不必要的素材。特別值得提出的是這種錄像機可以將高低分辨率素材同時記錄在光盤上,高分辨率素材用于高質量節目的制作和輸出,低分辨率素材可用于編輯,瀏覽等等,低分辨率素材還可以為互聯網播出等用途提供數據。

          二光傳輸

          讓我們再來看看光傳輸,現在各省市有線電視臺網絡中在主干線多使用光纜傳輸信號,在電視臺內部的新聞網或制作網也使用光纖代替電纜傳送素材文件。眾所周知,光纖傳輸比傳統電纜傳輸有頻帶寬、容量大、損耗低、保真度高、抗干擾等優點。而隨著光電子器件的持續發展,光纖工藝的提高,以及光纖技術和IT技術的相互滲透和融合,光傳輸技術有了相當大的發展,這對電視臺通信架構的改變起到了巨大的推動作用。以下是對滿足電視臺需求的光傳輸技術的具體闡述。

          1、光纖技術的介紹

          (1)單波長技術

          對于業務量和距離長度要求不大時,普通的單波長技術就已能滿足需求。幾年前單波光纖的數據傳輸就已能達到10Gbps。目前在單波長上進行數據傳輸已經能夠做到40G的帶寬,雖然這已經是單波長所能夠傳輸的極限,并且實用的傳輸容量也沒有這么大,但相對電視臺內部網近距離的視音頻傳輸要求已經夠用。

          單波技術基于電時分復用(ETDM)技術,但由于微電子技術和光纖色散的限制,微電子技術難以支持電時分復用有新的突破。光纖上的色散是10Gbps及其以上速率系統傳輸距離的主要制約因素,且隨著比特率越高而影響越大。

          (2)密集波分復用

          對于傳輸量更大,傳輸距離更遠的要求,僅靠提高單信道系統的速率已沒有空間,另一種途徑就是使用復用技術。光復用的方式有很多種,目前比較成熟并已進入大規模商用階段的是光波分復用,尤其是DWDM--密集波分復用。(DWDM:DenseWavelengthDivisionMultiplexing)

          DWDM技術簡單地說是在一根光纖上接入不同波長的光信號,使傳輸容量比單波長傳輸容量增加幾倍甚至上百倍。提到DWDM,不能不提摻鉺光纖放大器(EDFA)。EDFA的出現使得DWDM得以實用。EDFA是一種全光放大器,它的使用取代了原來光-電-光的中繼再生方式,突破了光電、電光轉換的速度瓶頸,使長距離、大容量、高速率的光纖通信成為可能,是DWDM系統及未來高速系統、全光網絡不可缺少的重要器件。EDFA工作窗口在1530-1565nm,對波分復用中的每個波長補充功率,并經過若干個EDFA再用再生器來消除色散的影響。

          使用DWDM,可以大大提高光纜傳輸容量,節省光纖,降低傳輸成本。DWDM目前可商用的水平,我國的傳輸容量為80Gbps,國外如朗訊公司的傳輸容量為400Gbps,實驗室的水平則已超過Tbps。

          (3)新型G.655光纖

          (4)全波光纖

          使用全波光纖,增加傳輸頻帶。在未來的電視臺光纖網中,除了傳輸多路的視音頻數據以外,還會傳輸大量的管理數據。充分地拓展可用頻帶已成為關鍵。而在光纖的另一個低損窗口1.31um,雖然石英光纖在此波段時的色度色散為零,但由于1385nm附近存在著一個OH-離子吸收峰,對光纖傳輸能產生較大的衰減。而由此誕生的全波光纖采用了一種全新的生產工藝,幾乎可以完全消除由OH-峰引起的負面影響,并且使用與普通的G.652匹配包層光纖一樣的標準。

          由于開放了這一低損窗口,全波光纖的可用波長范圍增加了100nm,使光纖的全部可用波長范圍由大約200nm增加到300nm,可復用的波長數大大增加,而且在上述波長范圍內,光纖的色散僅為1550nm波長區的一半,因而,容易實現高比特率長距離傳輸。同時,由于波長范圍大大擴展,一方面可以將不同的波長分配不同的數據流,從而改進網絡管理;另一方面,允許使用波長間隔較寬、波長精度和穩定度要求較低的光源、合波器、分波器和其它元件,使元器件的成本大幅度下降,從而降低整個系統的成本。

          此外摻鐠光纖放大器(PDFA)的研制成功也解決了1310nm波長光的中繼問題。摻鐠光纖放大器工作在1300nm波長窗口,以摻鐠光纖作為增益介質。在實用過程中,可分別使用PDFA和EDFA對1310nm和1550nm波長的光信號進行功率放大和補償衰耗。

          無論是工作在1550nm的G.655光纖,還是使用1310nm的全波光纖,最新的光纖技術帶來的是更高的傳輸速度和更大的傳輸容量,這為電視臺使用光纖傳輸多種數據打下了堅實的基礎。由于突破了傳輸瓶頸,在傳輸視音頻信號的同時還可傳輸大量的管理信息,包括文件的元數據以及其他SNMP數據流。這也為建立基于IP的視頻管理網絡鋪平了道路。

          2、因特網技術和光纖技術的結合

          隨著因特網技術的快速發展,ATM、SDH、IP等技術不斷融入到光成域網的建設中。目前代表發展方向的是IPoverWDM技術,其中比較成熟的解決方案是GEOverDWDM(GE:千兆以太網)。GEOverDWDM對于有線電視網絡最大的好處就是可以實現在原有光纖網絡基礎上平滑、連續性的網絡升級,同時可以和原有的10Mb/s、100Mb/s以太網無縫連接,能降低系統的成本和復雜性,保護廣電系統的投資。

          IPoverDWDM通俗的說法就是讓IP數據包直接在光路上傳送,減少網絡層之間的冗余部分,能夠省去網絡運營商的成本,同時也降低用戶使用通信業務的費用。GEoverDWDM是IPoverDWDM的一種廉價方式,適用于廣電系統城域IP骨干網的建設。

          千兆以太網(GE)技術是目前技術成熟的最快速以太網技術,它可以提供1Gbps的帶寬,由于采用和傳統10Mb/s、100Mb/s以太網同樣的幀格式和幀長,因此GE可以在原有低速以太網基礎上實現平滑過渡。目前GEOverDWDM使用光放大器后的傳輸距離已可達到640公里。在現有的有線電視網絡基礎上,使用千兆以太網技術,具有一定的現實經濟意義。可以預見,GEOverDWDM技術將成為廣電網絡中城域網的理想方案。

          隨著各種光傳輸技術不斷地投入使用,整個電視臺的網絡架構將會發生巨大改變,而全光網和光接入網的建設和發展,使這種趨勢越來越明顯。

          三光應用

          由以上光記錄和光傳輸的介紹,我們可以了解到光技術已經逐漸滲透至專業視頻領域。以下為筆者設想的以光技術為基礎構建的新型電視臺IT制作網。相對于傳統電視臺制作網它將具備以下特性:

          1.首先是高效的資源共享能力。可以實現快速的數據存取、遷徙及交換。

          2.由于光盤錄像機的出現,文件化的素材交換方式得以實現,解決了傳統電視臺制作網素材上下載消耗時間的瓶頸。

          3.具有智能化的網絡監控管理功能。

          4.整個網絡具備可擴展性,強容錯性,高兼容性以及與其他網絡的互換性。

          我們可以設想以下的以光技術為基礎的全光業務網,當然這里的全光目前不會是完全的光技術,也包含節點轉換上使用的一些光電和電光設備。前期節目素材由光盤攝像機采集,光盤攝像機可以是高端的SONY的PDW藍光盤攝像機,它的記錄文件格式是MPEG24:2:2P@MLIMX或者是DVCAM格式;也可以是低端的東芝的家用DVD光盤錄像機,它的記錄格式是MPEG2TS流。以上文件格式的素材在攝像機內部被刻錄到藍光盤或普通的DVD碟片上。通過相應的光盤錄像機或專用的光盤驅動器由光纖實時傳輸并存儲到后期編輯制作單元。制作單元為現有的電視臺制作工作站,由后期編輯制作單元來進行原始素材的編輯及后期處理工作,各種特效、字幕、配音、片頭等在此處完成。制作完的節目由光纖無損地送入中央存儲部分的光盤庫中,一方面用于播出。另一方面,可以實現節目的存儲和歸檔或者利用光盤錄像機下載,便于以后的索引和節目調用。基于SNMP(簡單網絡管理協議)技術的系統監控單元通過與各單元交換信息,實時監測系統在節點光交換設備和傳輸通路上的光纖狀況。采用光纖作為工作站點連通的物理方式,用于數據的遷徙,設備和業務運營管理等控制信息的傳遞。采用光盤庫作為中央存儲單元,其管理軟件可以區分短期存儲的播出節目和長期存儲以供后用的節目。短期存儲的節目存儲在一級光盤庫,節目播出后定時刪除。長期存儲節目編目后放至二級光盤庫,作為媒體資源有原則的開放,不同級別的用戶通過光纖有償或免費獲取媒體資源。一級光盤庫為在線存儲體,容量以電視臺內部人員充分使用即可,它是提供給電視臺內部用戶使用的高速媒體資源共享體,滿足包括播出,節目制作,節目下載的宿求。二級光盤庫為近線存儲體,為海量存儲,它的媒體資源存儲主要為節目的再利用和再加工服務,另外為電視臺以外的用戶提供VOD或者媒體資源再利用和交換的宿求。

          以上設想的網絡比較現今的網絡,由于光技術的使用,可以突顯出高速共享的精神,達到用戶所見所得的需求。真正實現網絡化、數字化的實時的信息交換。