浙江省东正光端机有限公司
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模拟光端机及数字光端机原理

当今社会,光纤通信已成为通信的主要手段之一。同时,光纤通讯技术也在飞速的发展,使得光纤传输系统以其众多的优点,赢得了大家的青睐。光纤传输系统具有以下显著优点:容量大、传输距离远;由玻璃制成,抗电磁干扰、传输质量好,可用于电力网和变电所内等强电磁环境中;光纤重量轻,可以弯曲,易于铺设;可节约贵重金属,且抗腐蚀能力很强; 制作光纤的原料丰富,随着工艺的进步、规模的扩大,其成本进一步下降,整个传输系统的成本也低;随着光纤技术的普及,光纤通信越来越成为人们的首选。

光传输系统由三部分组成:光源(光发送机),传输介质、检测器(光接收机)。其中光源和检测器的工作都是由光端机完成的。光端机就是将多个视频、音频、 数 据 (RS232/RS485/RS422/Manchester/switch)、电话、以太网、E1信号变成光信号进行传输的设备(它的作用主要就是实现电-光和光-电转换)。光端机的连接方式也很丰富,十分符合现在光网络的工程,可以点对点连接方式,也可以级联方式,可以星形连接方式。

由于光纤传输的种种优点,光端机应用的场合非常广泛。例如可以应用于企业内部部门之间长距离局域网络之间的数据通信,移动网络中无线基站间传输系统,公共交换电话网中远端线路单元,商业网中提供专线及PABX群路的网络终端,校园网中的点对点链路和接入网中用于通常的信号传输等等。目前光端机应用最多的方面就是长距离视频和数据的传输。在高速公路、银行、电力、电信等的监控领域都要求对视频信号进行远程的传输,目前主要的解决方法是利用光端机将视频信号转化为数字信号通过光纤进行传输。此外光端机在远程视频会议、远程教学、远程医疗、通讯等诸多领域都有很广阔的用武之地,未来的光端机将向着数字化、网络化的方向发展。

模拟光端机

模拟光端机采用了PFM调制技术实时传输图像信号,是目前使用较多的一种。发射端将模拟视频信号先进行PFM调制后(一般有调频、调相、调幅几种方式,从而把模拟光端机分成调频、调相、调幅等几种光端机),再进行电-光转换,光信号传到接收端后,进行光-电转换,然后进行PFM解调,恢复出视频信号。由于采用了PFM调制技术,其传输距离很容易就能达到30 Km左右,有些产品的传输距离可以达到60 Km,甚至上百公里。并且,图像信号经过传输后失真很小,具有很高的信噪比和很小的非线性失真。通过使用波分复用技术,还可以在一根光纤上实现图像和数据信号的双向传输。

数字光端机

由于数字技术与传统的模拟技术相比在很多方面都具有明显的优势,所以正如数字技术在许多领域取代了模拟技术一样,光端机的数字化也是一种必然趋势。目前, 数字视频光端机主要有两种技术方式:一种是压缩数字光端机,另一种是非压缩数字图像光端机。 由于采用了图像压缩技术,它能大大降低信号传输带宽,以利于占用较少的资源就能传送图像信号。不过,图像压缩数字光端机也有其固有的缺点。其致命的弱点就是不能保证图像传输的实时性。因为图像压缩与解压缩需要一定的时间,所以一般会对所传输的图像产生 1-2s 的延时。因此,这种设备只适合于用在对实时性要求不高的场所,在工程使用上受到一些限制。另外,经过压缩后图像会产生一定的失真,并且这种光端机的价格也偏高。

非压缩数字图像光端机的原理就是将模拟视频信号进行 A/D 变换后和语音、音频、数据等信号进行复接,再通过光纤传输。它用高的数据速率来保证视频信号的传输质量和实时性,由于光纤的带宽非常大,所以这种高数据速率也并没有对传输通道提出过高要求。非压缩数字图像光端机能提供很好的图像传输质量(信噪比大于 60dB ,微分相位失真小于 2°,微分增益失真小于 2% ),达到了广播级的传输质量,并且图像传输是全实时的。由于采用数字化技术,在设备中可以利用已经很成熟的通信技术比如复接技术、光收发技术等,提高了设备的可靠性,也降低了成本。

数字光端机具有传输信号质量高,没有模拟调频、调相、调幅光端机多路信号同传时交调干扰严重、容易受环境干扰影响、传输质量低劣、长期工作稳定性差的缺点,因此许多大型重点工程已普遍采用数字光端机。

从长远来看,数字传输的应用将会成为主流,模拟传输方式的产品还会存在,但可能会用来做一些短距离的传输。但随着人们对图像、声音和数据的综合传输要求越来越高,数字光端机将会被业主们作为一种必需的设备而采用。

模拟光端机实现的方式要比数字光端机简单些,数字光端机要复杂一些,模拟光端机的价格比数字光端机要便宜一些,但随着数字光端机的芯片的价格整体下降,其成本也越来越低,现在的数字光端机的价格和模拟光端机的价格相差不多,尤其是 4 路以上的光端机,数字光端机的性价比的优势很明显。随着时间的推移,数字技术的发展,数字的通信的深入人心,数字光端机必将成为人们的首选。

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