光端機(jī)的原理及比較

由于光纖傳輸?shù)姆N種優(yōu)點(diǎn),光端機(jī)應(yīng)用的場(chǎng)合非常廣泛。例如可以應(yīng)用于企業(yè)內(nèi)部部門之間長(zhǎng)距離局域網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)通信,移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中無線基站間傳輸系統(tǒng)，公共交換電話網(wǎng)中遠(yuǎn)端線路單元，商業(yè)網(wǎng)中提供專線及PABX群路的網(wǎng)絡(luò)終端，校園網(wǎng)中的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路和接入網(wǎng)中用于通常的信號(hào)傳輸?shù)鹊�。目前光端機(jī)應(yīng)用最多的方面就是長(zhǎng)距離視頻和數(shù)據(jù)的傳輸。在高速公路、銀行、電力、電信等的監(jiān)控領(lǐng)域都要求對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行遠(yuǎn)程的傳輸，目前主要的解決方法是利用光端機(jī)將視頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)通過光纖進(jìn)行傳輸。此外光端機(jī)在遠(yuǎn)程視頻會(huì)議、遠(yuǎn)程教學(xué)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、通訊等諸多領(lǐng)域都有很廣闊的用武之地，未來的光端機(jī)將向著數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。

模擬光端機(jī)和數(shù)字光端機(jī)

模擬光端機(jī)

模擬光端機(jī)采用了PFM調(diào)制技術(shù)實(shí)時(shí)傳輸圖像信號(hào)，是目前使用較多的一種。發(fā)射端將模擬視頻信號(hào)先進(jìn)行PFM調(diào)制后（一般有調(diào)頻、調(diào)相、調(diào)幅幾種方式，從而把模擬光端機(jī)分成調(diào)頻、調(diào)相、調(diào)幅等幾種光端機(jī)），再進(jìn)行電-光轉(zhuǎn)換，光信號(hào)傳到接收端后，進(jìn)行光-電轉(zhuǎn)換，然后進(jìn)行PFM解調(diào)，恢復(fù)出視頻信號(hào)。由于采用了PFM調(diào)制技術(shù)，其傳輸距離很容易就能達(dá)到30 Km左右，有些產(chǎn)品的傳輸距離可以達(dá)到60 Km，甚至上百公里。并且，圖像信號(hào)經(jīng)過傳輸后失真很小，具有很高的信噪比和很小的非線性失真。通過使用波分復(fù)用技術(shù)，還可以在一根光纖上實(shí)現(xiàn)圖像和數(shù)據(jù)信號(hào)的雙向傳輸。

數(shù)字光端機(jī)

由于數(shù)字技術(shù)與傳統(tǒng)的模擬技術(shù)相比在很多方面都具有明顯的優(yōu)勢(shì)，所以正如數(shù)字技術(shù)在許多領(lǐng)域取代了模擬技術(shù)一樣，光端機(jī)的數(shù)字化也是一種必然趨勢(shì)。目前，數(shù)字圖像光端機(jī)主要有兩種技術(shù)方式：一種是MPEG II圖像壓縮數(shù)字光端機(jī)，另一種是非壓縮數(shù)字圖像光端機(jī)。圖像壓縮數(shù)字光端機(jī)一般采用MPEG II圖像壓縮技術(shù)，它能將活動(dòng)圖像壓縮成N×2Mbps的數(shù)據(jù)流通過標(biāo)準(zhǔn)電信通信接口傳輸或者直接通過光纖傳輸。由于采用了圖像壓縮技術(shù)，它能大大降低信號(hào)傳輸帶寬。

圖像壓縮數(shù)字光端機(jī)一般采用MPEG II圖像壓縮技術(shù)，它能將活動(dòng)圖像壓縮成N×2Mbps的數(shù)據(jù)流通過標(biāo)準(zhǔn)電信通信接口傳輸或者直接通過光纖傳輸。由于采用了圖像壓縮技術(shù)，它能大大降低信號(hào)傳輸帶寬，以利于占用較少的資源就能傳送圖像信號(hào)。同時(shí)，由于采用了N×2Mbps的標(biāo)準(zhǔn)接口，可以利用現(xiàn)有的電信傳輸設(shè)備的富裕通道傳輸監(jiān)控圖像，為工程應(yīng)用帶來了方便。不過，圖像壓縮數(shù)字光端機(jī)也有其固有的缺點(diǎn)。其致命的弱點(diǎn)就是不能保證圖像傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性。因?yàn)閳D像壓縮與解壓縮需要一定的時(shí)間，所以一般會(huì)對(duì)所傳輸?shù)膱D像產(chǎn)生1-2s的延時(shí)。因此，這種設(shè)備只適合于用在對(duì)實(shí)時(shí)性要求不高的場(chǎng)所，在工程使用上受到一些限制。另外，經(jīng)過壓縮后圖像會(huì)產(chǎn)生一定的失真，并且這種光端機(jī)的價(jià)格也偏高。

非壓縮數(shù)字圖像光端機(jī)的原理就是將模擬視頻信號(hào)進(jìn)行A/D變換后和語音、音頻、數(shù)據(jù)等信號(hào)進(jìn)行復(fù)接，再通過光纖傳輸。它用高的數(shù)據(jù)速率來保證視頻信號(hào)的傳輸質(zhì)量和實(shí)時(shí)性，由于光纖的帶寬非常大，所以這種高數(shù)據(jù)速率也并沒有對(duì)傳輸通道提出過高要求。非壓縮數(shù)字圖像光端機(jī)能提供很好的圖像傳輸質(zhì)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%），達(dá)到了廣播級(jí)的傳輸質(zhì)量，并且圖像傳輸是全實(shí)時(shí)的。由于采用數(shù)字化技術(shù)，在設(shè)備中可以利用已經(jīng)很成熟的通信技術(shù)比如復(fù)接技術(shù)、光收發(fā)技術(shù)等，提高了設(shè)備的可靠性，也降低了成本。