马凌云甘肃省广播电影电视局无线处
摘要：介绍了模拟光端机与数字光端机（非压缩）的区别、直接调制型光发射机与外调制型光发射机的区别。
关键词：模拟光端机数字光端机直接调制型光发射机外调制型光发射机
1 光端机的分类
光端机从传输方式上可分为模拟光端机和数字光端机，从对光源的调制方式分光发射机有直接调制型和外调制型等。不论各种类型的光端机都是实现电信号变换为光信号、光信号变换为电信号的设备。从而满足光纤传输的要求。
2 模拟光端机与数字光端机(非压缩)
1)模拟光端机是将要传输的信号进行幅度、频率或相位调制，根据调制方式的不同分别称为调幅、调频、调相光端机，然后将调制好的电信号转换成光信号。在接收端将光信号还原成电信号，再把这信号进行解调，还原出图像、语音或数据信号。也就是将视频、音频、数据的幅度对一高频载波信号进行调制，使高频载波信号的幅度随视频、音频、数据的幅度变化而变化。数字光端机是将所要传输的图像、语音以及数据信号进行数字化处理，再将这些数字信号进行复用处理，使多路低速的数字信号转换成一路高速信号，并将这一信号转换成光信号。在接收端将光信号还原成电信号，还原的高速信号分解出原来的多路低速信号，最后再将这些数据信号还原成图像、语音以及数据信号。如1Vp-p幅度范围的幅度信号利用12bit/s的数字信号来表示，1V等分成4096，因此模数转换后引起的最大电压幅度误差为1/4096V（约25mV）,此误差电压称为量化误差电压，各种幅度的电压数值从0V、1/4096V、2/4096V…最大1V分别对应的数字编码为000000000000、000000000001、000000000010…111111111111。数字编码信号直接控制光头发射的光信号的强、弱两种状态（对应0或1），接收光端机再将数字编码进行数字-模拟转换，恢复成原始的基带的视频、音频、数据信号。
2)模拟光端机是频分复用，复用最多4路数据或4路音频。不能同时复用4路数据和4路音频，而且调试困难，交调干扰严重。而数字光端机充分利用光纤频带宽、容量大的特性，用一个光波长可传输8路视频（15Gbit/s带宽。如果为3Gbit/s带宽，则一个波长可传输16路视频）。且很容易进行大容量复用并且不会出现相互干扰。如某公司的全数字光端机，最多可以实现128路视频、音频、数据、以太网、电话在同一根光纤上传输而无任何交调干扰。
3)模拟光端机由于要进行调幅、调频、调相，所以模拟信号的幅度的变化与载波信号因调制而引起的幅度、频率、相位的变化是否为一一对应的线性关系成为模拟光端机质量好坏的关键，到目前为止，很难做到真正线性调制，非线性必然引起信号失真；同时调制好的载波信号还要调制光信号，光信号的非线性也是一个非常重要的因素，而光器件的非线性与环境温度变化、工作电压的稳定性、光发射功率有很大的影响，因此光器件在生产时需进行7～10天的热循环老化等等工艺筛选、老化、测试也只能将这种变换控制在一定的范围；光信号在光纤中长距离传输，会引起光信号的功率衰减，传输频率漂移、相位失真，光信号色散效应同样也会引起光信号畸变；光信号到达接收端，接收光器件仍然要引起非线性失真，由光电转换后的模拟信号进入解调，解调与调制一样会产生非线性畸变。所以模拟光端机，从输入信号调制-电光转换-光传输-光电转换-解调这5个过程，都会引起非线形失真，而这些信号畸变失真是固有的所以是不可消除的，所以模拟光端机传输视频图象、音频质量、数据的效果很难达到很满意的效果。数字式光端机仅只有模数转换的量化误差（如1V视频信号12bit/s时仅为25mV），不足以引起信号畸变。
4)模拟调制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。出现传输质量随环境变化而变化的缺点。因此对一些大型、重要的工程选用数字光端机是明智的选择。
5)由于体系结构不一样，模拟光端机与数字光端机的价格略有不同，一般来说，单路视频、音频、数据数字光端机较单路模拟光端机价格稍高，4路以上视频、音频、数据数字光端机相反比模拟光端机便宜得多。所以，数字光端机的性价比要高于模拟光端机。
3 直接调制型光发射机与外调制型光发射机
直接调制又叫内调制，是让信号电流直接流过半导体激光器，输出的光强度便随信号电流变化，外调制型光源输出是恒定功率的激光，耦合进外调制器，外调制器上加上信号电压，输出光强度随加在外调制器上的电压变化。
在有线电视系统HFC（光纤同轴混合结构）中，直接调制型DFB激光器的光发射机，由于直接调制激光器时，在光强度变化的同时，波长也发生了变化，即产生了附加频率调制，这种现象也叫“啁啾”（Chirp），这样会使调制边带进一步展宽。由调制产生的频谱信号在光纤中传输时，其相位会因色散而相互偏移，分析表明，在接收端表现为复合2次失真（CSO）。所以直接调制的光发射机只能工作在光纤色散很小的1310nm波长。直接调制型DFB激光器的光发射机结构简单，成本低，SBS影响小，3阶失真小，是已被广泛应用的光发射机。缺点是有啁啾现象，2阶失真较大。而1550nm的光发射机必须采用外调制方式。1550nm光发射机的输出功率只有4mw左右，尽管它的功率小但因有掺铒光纤放大器（EDFA）可以把弱的光信号放大到200mW以上，而失真影响很小，所以让一个1550nm的发射机带一个EDFA工作就得到一个有长距离传输潜力的光源，用EDFA还可以在线路中直接放大光信号而不必进行光-电-光转换，大大加长了传输距离。光发射机的波长精度：不同厂家提供的光发射机的波长精度通常从±5～±15nm。由于波长值变化时，对EDFA的输出光功率，噪声系数都有一定的影响，所以在选择光发射机时，应选用波长公差小的光发射机。
摘自 西部广播电视
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