【正文】 在現(xiàn)有電視設備都是模擬的 ， 而數字電視又未能普遍應用的今天和未來一段時間里 ， 采用 SCM模擬光纖通信系統(tǒng)傳輸多路電視 ， 不失為一種明智的選擇 。 模擬通信系統(tǒng)要求傳輸信號和信息之間具有良好的線性關系 ， 因此需要輸出光功率與驅動電流之間具有極好線性特性的激光器 。 目前 ， 在衛(wèi)星模擬電視傳輸中 ， 視頻信號對微波的調制采用的是調頻 (FM)， 所以連接衛(wèi)星地面站的干線光纖傳輸系統(tǒng)要采用 FM/SCM方式 。 在這種情況下 ， 副載波復用 (SCM)模擬光纖通信系統(tǒng)得到很大重視和迅速發(fā)展 。 因此 ， 目前的電視傳輸 ， 廣泛采用模擬通信系統(tǒng) 。 因而對于電話的傳輸 ， 數字光纖通信系統(tǒng)是最佳的選擇 。 例如 ， 一路模擬電話只占用 4 kHz的帶寬 ， 而一路數字電話要占用 20~64 kHz的帶寬 。 ⑤ 數字通信系統(tǒng)大量采用數字電路 ， 易于集成 ， 從而實現(xiàn)小型化 、 微型化 ， 增強設備可靠性 ， 有利于降低成本 。 只需要將明文與密鑰序列逐位模 2相加 ， 就可以實現(xiàn)保密通信 。 在數字通信系統(tǒng)中 ，話音 、 圖像等各種信息都變換為二進制數字信號 ， 可以把傳輸技術和交換技術結合起來 ， 有利于實現(xiàn)綜合業(yè)務 。 數字通信系統(tǒng)可以用不同方式再生傳輸信號 ， 消除傳輸過程中的噪聲積累 ， 恢復原信號 ， 延長傳輸距離 。 因此 ， 一般噪聲不影響傳輸質量 ， 只有在抽樣和判決過程中 ， 當噪聲超過一定閾值時 ， 才產生誤碼率 。 在模擬通信系統(tǒng)中 ， 噪聲疊加在信號上 ， 兩者很難分開 ， 放大時噪聲和信號一起放大 ， 不能改善因傳輸而劣化的信噪比 。 目前雖有數字通信幾乎完全代替模擬通信的趨勢 ， 但是模擬通信仍然有著重要的應用 。 這種基本特征決定著兩種通信方式的優(yōu)缺點和不同時期的發(fā)展趨勢 。 數字光纖通信系統(tǒng)比模擬光纖通信系統(tǒng)具有更多的優(yōu)點 ， 也更能適應社會對通信能力和通信質量越來越高的要求 。 靈敏度主要取決于組成光接收機的光電二極管和放大器的噪聲 ， 并受傳輸速率 、 光發(fā)射機的參數和光纖線路的色散的影響 ， 還與系統(tǒng)要求的誤碼率或信噪比有密切關系 。 光接收機最重要的特性參數是靈敏度 。 目前 ， 實用光纖通信系統(tǒng)普遍采用直接調制 —直接檢測方式 。 外差檢測要設置一個本地振蕩器和一個光混頻器 ， 使本地振蕩光和光纖輸出的信號光在混頻器中產生差拍而輸出中頻光信號 ， 再由光檢測器把中頻光信號轉換為電信號 。 直接檢測是用檢測器直接把光信號轉換為電信號 。 光接收機把光信號轉換為電信號的過程 (常簡稱為光 /電或 O/E轉換 )， 是通過光檢測器的檢測實現(xiàn)的 。 對光檢測器的要求是響應度高 、 噪聲低和響應速度快 。 3. 光接收機的功能是把從光纖線路輸出 、 產生畸變和衰減的微弱光信號轉換為電信號 ， 并經放大和處理后恢復成發(fā)射前的電信號 。 目前在實驗室條件下 ， μm的損耗已達到 dB/km， 接近石英光纖損耗的理論極限 ， 因此人們開始研究新的光纖材料 。 根據光纖傳輸特性的特點 ， 光纖通信系統(tǒng)的工作波長都選擇在 μm、 μm 或 μm， 特別是 μm和 μm應用更加廣泛 。km。 在這三個波長窗口損耗分別小于 2dB/km、 dB/km和 dB/km。 為適應不同通信系統(tǒng)的需要 ， 已經設計了多種結構不同 、 特性優(yōu)良的單模光纖 ， 并成功地投入實際應用 。 目前使用的石英光纖有多模光纖和單模光纖 ， 單模光纖的傳輸特性比多模光纖好 ， 價格比多模光纖便宜 ， 因而得到更廣泛的應用 。 光纖線路的性能主要由纜內光纖的傳輸特性決定 。 光纖是光纖線路的主體 ， 接頭和連接器是不可缺少的器件 。 2. 光纖線路的功能是把來自光發(fā)射機的光信號 ， 以盡可能小的畸變 (失真 )和衰減傳輸到光接收機 。 圖 (a) 直接調制； (b) 間接調制 (外調制 ) 激光源驅動器光纖光信號輸出電信號輸入( a )激光源 調制器驅動和控制電信號輸入光纖光信號輸出( b ) 對光參數的調制 ， 原理上可以是光強 (功率 )、 幅度 、 頻率或相位調制 ， 但實際上目前大多數光纖通信系統(tǒng)都采用直接光強調制 。 這種調制器是利用電信號改變電光晶體的折射率 ， 使通過調制器的光參數隨電信號變化而實現(xiàn)調制的 。 外調制是把激光的產生和調制分開 ， 用獨立的調制器調制激光器的輸出光而實現(xiàn)的 。 直接調制是用電信號直接調制半導體激光器或發(fā)光二極管的驅動電流 ， 使輸出光隨電信號變化而實現(xiàn)的 。 光發(fā)射機把電信號轉換為光信號的過程 (常簡稱為電 /光或E/O轉換 )， 是通過電信號對光的調制而實現(xiàn)的 。 目前廣泛使用的光源有半導體發(fā)光二極管 (LED)和半導體激光二極管 (或稱激光器 )(LD)， 以及譜線寬度很小的動態(tài)單縱模分布反饋 (DFB)激光器 。 光發(fā)射機由光源 、 驅動器和調制器組成 ， 光源是光發(fā)射機的核心 。 下面簡要介紹基本光纖傳輸系統(tǒng)的三個組成部分。 基本光纖傳輸系統(tǒng)作為獨立的 “ 光信道 ” 單元 ， 若配置適當的接口設備 ， 則可以插入現(xiàn)有的數字通信系統(tǒng)或模擬通信系統(tǒng) ， 或者有線通信系統(tǒng)或無線通信系統(tǒng)的發(fā)射與接收之間光發(fā)射機 、 光纖線路和光接收機 ， 若配置適當的光器件 ， 可以組成傳輸能力更強 、 功能更完善的光纖通信系統(tǒng) 。 電接收機的功能和電發(fā)射機的功能相反 ， 它把接收的電信號轉換為基帶信號 ， 最后由信息宿恢復用戶信息 。 不管是數字系統(tǒng) ， 還是模擬系統(tǒng) ， 輸入到光發(fā)射機帶有信息的電信號 ， 都通過調制轉換為光信號 。 還可以采用頻分復用 (FDM)技術 ， 用來自不同信息源的視頻模擬基帶信號 (或數字基帶信號 )分別調制指定的不同頻率的射頻 (RF)電波 ， 然后把多個這種帶有信息的 RF信號組合成多路寬帶信號 ， 最后輸入光發(fā)射機 ， 由光載波進行傳輸 。 對于模擬電視傳輸 ， 則用攝像機把圖像轉換為 6 MHz的模擬基帶信號 ， 直接輸入光發(fā)射機 。 模 /數轉換目前普遍采用脈沖編碼調制 (PCM)方式 ， 這種方式是通過對模擬信號進行抽樣 、量化和編碼而實現(xiàn)的 。 電發(fā)射機把基帶信號轉換為適合信道傳輸的信號 ， 這個轉換如果需要調制 ， 則其輸出信號稱為已調信號 。 圖 ， 包括發(fā)射 、 接收和作為廣義信道的基本光纖傳輸系統(tǒng) 。 用戶要傳輸的信息多種多樣 ， 一般有話音 、 圖像 、 數據或多媒體信息 。 ④ 綜合業(yè)務光纖接入網 ， 分為有源接入網和無源接入網 ， 可實現(xiàn)電話 、 數據 、 視頻 (會議電視 、 可視電話等 )及多媒體業(yè)務綜合接入核心網 ， 提供各種各樣的社區(qū)服務 。 ② 構成因特網的計算機局域網和廣域網 ， 如光纖以太網 、 路由器之間的光纖高速傳輸鏈路 。 光纖寬帶干線傳送網和接入網發(fā)展迅速 ， 是當前研究開發(fā)應用的主要目標 。 圖 各種通信系統(tǒng)相對造價與傳輸容量的比較 平行雙絞線電纜 同軸電纜 微波10210 10310410510610－ 110－ 210－ 310－ 410－ 5系統(tǒng)/話路公里相對造價話路數/ 條光纜