【正文】 在現(xiàn)有電視設(shè)備都是模擬的 ， 而數(shù)字電視又未能普遍應(yīng)用的今天和未來(lái)一段時(shí)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(hào)和信息之間具有良好的線性關(guān)系 ， 因此需要輸出光功率與驅(qū)動(dòng)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(hào)對(duì)微波的調(diào)制采用的是調(diào)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(fù)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(duì)于電話的傳輸 ， 數(shù)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(shù)字電話要占用 20~64 kHz的帶寬 。 ⑤ 數(shù)字通信系統(tǒng)大量采用數(shù)字電路 ， 易于集成 ， 從而實(shí)現(xiàn)小型化 、 微型化 ， 增強(qiáng)設(shè)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(shí)現(xiàn)保密通信 。 在數(shù)字通信系統(tǒng)中 ，話音 、 圖像等各種信息都變換為二進(jìn)制數(shù)字信號(hào) ， 可以把傳輸技術(shù)和交換技術(shù)結(jié)合起來(lái) ， 有利于實(shí)現(xiàn)綜合業(yè)務(wù) 。 數(shù)字通信系統(tǒng)可以用不同方式再生傳輸信號(hào) ， 消除傳輸過(guò)程中的噪聲積累 ， 恢復(fù)原信號(hào) ， 延長(zhǎng)傳輸距離 。 因此 ， 一般噪聲不影響傳輸質(zhì)量 ， 只有在抽樣和判決過(guò)程中 ， 當(dāng)噪聲超過(guò)一定閾值時(shí) ， 才產(chǎn)生誤碼率 。 在模擬通信系統(tǒng)中 ， 噪聲疊加在信號(hào)上 ， 兩者很難分開 ， 放大時(shí)噪聲和信號(hào)一起放大 ， 不能改善因傳輸而劣化的信噪比 。 目前雖有數(shù)字通信幾乎完全代替模擬通信的趨勢(shì) ， 但是模擬通信仍然有著重要的應(yīng)用 。 這種基本特征決定著兩種通信方式的優(yōu)缺點(diǎn)和不同時(shí)期的發(fā)展趨勢(shì) 。 數(shù)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(diǎn) ， 也更能適應(yīng)社會(huì)對(duì)通信能力和通信質(zhì)量越來(lái)越高的要求 。 靈敏度主要取決于組成光接收機(jī)的光電二極管和放大器的噪聲 ， 并受傳輸速率 、 光發(fā)射機(jī)的參數(shù)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(guān)系 。 光接收機(jī)最重要的特性參數(shù)是靈敏度 。 目前 ， 實(shí)用光纖通信系統(tǒng)普遍采用直接調(diào)制 —直接檢測(cè)方式 。 外差檢測(cè)要設(shè)置一個(gè)本地振蕩器和一個(gè)光混頻器 ， 使本地振蕩光和光纖輸出的信號(hào)光在混頻器中產(chǎn)生差拍而輸出中頻光信號(hào) ， 再由光檢測(cè)器把中頻光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào) 。 直接檢測(cè)是用檢測(cè)器直接把光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào) 。 光接收機(jī)把光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的過(guò)程 (常簡(jiǎn)稱為光 /電或 O/E轉(zhuǎn)換 )， 是通過(guò)光檢測(cè)器的檢測(cè)實(shí)現(xiàn)的 。 對(duì)光檢測(cè)器的要求是響應(yīng)度高 、 噪聲低和響應(yīng)速度快 。 3. 光接收機(jī)的功能是把從光纖線路輸出 、 產(chǎn)生畸變和衰減的微弱光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào) ， 并經(jīng)放大和處理后恢復(fù)成發(fā)射前的電信號(hào) 。 目前在實(shí)驗(yàn)室條件下 ， μm的損耗已達(dá)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(jù)光纖傳輸特性的特點(diǎn) ， 光纖通信系統(tǒng)的工作波長(zhǎng)都選擇在 μm、 μm 或 μm， 特別是 μm和 μm應(yīng)用更加廣泛 。km。 在這三個(gè)波長(zhǎng)窗口損耗分別小于 2dB/km、 dB/km和 dB/km。 為適應(yīng)不同通信系統(tǒng)的需要 ， 已經(jīng)設(shè)計(jì)了多種結(jié)構(gòu)不同 、 特性優(yōu)良的單模光纖 ， 并成功地投入實(shí)際應(yīng)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(jià)格比多模光纖便宜 ， 因而得到更廣泛的應(yīng)用 。 光纖線路的性能主要由纜內(nèi)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(lái)自光發(fā)射機(jī)的光信號(hào) ， 以盡可能小的畸變 (失真 )和衰減傳輸?shù)焦饨邮諜C(jī) 。 圖 (a) 直接調(diào)制； (b) 間接調(diào)制 (外調(diào)制 ) 激光源驅(qū)動(dòng)器光纖光信號(hào)輸出電信號(hào)輸入( a )激光源 調(diào)制器驅(qū)動(dòng)和控制電信號(hào)輸入光纖光信號(hào)輸出( b ) 對(duì)光參數(shù)的調(diào)制 ， 原理上可以是光強(qiáng) (功率 )、 幅度 、 頻率或相位調(diào)制 ， 但實(shí)際上目前大多數(shù)光纖通信系統(tǒng)都采用直接光強(qiáng)調(diào)制 。 這種調(diào)制器是利用電信號(hào)改變電光晶體的折射率 ， 使通過(guò)調(diào)制器的光參數(shù)隨電信號(hào)變化而實(shí)現(xiàn)調(diào)制的 。 外調(diào)制是把激光的產(chǎn)生和調(diào)制分開 ， 用獨(dú)立的調(diào)制器調(diào)制激光器的輸出光而實(shí)現(xiàn)的 。 直接調(diào)制是用電信號(hào)直接調(diào)制半導(dǎo)體激光器或發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)電流 ， 使輸出光隨電信號(hào)變化而實(shí)現(xiàn)的 。 光發(fā)射機(jī)把電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的過(guò)程 (常簡(jiǎn)稱為電 /光或E/O轉(zhuǎn)換 )， 是通過(guò)電信號(hào)對(duì)光的調(diào)制而實(shí)現(xiàn)的 。 目前廣泛使用的光源有半導(dǎo)體發(fā)光二極管 (LED)和半導(dǎo)體激光二極管 (或稱激光器 )(LD)， 以及譜線寬度很小的動(dòng)態(tài)單縱模分布反饋 (DFB)激光器 。 光發(fā)射機(jī)由光源 、 驅(qū)動(dòng)器和調(diào)制器組成 ， 光源是光發(fā)射機(jī)的核心 。 下面簡(jiǎn)要介紹基本光纖傳輸系統(tǒng)的三個(gè)組成部分。 基本光纖傳輸系統(tǒng)作為獨(dú)立的 “ 光信道 ” 單元 ， 若配置適當(dāng)?shù)慕涌谠O(shè)備 ， 則可以插入現(xiàn)有的數(shù)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(wú)線通信系統(tǒng)的發(fā)射與接收之間光發(fā)射機(jī) 、 光纖線路和光接收機(jī) ， 若配置適當(dāng)?shù)墓馄骷?， 可以組成傳輸能力更強(qiáng) 、 功能更完善的光纖通信系統(tǒng) 。 電接收機(jī)的功能和電發(fā)射機(jī)的功能相反 ， 它把接收的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為基帶信號(hào) ， 最后由信息宿恢復(fù)用戶信息 。 不管是數(shù)字系統(tǒng) ， 還是模擬系統(tǒng) ， 輸入到光發(fā)射機(jī)帶有信息的電信號(hào) ， 都通過(guò)調(diào)制轉(zhuǎn)換為光信號(hào) 。 還可以采用頻分復(fù)用 (FDM)技術(shù) ， 用來(lái)自不同信息源的視頻模擬基帶信號(hào) (或數(shù)字基帶信號(hào) )分別調(diào)制指定的不同頻率的射頻 (RF)電波 ， 然后把多個(gè)這種帶有信息的 RF信號(hào)組合成多路寬帶信號(hào) ， 最后輸入光發(fā)射機(jī) ， 由光載波進(jìn)行傳輸 。 對(duì)于模擬電視傳輸 ， 則用攝像機(jī)把圖像轉(zhuǎn)換為 6 MHz的模擬基帶信號(hào) ， 直接輸入光發(fā)射機(jī) 。 模 /數(shù)轉(zhuǎn)換目前普遍采用脈沖編碼調(diào)制 (PCM)方式 ， 這種方式是通過(guò)對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行抽樣 、量化和編碼而實(shí)現(xiàn)的 。 電發(fā)射機(jī)把基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換為適合信道傳輸?shù)男盘?hào) ， 這個(gè)轉(zhuǎn)換如果需要調(diào)制 ， 則其輸出信號(hào)稱為已調(diào)信號(hào) 。 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?shù)男畔⒍喾N多樣 ， 一般有話音 、 圖像 、 數(shù)據(jù)或多媒體信息 。 ④ 綜合業(yè)務(wù)光纖接入網(wǎng) ， 分為有源接入網(wǎng)和無(wú)源接入網(wǎng) ， 可實(shí)現(xiàn)電話 、 數(shù)據(jù) 、 視頻 (會(huì)議電視 、 可視電話等 )及多媒體業(yè)務(wù)綜合接入核心網(wǎng) ， 提供各種各樣的社區(qū)服務(wù) 。 ② 構(gòu)成因特網(wǎng)的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)和廣域網(wǎng) ， 如光纖以太網(wǎng) 、 路由器之間的光纖高速傳輸鏈路 。 光纖寬帶干線傳送網(wǎng)和接入網(wǎng)發(fā)展迅速 ， 是當(dāng)前研究開發(fā)應(yīng)用的主要目標(biāo) 。 圖 各種通信系統(tǒng)相對(duì)造價(jià)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(duì)造價(jià)話路數(shù)/ 條光纜 光纖可以傳輸數(shù)字信號(hào) ， 也可以傳輸模擬信號(hào) 。 圖 (話路數(shù) )的關(guān)系 。 保密性能好的這一特點(diǎn) ， 對(duì)軍事 、 政治和經(jīng)濟(jì)都有重要的意義 。 制造 8 km管中同軸電纜 ， 1 k