視頻模擬光纖傳輸系統(tǒng)解決方案

　　監(jiān)控系統(tǒng)中的信號有三類：圖像、音頻、數(shù)據(jù)，如何將這三種信號置于有效的控制之下要考慮的因素之一是----傳輸問題。在光纖應用之前，銅纜因為費用低廉而被大量采用（但在遠距離傳輸上采用光纖傳輸?shù)某杀疽陀诓捎勉~纜傳輸），但是沒有經(jīng)過補償（加權(quán)放大）的銅纜傳輸越來越暴露其缺點，傳輸距離短，保密性差，容易受到電磁干擾，維護費用高等等。光纖出現(xiàn)之后，光纖通訊的應用得到迅猛發(fā)展，已經(jīng)成為遠距離/近距離傳輸（超過1500/1800米的距離）的首選，可以預料當光纖成本進一步下降，光纖可部分取代銅纜大量應用。

　　光纖監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸中，按傳送信號的模式大致可分為兩種方式：其一是模擬光纖傳輸，其二是數(shù)字光纖傳輸。目前，模擬光纖傳輸因為其成熟的技術(shù)保證而得到廣泛的應用。通常采用的模擬光纖傳輸，大致可分為以下幾類：VIDEO、DATA、AUDIO、VIDEO+DATA、VIDEO+AUDIO、 VIDEO+DATA+AUDIO等。

　　在本篇中主要討論模擬光纖傳輸?shù)募夹g(shù)、工藝、設備類型、視頻信號的幾個重要參數(shù)名詞解釋、測試問題以及設計方案（選用設備）要考慮的安全、有效的維護保證和成本等因素。

　　光纖傳輸設備的技術(shù)和工藝

　?。?）傳統(tǒng)的模擬光端機所采用的技術(shù)有兩種：FM和AM。早期各大公司的光纖傳輸設備大多采用AM技術(shù)，而隨著時間的推移，FM技術(shù)已經(jīng)成為市場的主流，下表將AM與FM的特點作以定性比較：

　　表1 由上表比較可知，F(xiàn)M技術(shù)較AM技術(shù)更為可靠：抗干擾能力強，保真度高，在線形良好的介質(zhì)中傳輸，對非線形失真的要求不高，可大幅度提高光接收機的靈敏度。

　?。?）早期的光纖傳輸設備所采用的焊接工藝為插件式，插件焊接工藝有其先天不足的一面，如板間電磁干擾大，設備功耗大，產(chǎn)品體積大等等，這樣就對傳輸系統(tǒng)造成了一定的影響，由于板間電磁干擾較大，系統(tǒng)引入的噪聲也較大，從而影響到系統(tǒng)的信噪比和系統(tǒng)的視頻指標；現(xiàn)在的產(chǎn)品大多采用SMT工藝，降低了系統(tǒng)的電磁噪聲影響，可以更好的體現(xiàn)設計意圖。

　　光纖傳輸設備的類型

　　光纖傳輸設備傳輸方式可簡單的分成：多模光纖傳輸設備和單模光纖傳輸設備。

　　（1） 多模光纖傳輸設備所采用的光器件是LED，通常按波長可分為850nm和1300nm兩個波長，按輸出功率可分為普通LED和增強LED----ELED。多模光纖傳輸所用的光纖，有62.5mm和50mm兩種。不同波長的光在多模光纖上的傳輸特性如下： 　

　　表2 由上表可見，在多模光纖上傳輸決定傳輸距離的主要因素是光纖的帶寬和LED的工作波長，例如，如果采用工作波長1300nm的LED和50微米的光纖，其傳輸帶寬是400MHz.km，鏈路衰減為0.7dB/km，如果基帶傳輸頻率F為150MHz，對于出纖功率為-18dBm，接收靈敏度為-25 dBm的光纖傳輸系統(tǒng)，其最大鏈路損耗為7 dB，則可計算：

　　那么實際傳輸測試時，L￡2.6km，由此可見，決定傳輸距離的主要因素是多模光纖的帶寬。
 
       （2）單模傳輸設備所采用的光器件是LD，通常按波長可分為850nm和1300nm兩個波長，按輸出功率可分為普通LD、高功率LD、DFB-LD（分布反饋光器件）。單模光纖傳輸所用的光纖最普遍的是G.652，其線徑為9微米。不同波長的光在G.652光纖上傳輸特性見下表

　　表3 由表3可知，1310nm波長的光在G.652光纖上傳輸時，決定其傳輸距離限制的是衰減因數(shù)；因為在1310nm波長下，光纖的材料色散與結(jié)構(gòu)色散相互抵消總的色散為0，在1310nm波長上有微小振幅的光信號能夠?qū)崿F(xiàn)寬頻帶傳輸。

　　1550nm波長的光在G.652光纖上傳輸時衰減因數(shù)很小，單純從衰減因數(shù)考慮，1550nm波長的光在相同的光功率下傳輸?shù)木嚯x大于1310nm波長的光下的傳輸?shù)木嚯x，但是實際情況并非如此，單模光纖帶寬B與色散因數(shù)D的關(guān)系為：

　　B=132.5/（Dl*D*L）GHz

　　其中L為光纖的長度，Dl為譜線寬度，對于1550nm波長的光，其色散因數(shù)如表3為20 ps/(nm.km)，假設其光譜寬度等于1nm，傳輸距離為L=50公里，則有：

　　B=132.5/（D*L）GHz=132.5MHz

　　也就是說，對于模擬波形，采用1550nm波長的光，當傳輸距離為50公里時，傳輸帶寬已經(jīng)小于132.5 MHz，如果基帶傳輸頻率F為150MHz，那么傳輸距離已經(jīng)小于50km，況且實際應用中，光源的譜線寬度往往大于1nm。

　　從上式可以看出，1550nm波長的光在G.652光纖上傳輸時決定其傳輸距離限制的主要是色散因數(shù)。

　　視頻信號的DG(微分增益)，DP（微分相位），S/N（信噪比）