視頻模擬光纖傳輸系統解決方案

　　監控系統中的信號有三類(lèi)：圖像、音頻、數據，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(wèn)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的成本要低于采用銅纜傳輸），但是沒(méi)有經(jīng)過(guò)補償（加權放大）的銅纜傳輸越來(lái)越暴露其缺點(diǎn)，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(guò)1500/1800米的距離）的首選，可以預料當光纖成本進(jìn)一步下降，光纖可部分取代銅纜大量應用。

　　光纖監控系統的傳輸中，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(lèi)：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的技術(shù)、工藝、設備類(lèi)型、視頻信號的幾個(gè)重要參數名詞解釋、測試問(wèn)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(zhù)時(shí)間的推移，FM技術(shù)已經(jīng)成為市場(chǎng)的主流，下表將AM與FM的特點(diǎn)作以定性比較：

　　表1 由上表比較可知，FM技術(shù)較AM技術(shù)更為可靠：抗干擾能力強，保真度高，在線(xiàn)形良好的介質(zhì)中傳輸，對非線(xiàn)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，這樣就對傳輸系統造成了一定的影響，由于板間電磁干擾較大，系統引入的噪聲也較大，從而影響到系統的信噪比和系統的視頻指標；現在的產(chǎn)品大多采用SMT工藝，降低了系統的電磁噪聲影響，可以更好的體現設計意圖。

　　光纖傳輸設備的類(lèi)型

　　光纖傳輸設備傳輸方式可簡(jiǎn)單的分成：多模光纖傳輸設備和單模光纖傳輸設備。

　?。?） 多模光纖傳輸設備所采用的光器件是LED，通常按波長(cháng)可分為850nm和1300nm兩個(gè)波長(cháng)，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(cháng)的光在多模光纖上的傳輸特性如下： 　

　　表2 由上表可見(jiàn)，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(cháng)，例如，如果采用工作波長(cháng)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，其最大鏈路損耗為7 dB，則可計算：

　　那么實(shí)際傳輸測試時(shí)，L￡2.6km，由此可見(jiàn)，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(cháng)可分為850nm和1300nm兩個(gè)波長(cháng)，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(xiàn)徑為9微米。不同波長(cháng)的光在G.652光纖上傳輸特性見(jiàn)下表

　　表3 由表3可知，1310nm波長(cháng)的光在G.652光纖上傳輸時(shí)，決定其傳輸距離限制的是衰減因數；因為在1310nm波長(cháng)下，光纖的材料色散與結構色散相互抵消總的色散為0，在1310nm波長(cháng)上有微小振幅的光信號能夠實(shí)現寬頻帶傳輸。

　　1550nm波長(cháng)的光在G.652光纖上傳輸時(shí)衰減因數很小，單純從衰減因數考慮，1550nm波長(cháng)的光在相同的光功率下傳輸的距離大于1310nm波長(cháng)的光下的傳輸的距離，但是實(shí)際情況并非如此，單模光纖帶寬B與色散因數D的關(guān)系為：

　　B=132.5/（Dl*D*L）GHz

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

　　B=132.5/（D*L）GHz=132.5MHz

　　也就是說(shuō)，對于模擬波形，采用1550nm波長(cháng)的光，當傳輸距離為50公里時(shí)，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(shí)際應用中，光源的譜線(xiàn)寬度往往大于1nm。

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

　　視頻信號的DG(微分增益)，DP（微分相位），S/N（信噪比）