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數字光端機(無壓縮)與模拟光端機的區别

  目前在高速公路、交通、電子警察、監控、安防、工業自動化、電力、海關、水利、銀行等領域視頻圖像、音頻、數據、以太網、電話等光端機開(kāi)始普遍大量應用。初期模拟調頻、調幅、調相光端機在市場上占有相當的比例,其傳輸方式是將(jiāng)基帶的視頻、音頻、數據等信号調制在某一載頻上,通過(guò)發(fā)射光端機進(jìn)行光纖傳輸,然後(hòu)通過(guò)另一端的接收光端機進(jìn)行解調,恢複成(chéng)相應的基帶視頻、音頻、數據信号。而國(guó)内、國(guó)外工程上開(kāi)始大量應用的數字式光端機是將(jiāng)多路模拟基帶的視頻、音頻、數據進(jìn)行高分辨率數字化,形成(chéng)高速數字流,然後(hòu)將(jiāng)多路數字流進(jìn)行複用,通過(guò)發(fā)射光端機進(jìn)行發(fā)射,然後(hòu)通過(guò)另一端的接收光端機進(jìn)行接收,解複用,恢複成(chéng)各路數字化信号,再通過(guò)數字模拟變換恢複成(chéng)模拟視頻、音頻、數據。從目前市場情況來看,模拟光端機已逐步退出市場,而數字光端機如雨後(hòu)春筍般開(kāi)始在市場上普及,數字代替模拟,這(zhè)也是光纖通信技術顯著的曆史發(fā)展趨勢。由于數字光端機具有傳輸信号質量高,沒(méi)有模拟調頻、調相、調幅光端機多路信号同傳時交調幹擾嚴重、容易受環境幹擾影響、傳輸質量低劣、長(cháng)期工作穩定性差的缺點,因此許多大型重點工程已普遍采用數字光端機。
模拟視頻光端機與數字光端機究竟有何區别,這(zhè)也是衆多用戶所關心的确問題,本文從以下幾個方面(miàn)進(jìn)行如下論述:
1、 光纖上傳輸的信号方式不一樣(yàng)
  顧名思義,模拟光端機上光頭發(fā)射的光信号是模拟光調制信号,它随輸入的模拟載波信号的幅度、頻率、相位變化引起(qǐ)光信号幅度、頻率、相位變化而分别稱爲調幅、調頻、調相光端機。而數字光端機上光頭發(fā)射的光信号是數字信号即0或1對(duì)應光信号強、弱兩(liǎng)種(zhǒng)狀态,不同的0和1組合代表不同幅度的視頻、音頻、數據信号。
2、 模拟信号傳輸輸入和輸出處理方式不一樣(yàng)
  無論模拟、數字光端機,對(duì)輸入的基帶的視頻、音頻、數據信号都(dōu)必須進(jìn)行處理。對(duì)于模拟調幅光端機,處理方式是將(jiāng)視頻、音頻、數據的幅度對(duì)一高頻載波信号進(jìn)行調制,使高頻載波信号的幅度随視頻、音頻、數據的幅度變化而變化;對(duì)于模拟調頻光端機,處理方式是將(jiāng)視頻、音頻、數據的幅度對(duì)一高頻載波信号進(jìn)行調制,使高頻載波信号的頻率随視頻、音頻、數據的幅度變化而變化;對(duì)于模拟調相光端機,處理方式是將(jiāng)視頻、音頻、數據的幅度對(duì)一高頻載波信号進(jìn)行調制,使高頻載波信号的相位随視頻、音頻、數據的幅度變化而變化。而數字式光端機對(duì)對(duì)輸入的基帶的視頻、音頻、數據進(jìn)行高分辨率的模拟-數字轉換,如1Vp-p幅度範圍的幅度信号利用12bits的數字信号來表示,1V等分成(chéng)4096,因此模數轉換後(hòu)引起(qǐ)的最大電壓幅度誤差爲1/4096V(約2.5mV),此誤差電壓稱爲量化誤差電壓,各種(zhǒng)幅度的電壓數值從0V、1/4096V、2/4096V...最大1V分别對(duì)應的數字編碼爲000000000000、000000000001、000000000010...111111111111。數字編碼信号直接控制光頭發(fā)射的光信号的強、弱兩(liǎng)種(zhǒng)狀态(對(duì)應0或1),接收光端機再將(jiāng)數字編碼進(jìn)行數字-模拟轉換,恢複成(chéng)原始的基帶的視頻、音頻、數據信号。
3、 處理方式的不同,引起(qǐ)的視頻、音頻、數據信号信号失真、變畸變、幹擾不同
  模拟光端機由于要進(jìn)行調幅、調頻、調相,所以模拟信号的幅度的變化與載波信号因調制而引起(qǐ)的幅度、頻率、相位的變化是否爲一一對(duì)應的線形關系成(chéng)爲拟光端機質量好(hǎo)壞的關鍵,到目前爲止,很難做到真正線性調制,非線形必然引起(qǐ)信号失真;同時調制好(hǎo)的載波信号信号還(hái)要調制光信号,光信号的非線性也是一個非常重要的因素,衆所周知,光器件的非線性與環境溫度變化、工作電壓的穩定性、光發(fā)射功率有很大的影響,因此光器件在生産時需進(jìn)行7-10天的熱循環老化等等工藝篩選、老化、測試也隻能(néng)以將(jiāng)這(zhè)種(zhǒng)變換控制在一定的範圍;光信号在光纖中長(cháng)距離傳輸,會引起(qǐ)光信号的功率衰減,傳輸頻率漂移、相位失真,光信号色散效應同樣(yàng)也會引起(qǐ)光信号畸變;光信号到達接收端,接收光器件仍然要引起(qǐ)非線性失真,由光電轉換後(hòu)的模拟信号進(jìn)入解調,解調與調制一樣(yàng)會産生非線性畸變。所以綜合模拟光端機,從輸入信号調制-電光轉換-光輸-光電轉換-解調這(zhè)五個過(guò)程,都(dōu)會引起(qǐ)非線形失真,而這(zhè)些信号畸變失真是固有的所以是不可消除的,所以模拟光端機傳輸視頻圖象、音頻質量、數據的效果很難達到很滿意的效果。數字式光端機僅隻有模數轉換的量化誤差(如1V視頻信号12bits時僅爲2.5mv),不足以引起(qǐ)信号畸變。
4、 多路信号同傳引起(qǐ)的交調失真
  在現場監控應用中,用戶可能(néng)有許多各種(zhǒng)信号,如視頻圖像、音頻、數據、以太網、電話或其它用戶自定義的信号,每種(zhǒng)信号分别用一對(duì)光端機來傳輸,必然價格昂貴,所以爲了提高光纖的利用效率,降低成(chéng)本,必須的各種(zhǒng)信号在光端機進(jìn)行複用,以便在一對(duì)或一根光纖上傳輸。對(duì)調頻、調幅、調相光端機來講,傳輸10/100M以太網信号或多路電話等高速信号是難以做到的,將(jiāng)多路視頻或音頻信号混合調頻、調幅、調相在某一載波上必然會引起(qǐ)各種(zhǒng)鏡像、交調幹擾。所以目前市場上不乏很多著名國(guó)外品牌的調頻、調幅、調相光端機多路視頻、音頻、數據同傳時經(jīng)常出現相互幹擾的現象,這(zhè)些不穩定的現象都(dōu)是模拟調制技術長(cháng)期以來一直所固有的缺點。所以模拟光端機傳輸信号容量有限,一般不會超過(guò)4路信号同傳。而數字光端機傳輸的是數字信号,很容易進(jìn)行大容量複用并且不會出現相互幹擾。如常州市新創數據通信技術有限公司的全數字光端機,最多可以實現128路視頻、音頻、數據、以太網、電話在同一根光纖上傳輸而無任何交調幹擾。
5、 産品互換性
  
調制光端機傳輸參數、調制參數多變且不确定因素較多,所以爲了建立一個可靠的傳輸系統,光端機在出廠時必須成(chéng)對(duì)聯調出廠,即每對(duì)光端機的發(fā)射機必須唯一與接收機一一配對(duì)使用,不同對(duì)的發(fā)射機、接收機不能(néng)互換使用。調好(hǎo)的參數也與現場光纜的長(cháng)度、環境溫度、濕度都(dōu)有關。對(duì)一個較大的工程來講,幾十對(duì)、幾百對(duì)光端機要成(chéng)對(duì)使用幾乎不可能(néng)。而數字光端機隻有兩(liǎng)種(zhǒng)确定的數字狀态,任意一台光端機可以互換,不必成(chéng)對(duì)使用。
6、 穩定性不同

  模拟調制光端機由于采取載波調制方式,載波及光頭很容易受環境溫度影響。出現傳輸質量随環境變化而變化的缺點。正因爲這(zhè)種(zhǒng)缺點,對(duì)一些大型、重要工程來講,模拟光端機的維護成(chéng)了很令人頭疼的問題,由此也給很多工程承包商或業主帶來了很大不滿。所以對(duì)一些重要的工程選用數字光端機是一種(zhǒng)明智的選擇。
7、 價格有所不同
  由于體系結構不一樣(yàng),模拟光端機與數字光端機的價格略有不同,一般來說,單路視頻、音頻、數據數字光端機較單路模拟光端機價格稍高,四路以上視頻、音頻、數據數字光端機相反比模拟光端機便宜得多。所以,數字光端機的性價比要高于模拟光端機。

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