视频模拟光纤传输技术的参数及系统设计方案黄


时间: 2020-01-23

  、数据,如何将这三种信号置于有效的控制之下要考虑的因素之一是----传输问题。在的成本要低于采用铜缆传输),但是没有经过补偿(加权放大)的铜缆传输越来越暴露其缺点,传输距离短,保密性差,容易受到电磁干扰,维护费用高等等。光纤出现之后,光纤通讯的应用得到迅猛发展,已经成为远距离/近距离传输(超过1500/1800米的距离)的首选,可以预料当光纤成本进一步下降,光纤可部分取代铜缆大量应用。

  光纤监控系统的传输中,按传送信号的模式大致可分为两种方式:其一是模拟光纤传输,其二是数字光纤传输。目前,模拟光纤传输因为其成熟的技术保证而得到广泛的应用。通常采用的模拟光纤传输,大致可分为以下几类:VIDEO、DATA、中国经济交出的成绩单备受关注。www.liubowen333.,AUDIO、VIDEO+DATA、VIDEO+AUDIO、 VIDEO+DATA+AUDIO等。

  在本篇中主要讨论模拟光纤传输的技术、工艺、设备类型、视频信号的几个重要参数名词解释、测试问题以及设计方案(选用设备)要考虑的安全、有效的维护保证和成本等因素。

  (1)传统的模拟光端机所采用的技术有两种:FM和AM。早期各大公司的光纤传输设备大多采用AM技术,而随着时间的推移,FM技术已经成为市场的主流,下表将AM与FM的特点作以定性比较:

  表1 由上表比较可知,FM技术较AM技术更为可靠:抗干扰能力强,保真度高,在线形良好的介质中传输,对非线形失真的要求不高,可大幅度提高光接收机的灵敏度。

  (2)早期的光纤传输设备所采用的焊接工艺为插件式,插件焊接工艺有其先天不足的一面,如板间电磁干扰大,设备功耗大,产品体积大等等,这样就对传输系统造成了一定的影响,由于板间电磁干扰较大,系统引入的噪声也较大,从而影响到系统的信噪比和系统的视频指标;现在的产品大多采用SMT工艺,降低了系统的电磁噪声影响,可以更好的体现设计意图。

  (1) 多模光纤传输设备所采用的光器件是LED,通常按波长可分为850nm和1300nm两个波长,按输出功率可分为普通LED和增强LED----ELED。多模光纤传输所用的光纤,有62.5mm和50mm两种。不同波长的光在多模光纤上的传输特性如下:

  表2 由上表可见,在多模光纤上传输决定传输距离的主要因素是光纤的带宽和LED的工作波长,例如,如果采用工作波长1300nm的LED和50微米的光纤,其传输带宽是400MHz.km,链路衰减为0.7dB/km,如果基带传输频率F为150MHz,对于出纤功率为-18dBm,接收灵敏度为-25 dBm的光纤传输系统,其最大链路损耗为7 dB,则可计算:

  那么实际传输测试时,L£2.6km,由此可见,决定传输距离的主要因素是多模光纤的带宽。

  (2)单模传输设备所采用的光器件是LD,通常按波长可分为850nm和1300nm两个波长,按输出功率可分为普通LD、高功率LD、DFB-LD(分布反馈光器件)。单模光纤传输所用的光纤最普遍的是G.652,其线微米。不同波长的光在G.652光纤上传输特性见下表

  表3 由表3可知,1310nm波长的光在G.652光纤上传输时,决定其传输距离限制的是衰减因数;因为在1310nm波长下,光纤的材料色散与结构色散相互抵消总的色散为0,在1310nm波长上有微小振幅的光信号能够实现宽频带传输。

  1550nm波长的光在G.652光纤上传输时衰减因数很小,单纯从衰减因数考虑,1550nm波长的光在相同的光功率下传输的距离大于1310nm波长的光下的传输的距离,但是实际情况并非如此,单模光纤带宽B与色散因数D的关系为:

  其中L为光纤的长度,Dl为谱线nm波长的光,其色散因数如表3为20 ps/(nm.km),假设其光谱宽度等于1nm,传输距离为L=50公里,则有:

  DG(微分增益):在 PAL制电视信号中,彩色信号是调制在频率为4.43MHz的色副载波上,而色副载波又是迭加在亮度信号上的,色副载波的幅度决定彩色信号的饱和度。视频信号的DG失真是指系统的增益特性随输入信号的电平而变化。通俗的说,由于亮度消隐电平变到白电平时,在视频通道输出端产生色度信号幅度的变化,这样,在亮的部分和暗的部分,其彩色饱和度,色调(尤其是饱和度)均有不同的变化。

  DP(微分相位):在PAL制电视信号中,彩色信号是调制在频率为4.43MHz的色副载波上,而色副载波又是迭加在亮度信号上的,色副载波的相位决定彩色信号的色调。视频信号的DG失真是指上系统的相移特性随输入视频信号而变化。传输线路上的相移量随不同亮度电平而变化,则色同步和色副载波之间相移就起变化,于是画面亮的部分和暗的部分的色调就不同。

  当调制波形是模拟信号时,则检波后信号电平随信号频率的增高而降低,表现为非线形失真,使基波的谐波分量增加,从而影响到DG(微分增益),DP (微分相位)。DG微分增益不满足要求。色度信号的幅度在不同的亮度电平上发生了变化,色度信号的幅度变化导致色饱和度发生变化。这样,在屏幕的亮度发生变化时,图像的色饱和度也要发生变化,亮电平时的红色在睛电平时可能变为浅红或深红,造成图像失真。DP 微分相位不满足要求。色度信号的相位在不同的亮度电平上发生了变化,色度信号相位变化导致色彩发生变化。这样,在亮度电平发生变化时,图像的颜色也要发生变化,造成失线)众所周知光衰减器通常采用空气衰减或偏振片衰减以增加传输损耗,数字信号光纤传输时,可用BER表示其传输质量的好坏,并且可采用增加光衰减器的方法来测试接收机的灵敏度。但是多路视频模拟信号在光纤中传输时,更多的要考虑噪声影响及系统的非线形失真(包括光器件和光纤的非线形失真),所以如果采用添加光衰减器所测试出的光功率只是单纯的功率量,其引入的系统信号噪声、S/N、系统的非线形失真是无法通过添加光衰减器的方法模拟。最好的方法是采用实际距离的光纤进行检测。

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