光端机基础知识讲解
光端机
光端机光端机主要是由光头和一些辅助的告警监控电路组成，当然光端机的光头是最为紧要的，光头占了光端机70%～90%的成本。
光头分为光发光头、光收光头，光发光头是将电信号转化为光信号，光收光头是将光信号转化为电信号。
一、光端机在直放站中的作用由于光纤传输具有损耗小，话务量大等优点，所以有线传输一般会使用光纤传输，特别是适合于长距离传输，可用于村镇、公路、城市小区等区域的覆盖。
如上图所示，信号从基站（BTS）无线耦合过来，由近端机光发模块完成电/光（E/O）转换后，经过光纤将光信号传输到远端机光收模块，再由光收模块完成光/电（O/E）转换后放大发射出去。
这是下行通道的工作原理，上行的工作原理也基本一致。
当然，信号的传输是双向的，也是透明的，所以，光纤直放站是由近端机（也叫中继端机）和远端机两部分组成的，面且一个近端机可连接多个远端机，同时覆盖多个区域。
二、端口特性DB15端口特性（近端机）DB15端口特性（远端机）DB9端口特性说明：Enble ——通信使能端GND —— 接地XLalm —— X 通路激光器发无光告警 XLmon —— X 通路激光器监控电压 XPalm —— X 通路探测器收无光告警 XPmon —— X 通路探测器监控电压 NC —— 空脚 RX —— 接收端 TX —— 发送端三、典型电路光端机中最常见的是监控告警电路，下面是一个典型的监控告警电路。
信号是由端口TN 输入，V1是一个运放放大电路，放大倍数A=1+R1/R2，改变A 的大小可以调试探测器监控电压（mon 点）的大小。
V2和V4是由运放组成的电流驱动电路，并没有起到放大电压的作用，即是使输出的电压能够驱动后级电路。
V3是由运放组成的比较电路，调节VR1的大小可以改变比较基准电压的大小，这样就可以调试探测器收无光告警反转点（alm 点）。
3904是一个接口三极管，在电路中是做为反向器。
当B 点为高电平时，LED 灯亮表示告警，3904反向输出低电平表示告警。
光端机基本知识1
经济型到40公里：1-4v +200；8v+300 ；16v +500光端机知识-光纤的优点来源：作者：1.光纤的通频带很宽.理论可达30亿兆赫兹。
2.无中继段长.几十到100多公里，铜线只有几百米。
传导损耗极低3.非金属介质材料，不受核辐射电磁场和光的影响。
4.重量轻，体积小。
5.光纤通讯不带电，使用安全可用于易燃，易暴场所。
6.使用环境温度范围宽。
7.化学腐蚀，使用寿命长。
8.无延迟，，传输快传输稳定，不受干扰，视频带宽大，无压缩，无延时，图像成像清晰，传输距离远等。
单模多模区别在于1.单模光纤芯径7-9微米，尺寸小，因此消除了光线的跳跃。
仅允许一个模式传输，工作在波长（1310nm和1550nm），与光器件的耦合相对困难2.多模光纤芯径50微米,62.5微米。
允许上百个模式传输，工作在波长（850nm和1310nm），与光器件的耦合相对容易简单理解：一个或多个视频信号转化为光信号以后，再通过光纤时的传输方式（角度）不一样。
单模没有光线的跳跃，多模则折射方式。
所谓的“摸”就是指以一定的角度进入光纤的一束光线，多模光纤允许多束光线穿过光纤，因为不同光线进入光纤的角度不同，所以到达末端的时间也不同，（不同角度折射的光信号到达时间也就不一样）这就是我们常说的模色散，色散一定程度上限制了多模光纤所能实现的带宽和传输距离，限制了传输数字信号的频率，而且随距离的增加会更加严重正是基于这个原因，多模光纤一般被用于同一办供楼或距离较近的区域。
单模光纤 1、材料色散是指组成光纤的材料即二氧化硅本身所产生的色散。
2、波导色散是指由光纤的波导结构所引起的色散。
对多模光纤而言，其波 导色散的影响甚小。
，多模后者为模间色散，又叫模式色散芯径小了，色散小。
传输距离远损耗少。
单模光纤支持收发，一端使用1550的波长发，1310的波长收；另一端使用1550的波长收，1310的波长发。
多模只能支持双纤收发，由于采用折射方式发送，不能实现两个波长在不同方向发送，只能用一种波长。
光端机基础知识介绍
比如目前实用的玻璃光纤，在光波长为1550nm附近，衰减可 降至0.2dB/km,已接近理论极限。因此，它的中继距离可以 很远。 不受电磁波干扰； 光纤为非金属的介质材料，它不受电磁波的干扰。 线径细、重量轻； 光纤的直径很小，即使制成光缆，直径也要比电缆细，而且 重量轻。因此，便于制造多芯光缆。 资源丰富，抗化学腐蚀。
音频信号
输入/输出匹配阻抗：非平衡音频为600Ω； 最大输入/输出电压：3.5V，一般3V最佳； 音频失真：≤ 0.1%； 信噪比：≥ 85dB；
异步数据信号
RS-232、RS-422与RS-485的由来 RS-232串行接口标准 RS-422与RS-485串行接口标准 RS-422与RS-485传输线上匹配的问题 RS-422与RS-485的接地问题
适用于将一根光纤信号分解为多路光信号输出 ； 光波分复用器 (WDM)
用于光路中不同波长的光的分离或混合。如ZC-1315 是波长为1550nm和1310nm的普通波分复用器，ZC1416是CWDM即粗波分复用器，波长是1470nm、 1490nm、1510nm 1530nm、1550nm、1570nm 1590nm、1610nm。
DG(微分增益) DP(微分相位) S/N(信噪比)
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。
光端机知识概要
光端机是传输光信号的一种终端设备，主要传输监控领域所涉及的信号源。
其负责光电的转换以及光发射和光接收，因此，光端机质量对整个光纤传输的质量起着决定性的作用。
近几年由于光纤的普及，光端机也被广泛应用到光网络的传输系统中。
下面我们就来简单普及下光端机的知识。
上文我们曾提到，光端机主要负责光的接受和发射。
简言之，光端机就是起一条线的作用，在这条线上可以传输视频、数据、以太网、电话等等，并且可以任意组合其路数。
下面是光端机传输示意图。
由于光端机是借助光纤进行传输，因此它具备了距离远：普通级可传输30KM；无大脑：无需软件支持，运行稳定；零衰减：光纤纯度极高，衰减极小；无干扰：不收强电场、磁场干扰；施工简单：可采用直埋、穿管、架空等方式进行部署等优点。
光端机从2001年发展至今，其性能日益优良。
根据不同的标准，光端机还可分为不同的种类。
按照传输模式分，光端机可分为单模光端机和多模光端机；按照信号处理方式，可分为模拟光端机和数字光端机；按照组网方式，可分为点对点光端机和节对点光端机,以及汇聚式光端机。
接下来会对每一种光端机进行介绍。
光端机知识概要单模光端机和多模光端机由其名称可知，单模光端机采用单模光纤进行传输，而多模光纤采用多模光纤进行传输。
因此，其主要的区别就在于光波在纤芯里的折射角度和纤芯的纤径不同。
多模光端机的传输距离较之单模光端机要短，主要用于2km以内距离的传输，而单模光端机最大的传输距离可达30km。
此外，多模光端机还存在色散严重、衰耗大、可用带宽窄、成本高等问题，一般多模光端机传输数据使用光缆的价格是一个单模光缆价格的2-3倍。
综合多方面考虑，现在市场上绝大多数用户都采用的是单模光端机来进行数据传输。
但是，多模光端机在一定范围内仍有使用，比如智能楼宇的光纤布线方面等。
模拟光端机和数字光端机光端机是通过光电信号的转换来传输信号的，其间要对各种数据进行编码处理。
由于有着不同的信号传输方式，光端机又有着模拟光端机和数字光端机之分。
光端机基本知识
光端机基本知识认识光端机↑开关↑电源↑以太网接口及网管接口↑2M口8个E1 &nb sp; ↑光口光端机内部结构光端机原理1.怎么看光端机的性能优略◇ 有几个光口，几个光方向。
◇ 有多少的E1信道◇ 有没有以太网接口◇ 有没有V35接口◇ 有没有V11/V24接口◇ 有没有勤务电话◇ 有没有网管◇ 组网方式：能不能构成自愈环。
2.光口的数量1：点到点方式最便宜的光端机只有1个光接口1对设备，组成点到点工作方式也叫终端方式：TM3.光口数量2：双光口单方向较好的光端机有双光口双光口的光端机还分：1个还是2个光方向1个光方向的双光口，是1+1备份工作的一旦主光纤断了，辅光口保证工作。
4.光口数量3：双光口双方向来自左光口的信号1部分落在本地，另1部分继续从右光口发送，这种工作模式叫上下路模式：ADM具有ADM方式的光端机可以组成双纤自愈环5.双纤自愈环的好处自愈环的好处就是，一旦光缆断了，整个通信不会中断。
光缆正常时，各站间的信息从外环走端缆后，站1发向站2方向的信息，改由内环走，当光缆接好后，网络自动恢复正常只有具备ADM方式的光端机，才能实现自愈环。
6.光口数量4：多光口多光方向最好的光端机是SDH，具有多个光方向但是价格就贵了很多在SDH设备中在详细论述后面给出1个网络图，是各种方式的集合。
7.有多少E1信道1：PDH体制最简单的光端机有4个E1口，俗称小8M30个模拟电话可以复接成1个2M叫基群E14个E1可以复接成1个8M叫2次群，也叫E24个E2可以复接成1个34M叫3次群。
也叫E34个E3复接成1个140M，叫4次群。
也叫E4这种体制叫PDH，称作准同步体制。
8.有多少E1信道1：SDH体制SDH体制是新体制，刚刚诞生10年，最小容量的SDH是155Mb/s叫STM-1有63个E1。
4个STM-1复接成1个STM-4，也叫622,4个STM-4复接成1个STM-16，叫2.5G4个STM-16复接成1个STM-64，叫10G可见SDH光端机是大容量光端机.155,和622是SDH体制里应用最多的光端机。
光端机知识点总结
光端机知识点总结一、光端机的基本原理1.1 光端机的作用光端机是光传输网络中的核心设备，它主要用于实现光纤接入和光传输。
在光纤网络中，用户终端设备通过光端机与光纤传输网络相连，实现用户终端设备与光传输网络之间的连接。
光端机还可以实现光传输信号的光分配、光转换、光监控等功能，保证光纤传输网络的正常运行。
1.2 光端机的结构光端机通常由光接收模块、光发送模块、光分配模块、光转换模块、光监控模块等多个模块组成。
光接收模块用于接收光纤传输网络中的光信号，将其转换为电信号；光发送模块用于发送电信号，并将其转换为光信号发送到光纤传输网络中；光分配模块用于将光信号分配给不同的用户终端设备；光转换模块用于进行光信号的转换；光监控模块用于对光信号进行监控，并保证光纤传输网络的正常运行。
光端机的结构复杂，功能齐全，能够满足光传输网络的各种需求。
1.3 光端机的工作原理光端机的工作原理主要包括光接收、光发送、光分配、光转换、光监控等多个环节。
光端机通过光接收模块接收光纤传输网络中的光信号，将其转换为电信号，并通过光发送模块发送到光纤传输网络中；光分配模块用于将光信号分配给不同的用户终端设备；光转换模块用于进行光信号的转换，满足不同光传输网络的需求；光监控模块用于对光信号进行监控，保证光纤传输网络的正常运行。
光端机通过这些环节实现光纤传输网络中的光信号的接收、发送、分配、转换、监控等功能，为用户终端设备提供高质量的光传输服务。
二、光端机的技术特点2.1 光端机的优点光端机具有光纤传输网络的带宽大、传输速率高、传输距离远、光纤传输网络安全可靠等技术特点。
通过光端机可以实现用户终端设备与光传输网络之间的高速连接，提供高质量的光传输服务。
同时，光端机还能够实现光传输网络的光分配、光转换、光监控等功能，使得光纤传输网络的管理和维护更加方便。
由于这些优点，光端机在光纤传输网络中得到了广泛的应用。
2.2 光端机的技术难点光端机的技术难点主要包括高速光接收、光发送、光分配、光转换、光监控等多个技术环节的高性能设计，以及光端机的高可靠性、高稳定性、高兼容性等方面的技术挑战。
VNX系列光端机培训文档(北京蛙视101126)
CPU设备运行指示灯：当 设备正常工作时规律闪烁。
远端视频发送设备VNXT前面板接口说明
OPT光纤收发端口 TX单纤FC接口类型
2
1
D-RX D-TX V2 V1
TX
RX
ALM CPU
VIDEO IN
OPT
VIDEO IN视频输入接口 BNC接口类型
远端视频发送设备VNXT后面板接口说明
AUDIO音频接口 接口类型：凤凰端子 D1、D2数据接口 RS232/RS422/RS485 （可选） 接口类型：凤凰端子
I G O G R+R- T-T+ R+R- T-T+ B A
-
+
ETHERNET
AUDIO
D2
D1
D0
DC 5V
远端视频发送设备VNXT指示灯说明
D-RX数据信号接受指 示灯：接受数据时闪烁 D-TX数据信号发送指 示灯：发送数据时闪烁 ALM光口告警指示灯：当出 现收无光/帧失步时告警灯亮
V1视频输入指示灯： 有视频信号输入时常亮 ETHERNET网口指示灯
• 2、光发射光功率
光端机的发射光功率，也是保证正常传输的一种基本条件，较低的发生光功率 和较高的接受灵敏度，是设备正常的必要条件。发射光功率一般用dBm 来表示。
监控系统的构成
• 前端设备：信号源，主要包括摄像机、情 报板等信号源设备。 • 传输设备：单业务光端机和多业务光端机。 • 终端设备：视频分配器、矩阵、大屏、录 像机等后端设备。
（2） 数字化通信的难度 ① 占用频带较宽。因为线路传输的是脉冲信号，传送一路数字 化语音信息需占 20?64kHz的带宽，而一个模拟话路只占用 4kHz带宽，即一路PCM信号占了几个模拟话路。对某一话路而 言，它的利用率降低了，或者详它对线路的要求提高了。 ② 技术要求复杂，尤其是同步技术要求精度很高。接收方要能 正确地理解发送方的 意思，就必须正确地把每个码元区分 开来，并且找到每个信息组的开始，这就需要收发双方严格实 现同步，如果组成一个数字网的话，同步问题的解决有点难度。 ③ 进行模/数转换时会带来量化误差。随着大规模集成电路的 使用以及光纤等宽频带传输介质的普及，对信息的存储和传输， 越来越多使用的是数字信号的方式，因此必须对模拟信号进行 模/数转换，在转换中不可避免地会产生量化误差。
光端机术语解释
光端机介绍1.什么是光端机？光端机是光通信系统中的传输设备，主要是进行光电转换及传输功用。
一般用于电信、电力、监控、工业控制、视频传输等功能，在各个行业有着广泛的应用。
常说的光端机指的是用于监控系统用来传输视频、数据、以太网、音频等综合信息的光端机。
主要分模拟光端机和数字光端机。
基于传输的介质的不同有单模光端机和多模光端机之分。
数字光端机是将所要传输的图像、语音以及数据信号进行数字化处理，再将这些数字信号进行复用处理，使多路低速的数字信号转换成一路高速信号，并将这一信号转换成光信号。
在接收端将光信号还原成电信号，还原的高速信号分解出原来的多路低速信号，最后再将这些数据信号还原成图像、语音以及数据信号。
模拟光端机就是将要传输的信号进行幅度或频率调制然后将调制好的电信号转化成光信号。
在接收端将光信号还原成电信号，再把信号进行解调，还原出图像、语音或数据信号。
数字光端机传输信号质量高，没有模拟调频、调相、调幅光端机多路信号同传时的交调干扰严重、容易受环境影响、传输质量低劣、长期工作稳定性差的缺点，因此，数字光端机将逐渐取代模拟光端机。
目前在高速公路、交通、电子警察、监控、安防、工业自动化、电力、海关、水利、银行等领域，视频图像、音频、数据、以太网等光端机已开始普遍大量应用。
图一是光端机的一个典型应用。
2.光端机术语解释接口类型光端机的典型物理接口如下：BNC接口BNC接口是指同轴电缆接口，BNC接口用于75欧同轴电缆连接用，提供收（RX）、发（TX）两个通道，它用于非平衡信号的连接。
光纤接口光纤接口是用来连接光纤线缆的物理接口。
通常有SC、ST、FC等几种类型，它们由日本NTT公司开发。
FC是Ferrule Connector的缩写，其外部加强方式是采用金属套，紧固方式为螺丝扣。
ST接口通常用于10Base-F，SC接口通常用于100Base-FX。
RJ-45接口RJ-45接口是以太网最为常用的接口，RJ-45是一个常用名称，指的是由IEC（60）603-7标准化，使用由国际性的接插件标准定义的8个位置（8针）的模块化插孔或者插头。
光端机基础知识培训教材
华为机密，未经许可不得扩散
文档密级：内部公开
辅助单元
电源滤波板
提供两路－48V电源输入接 口。只需连接一路就能为电 源板提供电源，就能使两个 +5V的电源模块实现备份功 能。 BGND、PGND、GND三地 需合一接地。
文档密级：内部公开
单板互换
同名单板不兼容
单板不能互换 OptiX 155/622单板不能和OptiX 2500＋单板互换， 如SS12PD1就不能用在2500＋子架上，SS61PD1 单板不能用在155/622子架上。两种子架上的同名 单板不兼容。
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集成度
TA000102
OptiX 155/622(H)/2500＋设备概述
ISSUE 2.1
光网络产品课程开发室
课程目的
了解OptiX 2500＋与 OptiX155/622设备硬件区别
掌握OptiX 155/622H设备硬件
华为机密，未经许可不得扩散
文档密级：内部公开
课程内容
OptiX 2500＋与OptiX155/622 设备硬件异同点
华为机密，未经许可不得扩散
文档密级：内部公开Leabharlann 槽位宽度槽位宽度不同
OptiX 2500＋子架有24mm、32mm、40mm三种槽 位宽度。（XCS槽位40mm，Iu5-IU8槽位32mm， 其他槽位24mm。
OptiX 155/622子架有24mm、32mm两种槽位宽度。 （LU槽位，STG槽位32mm，其他槽位24mm。
文档密级：内部公开
第六章 光端机(发射和接收)讲解
6 光接收机的组成部件，除了光电二极 管外，都是标准的电子元器件，采用标 准集成电路 (IC) 工艺技术，很容易集成 在同一芯片上，做成集成光接收机。 在高比特工作时，这种集成光接收机 具有很多优点。 90 年代末用 Si 和 GaAs 集 成电路工艺已制成带宽超过2GHz的集成 光接收机，现在带宽超过 10GHz 的集成 光接收机也已用于光波实验系统。
第六章：光端机
6.1光源与光纤的耦合 6.2光调制 6.3光发射机 6.4光接收机 6.5光接收机噪声分析 6.6光接收机的误码率和接收灵敏度 6.7光中继器
6.1光源与光纤的耦合
从光源发射出来的光功率尽可能多地 送入光纤中传输，这就是光源与光纤的 耦合问题。 衡量光源与光纤耦合的质量可以用耦合 效率η，它定义为 η=PF/PS (6-1-1) 式中： PF—耦合进入光纤的光功率 PS—光源发射的功率。
4
数据恢复
数据恢复电路由判决电路和时钟恢复电 路组成，如果需要与电端机接口，还需 要解码、解扰和编码电路 判决电路和时钟恢复电路的任务是把线 性通道输出的升余弦波形恢复成数字信 号。
5
辅助电路
光接收机除上面介绍的若干部分外，还 有一些辅助电路， (1)钳位电路。 (2)温度补偿电路。 (3)告警电路。
2
噪声的评价方法 噪声是一种随机性的起伏量，是电 信号中不需要的成分，它干扰实际系统 中信号的传输和处理，影响和限制了系 统的性能。 (1) (2)信噪比(SNR) SNR=平均信号功率/噪声功率
3
6.6光接收机的误码率和接收灵敏度
光接收机的误码率和灵敏度是描述 光接收机准确检测光信号能力的性能指 标。
开关量光端机原理与讲解
开关量光端机原理与讲解一、光电传感器部分：光电传感器由光源发射器和光电探测器两部分组成。
1. 发射器：光源发射器通常采用红外LED（Light Emitting Diode），会发出一束特定波长的红外光，波长通常在800-940纳米之间。
发射器的作用是将电能转化为光能，并产生一束指向光电探测器的光束。
2.探测器：光电探测器的主要任务是将光转化为电信号。
常用的光电探测器有光敏二极管、光敏三极管和光敏电容。
光电探测器通常接收光源发射器发出的光束，并产生相应的电信号输出。
二、光电开关部分：光电开关通常由光电传感器和信号处理电路组成。
1.光电传感器：光电传感器负责接收外界的光束，并将接收到的光信号转化为电信号。
其中，光的强弱决定了电信号的大小，光强越大，电信号越强，反之亦然。
2.信号处理电路：信号处理电路通常包含滤波器、放大器、比较器和开关控制器等元件。
滤波器主要用于去除噪声，放大器用于放大光电传感器输出的微弱信号，比较器用于将放大后的信号与一个预设的阈值进行比较，从而判断光线是否达到预期的强度。
一旦光强达到或超过阈值，比较器会输出一个高电平信号，同时控制器会控制开关的状态。
1.开关状态：当光线强度达到或超过预设的阈值时，光电传感器会输出一个高电平信号，开关控制器会将开关关闭，切断电路。
2.关闭状态：当光线强度低于预设的阈值时，光电传感器会输出低电平信号，开关控制器会将开关打开，接通电路。
在实际应用中，开关量光端机主要用于检测或控制光强度。
例如，当光电开关用于机器人控制时，可以通过光电开关检测机器人手臂的位置，进而控制机器人的动作。
另外，开关量光端机还可以用于物流系统中的输送带控制，通过检测光电开关的状态来判断物品是否到达或通过。
总之，开关量光端机是一种基于光电效应的传感器，其工作原理是通过光电传感器接收光线并将其转化为电信号，再经过信号处理电路进行判断和控制。
通过合理设置阈值，可以实现对光强度的检测和控制，从而在自动化控制和监控方面起到重要的作用。
光端机基础知识培训讲解
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槽位宽度
槽位宽度不同
OptiX 2500＋子架有24mm、32mm、40mm三种槽 位宽度。（XCS槽位40mm，Iu5-IU8槽位32mm， 其他槽位24mm。
OptiX 155/622子架有24mm、32mm两种槽位宽度。 （LU槽位，STG槽位32mm，其他槽位24mm。
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前后面板
硬件介绍
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ETN：以太网指示灯 RUN：运行灯 RALM：严重告警灯 YALM：一般告警灯 FANALM：风扇告警灯
TA000102
OptiX 155/622(H)/2500＋设备概述
ISSUE 2.1
光网络产品课程开发室
课程目的
了解OptiX 2500＋与 OptiX155/622设备硬件区别
掌握OptiX 155/622H设备硬件
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OptiX 2500＋与OptiX155/622 设备硬件异同点
单板命名不一样
单板型号 可以从单板拉手条上的标签上看到单板的型号，如 OptiX 155/622单板一般标记为SS1××或SS2××， OptiX2500＋单板一般标记为SS6××。
单板名称 单板名称有不同，GTC板为OptiX 155/622交叉板， XCS单板为OptiX 2500＋交叉板。
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机柜、子架
OptiX 2500＋子架
OptiX 155/622子架
接口区
接口区
插板区
插板区
OptiX 2500＋子架接口区在子架背面，通过转接板 引出2M电缆。
第三章 光端机
3.2 3.2
18
光 源 的 内 调 制
图3-24 一种简单的LED 数字信号内调制电路
2数字信号的内调制 一种简单的LED数字信号调 制电路如图3-24所示。它只有一 级共发射极的晶体管调制电路， 晶体管用作饱和开关。晶体管的 集电极电流就是LED的注入电流。 信号由A点接入. “0”码时晶体管不导通；“1”码 时晶体管导通，于是注入电流注 入到LED管。使得LED管发光， 从而实现了数字信号调制。
17
5 动态单纵模激光器
所谓动态单纵模激光器,就是指在高速调制下仍然能单纵模工 作的半导体激光器.光信号在光纤长距离、大容量的传输中,由于 多纵摸的存在将使光纤中的色散增加,因而,在光纤通信中,希望激 光器处在单纵摸工作状态 目前,比较成熟的单纵模激光器有分布反馈激光器和耦合腔激 光器.分布反馈半导体激光器(Distributed-Feedback Semiconductor Laser DFB Laser),它是在异质结激光器具有光放 大作用的有源层附近,刻上波绞状的周期的光栅来构成的.
9
3.1.2 3.1.2
3.1.2 3.1.2 作 原 理 的 一 般 工 器 光 激
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2 激光器的阀值条件和相位平衡条件 在激光器的工作过程中,除了具有上面所说的放大作用,光波 还会受到其他损耗.将增益和损耗结合起来考虑,显然,只有当光 波在谐振腔内往返一次放大得到的光能密度大于或等于损失的 光能密度,激光器才能建立起稳定的激光输出.将上述两者相等的 这种关系称为阀值条件 这表明了激光器能够起振(刚开始产生激光)时,激光器小信 号增益系数G0必须满足的一个下限值. 按照物理学中谐振的理论,只有那些经过往返一周回到原来 位置时,光波的相位与初始发生的波的相位同相的光波才能因彼 此加强(即谐振)而在谐振腔中 存在.不满足这种谐振关系的光波 则因得不到彼此加强,最后因腔内的损耗而消失. 这就是满足相位平衡条件时,激光器中存在光波的频率.
光端机科普知识
光端机科普知识光端机使用中常见问题回答问：数字光端机应该选择哪种光纤？答：光纤分多模光纤和单模光纤两种。
多模光纤，存在色散大、衰耗高、带宽窄、成本高等缺点，已经不太适合大规模使用了，用多模光缆传输视频，一般只能在3～5km的范围内，并且对视频光端机传输速率有很大限制，一般适用于短距离、小容量、简单应用的场合。
由于色散的影响约束了非压缩数字光端机远距离、大容量的应用。
以单模光纤（主要是G.652光纤）制成的单模光缆由于有着优异的特性和低廉的价格已经成为当前光通信传输的主流。
光纤通信领域很多新的技术，比如远距离、大容量、多业务的发展，都是围绕单模光纤研制的。
光缆的使用寿命基本在20年以上，比光端机的实际使用周期要长的多，如果从更长远的角度来考虑光缆的敷设，扩容、设备更新、光缆芯数、承载新业务等都是必须面对的问题。
单模光端机的售价基本上和多模光端机售价一样，但单模光缆比多模光缆要便宜一些，因此单模光缆是光纤布线的最佳选择。
问：数字光端机和模拟光端机的区别？答：模拟光端机是使用模拟视频信号的幅度或频率或相位等图象特征，来调制或解调光信号的简单模拟传输技术。
数字光端机是把视频信号数字化，同时可以把音频、数据、以太网、USB、E1、电话等各种信号复接到高速数据码流上传输，整个传输技术全部是数字技术。
由于数字处理技术的可靠性、稳定性、可控制性、可重复性等方面的优势，数字光端机取代模拟光端机是大势所趋。
模拟光端机在温度漂移性、老化特性、长期工作稳定性上是肯定不如数字光端机。
目前市场上，数字光端机和模拟光端机的价格已经非常接近，有的品种甚至比模拟光端机还要便宜，因此数字光端机是您的工程最佳选择问：怎样确定光纤活动连接器的接头类型？答：光纤连接器主要有ST/PC、SC/PC和FC/PC三种。
ST/PC是卡口式，多应用在多模光纤上，使用比较方便，但其精度低、互换性差、插入损耗大。
FC/PC是旋紧式，连接精度高、互换性好、连接牢靠。
光端机基础知识介绍
光端机基础知识介绍光端机就是光信号传输的终端设备,由于目前技术的提高,光纤价格的降低使它在各个领域得到很好的应用,因此各个光端机的厂家就好比是雨后春笋般发展起来。
但是这里的厂家大部分技光端机术并不是完全成熟，开发新技术需要耗资和人力、物力等，这就产生厂家多是中小企业，各品牌也先后出现。
但是质量上还是差不多的，国外的光端机好但是价格昂贵，因此，国内厂家把生产光端机转型出路了。
用来满足国内的需要。
在远程光纤传输中，光缆对信号的传输影响很小，光纤传输系统的传输质量主要取决于光端机的质量，因为光端机负责光电转换以及光发射和光接收，它的优劣直接影响整个系统，所以就需要众多新用户或对此有意向的用户对光端机的性能和应用有所了解，才能更好地配置和进行采购。
光端机的种类光端机从接口分类应为视频光端机,音频光端机,数据光端机,以太网光端机光端机分3类：PDH，SPDH，SDH。
PDH（Plesiochronous Digital Hierarchy，准同步数字系列）光端机是小容量光端机，一般是成对应用，也叫点到点应用，容量一般为4E1，8E1，16E1。
SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字系列）光端机容量较大，一般是16E1到4032E1。
SPDH（Synchronous Plesiochronous Digital Hierarchy）光端机，介于PDH和SDH之间。
SPDH是带有SDH（同步数字系列）特点的PDH传输体制（基于PDH的码速调整原理，同时又尽可能采用SDH中一部分组网技术）。
监控术语的话,那就是视频光端机,传输视频为主及其他数据,音频,开关量,以太网电话等信号的光电转换传输设备,他的本质是:光电转换传输设备;放在光缆的两端,一收一发,顾名思义光端机;所以广义上讲,基于光纤网络用于传输信号的光电转换设备都可以称为光端机.以此分类用于电信上传输信号(也有压缩的视频)的压缩光端机与用于监控和广播电视行业的非压缩的视频光端机.通常所说的光端机是传输视频的非压缩光端机.视频光端机在中国的发展是伴随着监控发展开始的，视频光端机就是把1到多路的模拟视频信号通过各种编码转换成光信号通过光纤介质来传输的设备，又分为模拟光端机和数字光端机。
光端机解析
然而，在耗尽层以外的区域因为没有电场 作用，所以由光电效应产生的电子空穴对，在 扩散运动中相遇发生复合，从而消失。
由于扩散运动与漂移运动相比是一慢过程， 因而由扩散运动产生的光电流不能快速响应输 入光强的变化，减少了光电二极管的频率响应。
二、 雪崩光电二极管(APD)
雪 崩 光 电 二 极 管 (APD) 的 的 结 构 与 PIN 不 同表现在增加了一个附加层，以实现碰撞电离 产生二次电子—空穴对，在反向时夹在I 层和N 层间的P层中存在高电场，该层称为倍增区或增 益区雪崩区),耗尽层仍为I层，起产生一次电子 -空穴对的作用。
其功能是将来自于电端机的电信号对光源 发出的光波进行调制，成为已调光波，然后再 将已调的光信号耦合到光纤或光缆去传输。
如图
一、光源
光源是光发射机的关键器件，其功能是把 电信号电流转换为光信号功率,即实现电/光转 换。
目前光纤通信广泛使用的光源主要有半导 体激光二极管或称激光器(LD）、分布反馈激 光器（DFB)和发光二极管或称发光管(LED)。
目前激光二极管能提供500微瓦到10毫瓦的 输出光功率；发光二极管可提供10微瓦到1毫瓦 的输出光功率。
3、可靠性高、寿命长
现在的激光二极管可靠性比较高，寿 命长。
激光二极管寿命105小时，发光二极管 寿命107小时。
4、温度稳定性好 器件应能在常温下以连续波方式工作，
要求温度稳定性好。如图LD、LED。
吸收区与雪崩倍增区相互分离的APD管的四层结构
2 雪崩光电二极管(APD)的工作原理
当 外 加 的 反 向 偏 压 ( 约 100V-150V) 比 PIN情况下高得多时，这个电压几乎都降到 PN结上。特别是在高阻的PN结附近，电场 强度可高达 ，已经高出碰撞电离的电场。 SAM-APD 管 在 外 加 的 反 向 偏 压 ( 约 50V150V)下的场分布如图所示。
第五章 光端机1
扰码
光 源
时钟提取
输入码型变换电路(接口电路） APC
背 向 光 监 测
告 警 检测
光发送机的组成框图
输入码型变换电路
• 均衡放大——补偿经电缆传输后产生的数 字电信号失真。 • 码型变换——将电端机送入的信号码型从 HDB3或CMI码变为单级性NRZ码 （5B6B）。 • 扰码——将信号中的长连“0”或“1”有规 律地进行消除。 • 时钟提取——提取与网络同步的时钟供给 扰码与线路编码等电路。
LD模拟调制原理图
LD数字调制原理图
LD无偏置
LD有偏置
射极耦合LD驱动电路
射极耦合LD驱动电路
• 该电路适合激光器系统使用。电流源由BG2和 BG3组成的差分开关电路，它提供恒定的偏置电 流。在BG3基极上施加直流参考电压UB， BG3 集电极的电压取决于LD的正向偏压，数字电信号 Uin从BG2的基极输入。当信号为“0”时， BG2 的基极电位比UB高而先导通， BG3截止，LD 不 发光。当信号为“0”时， BG2的基极电位比UB 低，而BG3先导通， 驱动LD 发光。 BG2和 BG3轮流处于截止和非饱和导通状态，有利于提 高调制 速率。该电路的调制速率可达到 300Mb/s,电流噪声小，但动态范围小，功耗较 大。
1、mB1C码
mB码 ： 100 110 001 101 mB1C码： C码优点：可以减少连续的“0”或“1” 的个数，可以 在线误码监测
2、 mB1P码
m码： 100 000 001 110 mBP1码： 缺点：连续的“1”和“0”个数较多，并 只能监测出一个误码
3、mB1H码： H码可以分三类：一类C码用于在线 误码监测，一类L码用于区间通信， 一类G码，用于帧同步、公务、数 据、监测等信息的传输。 mB1H码：适合于高码率系统
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失真原因
色度信号（4.43MHz±1.3M处）易受通道分布参量影响 工作点不正确对结电容影响大，影响通道阻抗参量
安装实例篇
基础知识
CCTV监控系统 摄像机后板接口 光端机传输系统光端机连接示例 CCTV系统设备接口 矩阵面板图示
基础知识
CCTV系统设备接口
光端机传输系统
功能概述 组成要素
视频 音频 数据
电信号与光信号之间相互转换，进行远距离传输
发射/接收光端机 光纤 光中绠
模拟信号滤波放大
视频 数/模转换为模拟信号 音频 数据
模/数转换
串/并转换
高速串行数据放大 接收光信号产生电信号
工作原理
数字信号并/串转换 高速数据流驱劢激光器
850 nm (2.5dB/km) 1310nm (0.35dB/km) 1550nm (0.20dB/km)
光传输衰减
传输距离 L
光模块 (km) 光模块 接收端 输入光功率
激光器 发射光功率
插入增益 数量：n
P（dB） 光端机传输条件： 传输距离预计：
以1550nm波长为例
PR （dB）
>
PR （dB） S（dB）
接收灵敏度
S（dB）
L= （P（dB）- S （dB）
n*0.3dB）/0.20dB
实际应用注意事项：
确认光模块符合应用要求（波长，单纤双向） 光模块出纤功率是否正常（参考典型值） 接收端输入光功率是否达到灵敏度范围内 短纤连接时，输入光功率是否过饱和
光纤类型
多模光纤
按
分
单模光纤
光波传输模式
信噪比
S/N =20lg
随机杂波幅度标称值 （dB）
加权值：亮度加权信噪比、色度加权信噪比 GY/T107-92标准规定 >
56
dB
评价指标
微分增益
亮度信号 幅值的变化对 色度幅值 的影响
对图象的影响：彩色饱和度 。 _ GY/T107-92标准规定 < + 0.2
微分相位
亮度信号 的幅度变化对 彩色载波分量相位 的影响
光纤类型
多模光纤
传输距离大概在
2~4 km
突变型
光线以 折线形状 沿纤芯传播
光波传输模式
分
按
纤芯直径 50～80 um
渐变型
(规格：G.651）
光线以 正弦形状 沿纤芯中心 轴方向传播
纤芯直径 50 um
光纤类型
单模光纤
n2 n1
传输距离为
20/40/80/100 km
沿纤芯中心
n 轴方向传播
纤芯直径
光纤
发射光端机
接收光端机
传输业务
音频
平衡式 非平衡式
数据
对讲
（呼叫、应答）
RS232 RS422/485
10Hz～20KHz之间的正弦波信号
电话
全电视信号
视频
业务
（10M/100M/1000M）
以太网
传输业务概述
业务类型 视频 RS232 RS485 RS422 开关量 音频 单端 差分 差分 单端 1发1收 1发10收 1发32收 1发1收 工作 方式 节点数 传输介质 同轴电缆 铜线/双绞线 铜线/双绞线 铜线/双绞线 铜线 音频线缆 最大传输 距离 300m~500m 15 m 1200 m 1200 m 200 m 左右 100 m 左右 20 kb/s 10 Mb/s 10 Mb/s 最大传输 速率
CCTV监控实例
枪机 视频线缆
RS485
快球 视频线缆 RS485 视频线缆 RS485 快球 音频数据线 音频采集器 开关量数据线 红外线微波监控设备
视频线缆 矩阵
RS485
发射机
接收机
电视墙
主控键盘 硬盘录像机
开关量数据线
监控现场
光纤传输段 20/40/60/80km
监控主机
音响/扬声器
监控机房
谢谢
thanks
SFP光模块 (小尺寸可插拔)
Small Form Factor Pluggable 应用参数: 速率：1.25G 波长：1310nm 接口:LC 出纤功率:-3 dBm 灵敏度:-28 dBm
光纤连接器
按结构形式分
FC
ST
SC
LC
光端机系统篇
工作原理 传输业务 评价指标 系列产品 光端机传输系统 网管系统
3 模拟视频接口
光端机连接示例
Video . . . .
RS485
光纤
Video . . . .
Data OTS 810B-ST
Data OTS 810B-SR
矩阵接口
RS485控球接口 RS232接口
用亍键盘控制 串口通信
视频输入
视频输出
电源接口
AC220V
电源开关 以太网接口
用亍远程通信
V V
光线以
直线形状
光波传输模式
分
按
n2
8～10 um
常规单模光纤 色散移位光纤 第二代 第一代
G.652
G.653
在1.55um损耗最小 非零色散光纤
G.654
G.655
光模块
光模块
封装 发射速率 发射波长 光纤接口 功能
与
光纤连接器
1×9 光模块
接口一般为SC 应用参数： 速率:1.25G/155M 波长:1310/1550nm 出纤功率:-5dBm 灵敏度:-38 dBm
以太网
双绞线
100 m 以下
评价指标
电平值
同步到条顶端 1000mv 条电平 700mv
同步电平 -300mv
编码方式
8bit/10bit
评价指标
视频带宽 定义：每秒钟电子枪扫描过的总像素数 计算公式：水平分辨率×垂直分辨率×场频
PAL制视频信号的频率范围为 5Hz~6.5MHz 有效信号幅度标称值
摄像机后板接口
VD/DD模式
5
视频驱劢光圈 直流驱劢光圈
OFF
DC 12V AC 24V
AES
电源指示灯
POWER
1
AI
VD DD
4
BLC 背光补偿开关 AES 电子快门 AI 自劢光圈开关
VIDEO OUT
1A 1B IN G T+ T-
ALARM
RS-485
报警接口 2 RS485控制接口
BLC
光端机基础知识础知识光纤类型 光端机传输系统 光模块与连接器
CCTV系统设备接口
光信号
光波 :也是一种电磁波 0.38
紫
）
0.43 0.48 0.49
靛 蓝
0.55
绿
0.59
黄 橙
0.64
0.70
红
0.78
深红
可见光区域
光信号在光纤中的损耗
损耗特性
与 光的工作波长 有关 传统光纤中，存在三个工作窗 口有相对小的损耗