几十年前,通过玻璃光纤而不是铜线来传递音频、视频、声音和数据是每一个通讯工程师的梦想。对于理解光纤技术的人来说,很明显用光纤而不是铜线来传递这些信号具有技术上和潜在的经济上的好处。尽管在那时,好处是很明显的,技术并没有达到A/V市场的要求并且对大多数的应用来说,成本是令人望而却步的。
现在,部分是由于90年代后期电信的繁荣,光纤技术能够满足现代A/V系统设计的技术要求。同样重要的是,它也能够在经济上满足这些技术要求并且它的成本和传统的基于铜线的系统相比具有竞争性。对复杂的系统设计,这尤其正确。到目前为止,A/V系统设计者和集成者通常将光纤通讯作为最后选择的技术。也就是说,只有当由于过长的传输距离而导致铜线传输不再可行时,设计者才会想起将光纤作为解决方案。但是现在不管传输距离的远近,光纤能够而且也应该在项目的开始就被作为可供选择的传输媒介予以考虑。
光纤通讯基础
早期的光纤通讯是非常简单的。30年前,这个技术仅包含了使发射机内LED发射器的亮度发生变化的复合视频和音频信号。此第一种光纤传输技术被称为调幅或强度调制(AM或IM)。会产生不可见光,光的亮度与视频或音频信号的幅度成正比。从LED发射的光会直接进入光缆中。在光纤的另一端,光在接收机里照到通常称为PIN的光电二极管上,它将光转换回电流。电流然后被放大,恢复被发送到发射机输入端的原始视频或音频信号的信号电平。
所有这些听起来很简单,它确实是很简单,但是它只能在理想的条件下工作。随着光缆长度的增加,当光到达PIN时,它的亮度减少了,从PIN输出的电流的幅度就更小了。光纤接收机不得不提供更多的放大以补偿损失的光。因此,噪声和其他讨厌的失真被加入到了视频和音频中。
AM光纤技术今天仍然被使用,但是它大多数使用在图象质量不像在A/V中那么重要的安全和运输系统中。在几乎所有的情况下,对于大多数的A/V应用,AM光纤技术产生的视频和音频信号的质量是不可接受的。
数字光纤对比铜线的优点
像AM光纤系统中一样,数字系统中的发射机接收基带音频和视频信号,接收机则以它们原始的格式输出这些信号。“数字差别”出现在信号处理方式上以及在发射机和接收机之间的传输上。在一个纯数字系统中,输入的基带信号立即被送入发射机中的模数转换电路。它将输入的信号转换成称为数字流的一连串的1和0。如果不止一个信号被处理,发射机将所有产生的数字流合成为一个数字流。对应于要传输的1和0,合成的数字流被用来高速打开和关闭LED(或激光器)发射器。在接收端,发射机所做的过程被反转了过来。合成的数字比特流被分解成多个码流,代表了每一个唯一的传输信号。这些码流然后通过数模转换器,接收机以和信号产生时同样的模拟格式输出视频和音频信号。图片阐明了这个概念。
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其他因素也导致了拥有和运行光纤系统的经济性。最明显的是光缆的花费。数字系统允许在一根光纤上传送更多的信息,因此减少了所需要的光缆数目。这个优点对于要求传送不同类型的信号的应用尤为明显,例如传送视频和音频或音频和数据。光纤工程师能够很容易地设计能支付得起的和紧凑的数字系统,就象如图所示的系统,它在一根光纤上容纳了不同的信号类型,例如
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