数字光纤通信系统 比模拟光纤通信系统 具有更多的优点,也更能适成社会对通信能力和通信质量越来越高的要求。数字通信系统用参数取值离散的信号(如脉冲的有和无、屯平的高和低等)代表信息,强调的是信号与信息之间的一一对应关系;而模拟通信系统则用参数取值连续的信号代表信息,强调的是变换过程中信号与信息之间的线性关系。这种基本特征决定着两种通信方式的优缺点和不同时期的发展趋势。20世纪70年代光纤通信的应用和80年代计算机的普及,为数字通信的发展创造了极其有利的条件。目前虽有数字通信几乎完全代替模拟通信的趋势,但是模拟通信仍然有着重要的应用。
数字通信系统的优点如下:
(1)抗干扰能力强,传输质量好。在模拟通信系统中,噪声叠加在信号上,两者很难分开,放大时噪声和信号一起放大,不能改善因传输而劣化的信噪比。数字光纤通信采用二进制信号,倍息不包含在脉冲波形中,而由脉冲的“有”和“无”表示。因此,噪声一般不影响传输质量,只有在取样和判决过程中,当噪声超过一定阈值时,才产生误码率。
(2)可以用再生中继,传输距离长。数字通信系统可以用不同方式再生传输信号,消除传输过程中的噪声积累,恢复原信号,延长传输距离。
(3)使用各种业务的传输,灵活性大。在数字通信系统中,话音、图像等各种信息都变换为二进制数字信号,可以把传输技术与交换技术结合起来,有利于实现综合业务。
(4)容易实现高强度的保密通信。只需要将明文与密钥序列逐位模2相加,就可以实现保密通信。只要精心设计加密方案和密钥序列并经常更换密钥,便可达到很高的保密强度。
(5)数字通信系统大量采用数字电路,易于集成,从而实现小型化、微型化,增强设备可靠性,有利于降低成本。
数字通信系统的缺点是占用频带较宽,系统的频带利用率不高(注:这里没有考虑语音、视频压缩编码和多元制数字调制的作用)。例如,一路模拟电话只占用4 kHz的带宽,而一路数字电话要占用20~64 kHz的带宽。数字通信系统的许多优点是以牺牲频带为代价得到的,然而光纤通信的频带很宽,完全能够克服数字通信的缺点。因而对于电话的传输,数字光纤通倍系统是最佳的选择。模拟通信系统除占用带宽较窄外,还有电路简单、价格便宜等优点。因此,目前的电视传输,广泛采用模拟通信系统。另一方面,由于电视的数字化传输要求较复杂的技术,特别是当今社会对电视频道数目的要求日益增多,要传输几十甚至上百路电视,需要极复杂的编码和解码技术,设备价格昂贵,因此目前还不能普遍使用。在这种情况下,副载波复用(SCM)模拟光纤通信系统得到很大重视和迅速发展。在这种SCM系统中,视频基带信号对射频副载波的调制,可以采用调频(FM)或调幅(AM)。目前,在卫星模拟电视传输中,视频信号对微波的调制采川的是FM,所以连接卫星地面站的干线光纤传输系统要采用FM/SCM方式。
但是,世界各国模拟电视信号对无线广播载波的调制,采用的都是单边带调幅(VSB-AM),所以用于电视分配网的光纤传输系统要采用VSB-AM/SCM方式,以便与传输到家用电视机的同轴电缆相兼容,组成光针/同轴混合(HFC)系统。模拟通信系统要求传输信号与信息之间具有良好的线性关系,因此需要输出光功率与驱动电流之间具有极好线性特性的激光器。幸好,目前这种激光器在技术发达国家已投人商业应用,可以传输60~120路质量优良的彩色电视倍号。
在现有电视设备都是模拟设备,而数字电视机又未能普遍应用的今天和未来一段吋间内,采用SCM模拟光纤通信系统传输多路电视,不失为一种明智的选择。