电信号对光源的调制方式

　电信号对光源的方式有内调制和外调制两类。外调制常用YAG固体激发器作为稳定光源，用电视信号通过光源后面的来改变光的强弱。

　内调制是用射频信号直接对半导体激光器进行光强度调制。外调制方式的光发射机输出信号低，调制小，大，能力强，传输距离远，且价格也较昂贵。内调制方式的光发射机价格便宜，使用方便，在有线电视系统中被大量采用。根据对电视信号的处理，内调制方式又可分为幅度调制、调制和数字调制三种。  

　(1)幅度调制(AM-IM)。AM-IM方式即调幅一光强度调制方式。这种方式是电视信号对相应频道的载波(VHF或UHF)进行残留边带调幅调制，然后把各路已调制的载波混合在一起对激光器进行光强度调制。这是一种模拟的传输方式，其最大优点是与射频电缆出、入口相连，光接收机输出信号可直接作为电缆CATV网的输入信号，不需要和调制。一般可传几十套至上百套的电视节目，是目前应用最广泛的一种。若光链路按光缆损耗0.4dB/km计算，一级AM光纤链路可传30km。

　(2)频率调制(-IM)。FM-IM方式即调频方式。这种方式是将电视信号对每个频道的载波进行频率调制后的信号混合在一起，再对激光进行光强度调制。它对激光器的线性要求不高，接收灵敏度高，信号质量好，传输距离远，但可传送节目路数少，最多十几路。其最大的缺点是与原电缆CATV系统不兼容，每个频道都需要调制器和，因此成本较高。

　(3)数字调制(-IM)。数字调制是先将模拟电视信号经过取样、量化、，转换成数字信号，然后用数字信号对光强度进行调制。在数字调制中，有不进行数字压缩的直接脉冲调制(PCM)，目前2.5Gbit/s速率的数字光端设备可传送不压缩的16路信号，每路数码率为140Mbit/s或150Mbit/s。这种方式占用频带宽，但在传输中无噪声积累，无非线性失真，可多次进行中继传输（无中继时传输距离大予60km，其可达60dB，CTB和CSO为70dB。

　目前视频数字压缩技术成熟，而且广播电视的数字压缩标准MPEG-2已经实施。按照这个标准，可将数字电视的原始数码压缩到1/50～1/100，再采用16QAM或64QAM正交调辐，在一个电视频道带宽(8M)内传送6～8套电视节目，这样在一根光纤内可传送几百套用MPEG-2标准压缩的数字电视信号。

　(4)光外调制器。为了改善直接调制引起的附加频率调制现象，人们开发研制出光外调制器。这种调制器是保持光源的光功率不变，利用晶体的电光效应、磁光效应和声光效应，对某些材料加上电场、磁场或声压，使材料的光学性质（如折射率）发生变化，实现对光源的调制。例如：信号加在铌酸锂(LiNb03)这类的电光晶体上，信号的变化改变晶体的光折射率，从而把信号调制在光路的输出中。

　下图是马赫一曾德尔干涉仪外调制器原理图。此干涉仪的结构是以电光结晶为衬底，再在衬面上以单模的光波导通路做成。为了产生电光效应，在光波导一侧通路两边，贴装上电极，再加信号。如果两个通路的长度相等，外加电压为零时，则因无输出相加合成的光波；当外加半波长电压的差为π时，则互相抵消，输出为零。如能将偏压置于相位差为π/2时，就可以做到以无信号时的输出为中心，实现光强度增减的调制，即光输出的强弱随着外加交流电压作线性变化，实现模拟信号对光波进行外调制。