视频光端机就是把1到多路的模拟视频信号通过不同方式转换成光信号再经光纤介质来传输的设备。视频光端机的原理就是把电信号调制为光信号，通过光纤进行传输，然后又把光信号解调还原为视频电信号。
基于传输介质的不同光端机可分为单模和多模光端机。
多模光纤（Multi Mode Fiber）的中心玻璃芯较粗（50或62.5μm），可传多种模式的光（即光以多重路径通过这种光纤），但其模间色散较大，这就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。例如：600MB/Km的光纤在2Km时则只有300MB的带宽了。因此，多模光纤传输的距离一般只有几公里。
单模光纤（Single Mode Fiber）的中心玻璃芯很细（一般为9或10μm），只能传一种模式的光。因此，其模间色散很小，适用于远程通讯，但还也存在着材料色散和波导色散，这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求，即谱宽要窄，稳定性要好。后来又发现在1.31μm波长处，单模光纤的材料色散和波导色散一为正、一为负，大小也正好相等。这就是说在1.31μm波长处，单模光纤的总色散为零。从光纤的损耗特性来看，1.31μm处正好是光纤的一个低损耗窗口。这样，1.31μm波长区就成了光纤通信的一个很理想的工作窗口，也是现在实用光纤通信系统的主要工作波段。
多模光缆用于视频图像传输时只能满足最远3～5km的传输距离，并且对视频光端机的带宽（针对模拟调制）和传输速率（针对数字式）有较大的限制，一般适用于短距、小容量、简单应用的场合。单模光缆由于有着优异的特性和低廉的价格早已成为光通信传输的主流，无论是远距离、大容量、还是多业务方面，基本上是针对单模光纤研制的。
按照光端机传输的信息是否变换为数字量，可以分为模拟光端机和数字式光端机。
模拟光端机的传输方式是将基带的视频、音频、数据等信号调制在某一载频上，通过发射光端机进行光纤传输，然后通过另一端的接收光端机进行解调，恢复成相应的基带视频、音频、数据信号。
模拟光端机由于要进行调幅、调频、调相，所以模拟信号幅度的变化与载波信号因调制而引起的幅度、频率、相位的变化很难做到真正线性调制，非线性必然引起信号失真；同时调制好的载波信号还要调制成光信号，光器件的非线性与环境温度变化、工作电压的稳定性有关，同时光信号在光纤中长距离传输会引起光信号的功率衰减，传输频率漂移、相位失真，光信号色散效应同样也会引起光信号畸变；光信号到达接收端，接收光器件仍然要引起非线性失真，由光电转换后的模拟信号进入解调器，解调与调制一样会产生非线性畸变。所以模拟光端机要经过输入信号调制-电光转换-光输出-光电转换-解调这五个过程，也都会引起非线形失真，而这些信号畸变失真是固有的，也必然是不可消除的。因此模拟光端机传输视频、音频、数据的质量难以达到很满意的效果。此外，模拟光端机传输的信号容量有限，不能充分利用光纤的带宽，传输的信号种类也比较少。数字光端机的出现解决了模拟光端机所出现的问题，因此模拟光端机较快地被数字光端机取代，已逐步退出市场。
数字式光端机是将基带的模拟视频、音频、数据进行高分辨率数字化、转换成高速数字流光信号，通过发射光端机进行发射，再通过另一端的接收光端机进行接收、解复用，恢复成数字化信号，然后通过数字模拟变换（A/D转换）恢复成模拟视频、音频。数字视频光端机主要有两种技术类型：一种是非压缩数字视频光端机，另一种是采用图象编码压缩的数字光端机。数字图像不经过压缩进行光传输可以保证实时性与图像的清晰度。当用户光纤资源足够，并强调需要关注图像质量时，非压缩的视频信号传输是最佳的选择。视频压缩数字光端机一般采用H.264图象压缩技术，由于采用了图象压缩技术，它能大大降低信号传输带宽。
视频光端机从最早以视频、音频和数据传输为主，现在部分视频光端机的传输功能已经扩展到支持包括电话、以太网、E1、对讲等其它多种业务，因此多业务光端机具有传输多种业务的不同接口。多业务光端机（综合业务光端机）是光纤综合接入的一种光电转换设备，它在一芯或二芯光纤上混合传输视频、音频、E1、以太网、电话、数据、开关量等业务，纤芯的利用率非常高，被称为"一纤通"设备。例如智能交通系统中的一个监测点设备由控制系统、视频监控系统、电子警察系统、智能交通卡口系统等组成。一个监测点需要传输的信息主要有：监控视频信号；对摄像机的反向PTZ控制信号；红灯信号检测器、车检器、雷达等数据信号；电子警察等系统的联网信号；语音对讲信号；信号机联网的数据信号；可变情报板联网的数据信号等。这些信号中除视频信号外，其余都是各种各样的数据信号，有低速的串行数据，也有高速的以太网数据。采用多业务光端机可以将上述所有信号进行单/双向实时传输，且仅仅采用一芯光纤，这就大大简化了通信及传输系统的组成，不但降低了系统投资和维护成本，而且由于租用光纤及电信信道数量的减少，使得系统运行的费用也大幅降低。
光端机还可以根据传输结构分为点对点式，节点式和有源汇聚式三类。就目前而言，使用最多的是点对点光端机。节点式光端机在每个节点首先将信号接收下来，转换成电信号，再和本地节点的信号交叉复用，光电转换后采用WDM（Wavelength Division Multiplexing，波分多路复用）技术复用到一条光纤上传输。节点机系统组网方式采用链网或树型网络，灵活方便；可适应各种不同的系统要求。节点式光端机多用在高速路工程上。由于在这个线路上不止一个节点，对于前者而言，大大节省了光纤的使用。有源汇聚式光端机的组网方式是前端汇聚部分为星型网络，后端为链型网络或环形网络，工作方式是由多个前端设备分别将信号传输至汇聚端，再通过一芯光纤传输至后端监控中心，此种方式可节省主干的光纤。
视频光端机还可以根据传输视频图像的路数多少分为1路、2路、4路或更多路数的光端机。
在电信交换平台日臻完善的条件下，基于网络的视频传输应用更加灵活，光端机也需要在多业务接入能力、大规模组网应用方面进行提高。多业务视频光端机可以提供集视频、音频、数据、电话、以太网等多种业务接口的一个综合光传输平台，不仅完成数据的传输，还能实现矩阵、管理的功能，组网应用十分灵活。随着光端机的大量使用，对光端机的管理也迫在眉捷，针对该状况，不少厂商研发了网管系统。环网型光端机不仅仅是在硬件和软件设计上运用了先进的网络管理技术，而且在产品构造和结构形式上也具有先进性。网管型光端机都采用了模块化的设计方式，以功能机盘为设备基本单元，功能机盘通过背板总线连接，完成用户需要的各种信号传输功能。
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