图2.1 PCM编码调制技术示意图
a 取 样
所谓取样是指以固定的时间间隔T，分别取出模拟信号的瞬时幅度值(简称样值) 的过程。要想实现模拟/ 数字(A/ D) 变换，首先要进行取样。由图2.1可见，时间上连续的信号变成了时间上离散的信号，因而给时分多路复用通信技术奠定了基础。
b 量 化
所谓量化指的是将幅度为无限多个连续样值变成有限多个离散样值的处理过程。具体来说，就是将样值的幅度变化范围划分成若干个小间隔，每一个小间隔称之为一个量化级,当某一样值落入在某一个小间隔内时，可采用“四舍五入”的方法分级取整，近似看成某一规定的标准数值。 对于图2.1，经过量化后的各样值可用有限个值来表示，进而即可进行编码。
c 编 码
所谓编码指的是用一组组合方式不同的二进制码来替代量化后的样值信号的处理过程。对于标准PCM技术，其编码信号的信噪比基本上与下面三个参数有关：量化电平数(每个代码包括的码元数)；编码器压缩系数(当采用压缩PCM 时)；输入信号与量化器电平值比较的幅度或幅度统计值。 在接收端的译码过程,则需采取与编码相反的处理过程即可。
2 DPCM差值脉冲编码技术
语音信号中存在着大量冗余，信源编码就是用压缩技术去处这些冗余，来提高通信的有效性，而预测是其中常用的手段之一。差值脉冲编码DPCM(Difference Pulse Code Modulation).
由于语音信号的相邻样值之间存在幅度的相关性，因此，在发送端进行编码时，可以根据前面时刻的样值预测当前时刻的样值
因为预测误差序列代表了原来样值序列中的有效信息，因此压缩了原样值序列的冗余，其表现就是预测误差序列的幅度远小于原样值，这样就可以采用较少的量化电平数，从而大大压缩传码率。
光发送机的功能是把输入的电信号转换成光信号，并用耦合技术把光信号最大限度地注入光纤线路。光发送机由光源、驱动器和光调制器组成，光源是光发送机的核心。光发送机的性能基本上取决于光源的特性，对光源的要求是输出光功率足够大，调制频率足够高，谱线宽度和光束发散角尽可能的小，输出功率和波长稳定，器件寿命长。目前广泛使用的光源有半导体发光二极管（LED）和半导体激光二极管（或称半导体激光器）(LD)，以及普线宽度很小的动态单纵模分部反馈（DFB）激光器。有些场合也使用固体激光器，例如大功率的掺钕钇铝石榴石（Nd:YAG）激光器。
光发送机把电信号转换为光信号的过程，是通过电信号对光的调制而实现的。目前有直接调制和间接调制两种调制方案。直接调制是用电信号直接调制半导体激光器或发光二极管的驱动电流，使输出光随电信号变化而实现的。这种方法技术简单，成本较低，容易实现，但调制速率受到激光器的频率特性所限制。外调制是把激光的产生和调制分开，用独立的调制器调制激光器的输出光而实现的。目前有多种调制器可供选择，最常见的是电光调制器。这种调制器是利用电信号改变光电晶体的折射率，使通过调制器的光参数随电信号的变化而实现调制。外调制优点是调制速率高，缺点是技术复杂，成本较高，因此只有在大容量的波分复用和相干光通信系统中使用。
对光参数的调制，原理上可以是光强（功率）、幅度、频率或相位调制，但实际上目前大多数光纤通信系统都采用直接光强调制。因为幅度、频率或相位调制，需要幅度和频率非常稳定，相位和偏振方向可以控制，谱线宽度很窄的单模激光源，并采用外调制方案，所以这些调制方法只在新技术系统中使用。
光纤通信中最常用的光源是半导体激光器(LD :laser diodes ) 和发光二极管( LED : light emitting diodes) ,尤其是单纵模半导体激光器,在高速率、大容量的数字光纤系统中得到了广泛应用. 近年来逐渐成熟的波长可调谐半导体激光器是相干、多信道、WDM光纤通信系统的关键器件,越来越受到人们的关注. 通过合理的设计可使光发射机工作在10 Gb/ s 和40 Gb/s 的高速传输。
光接收机的功能是把从光纤线路输出、产生畸变和衰减的微弱光信号转换为电信号，并经放大和处理后恢复成发送前的电信号。光接收机由光检测器、放大器和相关电路组成，光检测器是光接收机的核心。对光检测器的要求是响应度高、噪声低和响应速度快。目前广泛使用的光检测器有两种类型：在半导体PN结中加入本征层的PIN光电二极管（PIN-PD）和雪崩光电二极管（APD）。
光接收机把光信号转换为电信号的过程，是通过光检测器的检测实现的。检测方式有直接检测和外差检测两种。直接检测是用检测器直接将信号转换为电信号。这种检测方法设备简单、经济实用，是当前光纤通信系统普遍采用的方式。外差检测要设置一个本地振荡器和一个混频器,使本地振荡光和光纤输出的信号光在混频器中产生差拍而输出中频光信号，再由光监测器把中频光信号转换为电信号。外差检测方式的难点是需要频率非常稳定、相位和偏振方向可控制、谱线宽度很窄的单模激光源；优点是有很高的接受灵敏度。目前，使用光纤通信系统普遍采用直接调制——直接检测方式。外调制—外差检测方式虽然技术复杂，但是传输速率和接受灵敏度很高，是很有发展前途的通信方式。
光接收机最重要的特性参数是灵敏度。灵敏度是衡量光接收机质量的综合指标，它反映接收机调整到最佳状态时接受微弱光信号的能力。灵敏度主要取决于组成光接收机的光电二极管和放大器的噪声，并受传输速率、光发射机的参数和光纤线路的色散影响，还与系统要求的误码率或信噪比有密切关系。所以灵敏度也反应光纤通信系统质量的重要指标。[微软中国1]
光纤线路的功能是把来自光发射机的光信号以尽可能小的畸变和衰减传输到光接收机。光纤线路由光纤、光纤接头和连接器组成。光纤是光纤线路的主体，接头和连接器是不可缺少的器件。实际工程中使用的是容纳很多光纤的光缆。光纤线路的性能主要由光缆内光纤的传输特性决定。对光纤的基本要求是损耗和色散这两个传输特性参数都尽可能的小，而且有足够好的机械特性和环境特性，例如，在不可避免的应力作用下和环境温度改变时，保持传输特性稳定。
目前使用的石英光纤有多模光纤和单模光纤，单模光纤的传输特性比多模光纤好，价格比多模光纤便宜，因而得到更广泛的应用。单模光纤配合半导体激光器，适合大容量长距离光纤传输系统，而小容量短距离系统用多模光纤配合半导体发光二极管更加合适。为适应不同的通信系统的需要，已经设计了多种结构不同、特性优良的单模光纤，并成功的投入了实际应用。[微软中国2]
数字电话通信系统指的是模拟话音信号在数字通信系统中传输,其分析模型如图2.2所示。若图片无法显示请联系QQ752018766
图2.2 数字通信系统的结构图
由图2.2可知实现数字电话通信系统设计的关键技术是模拟信号与数字信号的转换以及数字调制与解调技术。其中模拟信源指的是在(300～3400HZ) 范围内的模拟话音信号。实现语音信号数字化的方法有PCM(Pulse Code Modulation , 脉冲编码调制)
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