視頻光端機就是把1到多路的模擬視頻信號通過不同方式轉換成光信號再經光纖介質來傳輸的設備。視頻光端機的原理就是把電信號調制為光信號，通過光纖進行傳輸，然后又把光信號解調還原為視頻電信號。

    基于傳輸介質的不同光端機可分為單模和多模光端機。

    多模光纖（Multi Mode Fiber）的中心玻璃芯較粗（50或62.5μm），可傳多種模式的光（即光以多重路徑通過這種光纖），但其模間色散較大，這就限制了傳輸數字信號的頻率，而且隨距離的增加會更加嚴重。例如：600MB/Km的光纖在2Km時則只有300MB的帶寬了。因此，多模光纖傳輸的距離一般只有幾公里。

    單模光纖（Single Mode Fiber）的中心玻璃芯很細（一般為9或10μm），只能傳一種模式的光。因此，其模間色散很小，適用于遠程通訊，但還也存在著材料色散和波導色散，這樣單模光纖對光源的譜寬和穩定性有較高的要求，即譜寬要窄，穩定性要好。后來又發現在1.31μm波長處，單模光纖的材料色散和波導色散一為正、一為負，大小也正好相等。這就是說在1.31μm波長處，單模光纖的總色散為零。從光纖的損耗特性來看，1.31μm處正好是光纖的一個低損耗窗口。這樣，1.31μm波長區就成了光纖通信的一個很理想的工作窗口，也是現在實用光纖通信系統的主要工作波段。

    多模光纜用于視頻圖像傳輸時只能滿足最遠3～5km的傳輸距離，并且對視頻光端機的帶寬（針對模擬調制）和傳輸速率（針對數字式）有較大的限制，一般適用于短距、小容量、簡單應用的場合。單模光纜由于有著優異的特性和低廉的價格早已成為光通信傳輸的主流，無論是遠距離、大容量、還是多業務方面，基本上是針對單模光纖研制的。

    按照光端機傳輸的信息是否變換為數字量，可以分為模擬光端機和數字式光端機。

    模擬光端機的傳輸方式是將基帶的視頻、音頻、數據等信號調制在某一載頻上，通過發射光端機進行光纖傳輸，然后通過另一端的接收光端機進行解調，恢復成相應的基帶視頻、音頻、數據信號。

    模擬光端機由于要進行調幅、調頻、調相，所以模擬信號幅度的變化與載波信號因調制而引起的幅度、頻率、相位的變化很難做到真正線性調制，非線性必然引起信號失真；同時調制好的載波信號還要調制成光信號，光器件的非線性與環境溫度變化、工作電壓的穩定性有關，同時光信號在光纖中長距離傳輸會引起光信號的功率衰減，傳輸頻率漂移、相位失真，光信號色散效應同樣也會引起光信號畸變；光信號到達接收端，接收光器件仍然要引起非線性失真，由光電轉換后的模擬信號進入解調器，解調與調制一樣會產生非線性畸變。所以模擬光端機要經過輸入信號調制-電光轉換-光輸出-光電轉換-解調這五個過程，也都會引起非線形失真，而這些信號畸變失真是固有的，也必然是不可消除的。因此模擬光端機傳輸視頻、音頻、數據的質量難以達到很滿意的效果。此外，模擬光端機傳輸的信號容量有限，不能充分利用光纖的帶寬，傳輸的信號種類也比較少。數字光端機的出現解決了模擬光端機所出現的問題，因此模擬光端機較快地被數字光端機取代，已逐步退出市場。

    數字式光端機是將基帶的模擬視頻、音頻、數據進行高分辨率數字化、轉換成高速數字流光信號，通過發射光端機進行發射，再通過另一端的接收光端機進行接收、解復用，恢復成數字化信號，然后通過數字模擬變換（A/D轉換）恢復成模擬視頻、音頻。數字視頻光端機主要有兩種技術類型：一種是非壓縮數字視頻光端機，另一種是采用圖象編碼壓縮的數字光端機。數字圖像不經過壓縮進行光傳輸可以保證實時性與圖像的清晰度。當用戶光纖資源足夠，并強調需要關注圖像質量時，非壓縮的視頻信號傳輸是最佳的選擇。視頻壓縮數字光端機一般采用H.264圖象壓縮技術，由于采用了圖象壓縮技術，它能大大降低信號傳輸帶寬。

    視頻光端機從最早以視頻、音頻和數據傳輸為主，現在部分視頻光端機的傳輸功能已經擴展到支持包括電話、以太網、E1、對講等其它多種業務，因此多業務光端機具有傳輸多種業務的不同接口。多業務光端機（綜合業務光端機）是光纖綜合接入的一種光電轉換設備，它在一芯或二芯光纖上混合傳輸視頻、音頻、E1、以太網、電話、數據、開關量等業務，纖芯的利用率非常高，被稱為"一纖通"設備。例如智能交通系統中的一個監測點設備由控制系統、視頻監控系統、電子警察系統、智能交通卡口系統等組成。一個監測點需要傳輸的信息主要有：監控視頻信號；對攝像機的反向PTZ控制信號；紅燈信號檢測器、車檢器、雷達等數據信號；電子警察等系統的聯網信號；語音對講信號；信號機聯網的數據信號；可變情報板聯網的數據信號等。這些信號中除視頻信號外，其余都是各種各樣的數據信號，有低速的串行數據，也有高速的以太網數據。采用多業務光端機可以將上述所有信號進行單/雙向實時傳輸，且僅僅采用一芯光纖，這就大大簡化了通信及傳輸系統的組成，不但降低了系統投資和維護成本，而且由于租用光纖及電信信道數量的減少，使得系統運行的費用也大幅降低。

    光端機還可以根據傳輸結構分為點對點式，節點式和有源匯聚式三類。就目前而言，使用最多的是點對點光端機。節點式光端機在每個節點首先將信號接收下來，轉換成電信號，再和本地節點的信號交叉復用，光電轉換后采用WDM（Wavelength Division Multiplexing，波分多路復用）技術復用到一條光纖上傳輸。節點機系統組網方式采用鏈網或樹型網絡，靈活方便；可適應各種不同的系統要求。節點式光端機多用在高速路工程上。由于在這個線路上不止一個節點，對于前者而言，大大節省了光纖的使用。有源匯聚式光端機的組網方式是前端匯聚部分為星型網絡，后端為鏈型網絡或環形網絡，工作方式是由多個前端設備分別將信號傳輸至匯聚端，再通過一芯光纖傳輸至后端監控中心，此種方式可節省主干的光纖。

    視頻光端機還可以根據傳輸視頻圖像的路數多少分為1路、2路、4路或更多路數的光端機。

    在電信交換平臺日臻完善的條件下，基于網絡的視頻傳輸應用更加靈活，光端機也需要在多業務接入能力、大規模組網應用方面進行提高。多業務視頻光端機可以提供集視頻、音頻、數據、電話、以太網等多種業務接口的一個綜合光傳輸平臺，不僅完成數據的傳輸，還能實現矩陣、管理的功能，組網應用十分靈活。隨著光端機的大量使用，對光端機的管理也迫在眉捷，針對該狀況，不少廠商研發了網管系統。環網型光端機不僅僅是在硬件和軟件設計上運用了先進的網絡管理技術，而且在產品構造和結構形式上也具有先進性。網管型光端機都采用了模塊化的設計方式，以功能機盤為設備基本單元，功能機盤通過背板總線連接，完成用戶需要的各種信號傳輸功能。