強度調製
基帶視頻信號直接光強度調製的工作原理是在光發射端通過基帶視頻信號直接調製光源，使輸出光的強度隨電視信號的幅度線性變化，然後在光接收端通過光電探測器將光信號還原成電信號，經過放大和增益控制電路，得到穩定的視頻信號。
在該系統中，通常採用發光二極體（LED）作為光源。LED 的特點是性能穩定，線性度好，在多模光纖中不會產生模噪聲，因此能得到較好的信噪比、微分增益和微分相位。實驗證明：以LED 為光源的光傳輸系統中，系統性能指標：加權信噪比為54dB，微分增益為5%，微分相位為5°。目前LED 的工作波長為850nm，適合在多模光纖850 nm 視窗傳輸。LED 光源的輸出光功率典型值為-16dBm，而光電探測器的靈敏度為-30 dBm，因此光傳輸動態範圍為14 dB，在多模光纖中最遠可傳輸4 公里。
當然也可以採用LD作為光源。LD 可工作在單模1310 nm 視窗，由於單模1310 nm 視窗損耗小（考慮附加損耗後每公里0.45dB），可以滿足遠距離套用要求，傳輸距離可達30 公里。但是和LED 相比，LD 光源的線性度不好，在電路設計中必須增加預失真電路。因此增加了硬體成本和調試難度。
在接收端，必須具有自動增益控制電路，其作用除了可以使接收機的信號動態範圍擴大外，更重要的是因為這種系統接收端的輸出信號是隨著收到的光功率的大小而變化的，因而自動增益控制使接收端電視信號輸出電平維持衡定的接口電平。
頻率調製
脈衝頻率調製傳輸方式是目前模擬視頻光纖傳輸方式中傳輸質量最高的方式之一，其原理是調製脈衝重複頻率隨信號幅度大小呈線性變化，而脈寬保持不變。PFM 是信號光強度調製前的一種預處理過程，信號經過脈衝調製後，頻譜會變寬，並以此可以換取傳輸質量的提高。而PFM 處理帶來的傳輸頻寬的增加，對於頻寬極寬的光纖來說並不存在什麼問題，而且由於光源的非線性對系統的影響不大，故光調製深度可以增加，進一步提高系統的信噪比。
通過脈衝頻率調製可實現單路視頻傳輸，多路視頻傳輸，視頻/數據傳輸。下面對幾種方案做簡要描述。
單路視頻
單路視頻傳輸系統工作原理如圖1，在發射端基帶視頻信號經過預加重，進行PFM 調製，然後去調製雷射器。而在接收端通過PIN 管將光信號轉化成電信號，經過PFM 解調恢復出視頻信號。
圖1 單路視頻傳輸系統原理圖
視頻信號經過PFM 後，頻譜呈第一類貝塞爾函式分布，頻譜中含有無窮多個頻率分量，但功率譜主要集中在載波和低次諧波分量上，高次邊頻分量可略去不計，因此PFM 信號可近似認為具有有限頻譜。基帶視頻信號的頻寬為8MHz，經過PFM 調製後，信號頻寬可限定在30 MHz以上而不會明顯影響PFM 性能。
不同於基帶視頻信號直接光強度調製方式，該系統對發光器件沒有特殊要求，可以根據實際工程需要選用不同的發光器件。如多模850nm 波長LED 滿足4 公里以內套用，單模1310nm波長LD 滿足30 公里以內套用，單模1550nm 波長DFB 雷射器滿足100 公里以內套用。無論是多模LED，還是單模LD，系統都具有良好的性能。批量測試結果表明，系統經過光纖傳輸後，系統主要指標為：加權信噪比為60dB，微分增益為3%，微分相位為3°。
由於PFM 信號解調輸出噪聲功率譜密度和調頻信號解調輸出噪聲功率譜密度一樣，呈三角形噪聲特性，造成高頻端噪聲大而低頻端噪聲小的現象。為了克服這種現象，在設計中往往採用預加重和去加重電路。預加重使視頻信號在頻率上人為地加以預傾斜，使高頻端升高，低頻端壓低。在接收端解調時，由於信號高頻端電平提升而使解調信噪比有所提高，而低頻端則有所降低，從而均衡了帶內信噪比的分布。另外，預加重對低頻成分起著壓縮作用，也壓縮了亮度信號的動態範圍，從而降低了微分增益和微分相位的失真。
多路視頻
通過將多路視頻分別調製於不同的頻率範圍，然後進行頻分復用，可以在單根光纖中實現多路視頻傳輸。其發射部分原理框圖如圖2，接收部分原理是發射部分的逆過程。
從理論上講，光纖和光器件的頻寬極大，完全滿足8 路以上多路視頻頻分復用的頻寬要求。但實際上由於目前採用的分立元件，特別是高頻電容和電感的精密度和穩定性不夠，使得PFM中心頻率的穩定性不好，中心頻率會隨時間和溫度漂移，加上帶通濾波器的特性也會隨溫度變化，給多路視頻復用帶來很多不穩定因素。所以目前較為成熟的也只是四路圖象的頻分復用。
