視頻光端機(jī)就是把1到多路的視頻信號通過各種編碼轉(zhuǎn)換成光信號通過光纖介質(zhì)來傳輸?shù)脑O(shè)備,由于視頻信號轉(zhuǎn)換成光信號的過程中會通過模擬轉(zhuǎn)換和數(shù)字轉(zhuǎn)換兩種技術(shù),所以視頻光端機(jī)又分為模擬光端機(jī)和數(shù)字光端機(jī)。光端機(jī)原理就是把信號調(diào)制到光上,通過光纖進(jìn)行視頻傳輸。
目前,安防的視頻監(jiān)控仍采用同軸電纜作為近距離信號收發(fā)的傳輸介質(zhì);隨著IP化的沖擊,TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)傳輸方式也日漸得到應(yīng)用。但無論哪些傳輸方式,都無法滿足現(xiàn)代安防的傳輸需求。光端機(jī)作為傳輸介質(zhì)的終端設(shè)備,在整個傳輸中顯得成為重要。
光端機(jī)分類及原理
光傳輸系統(tǒng)由三部分組成:光源(光發(fā)送機(jī))、傳輸介質(zhì)、檢測器(光接收機(jī))其中光源和檢測器的工作都是由光端機(jī)完成的。光端機(jī)就是將多個E1(一種中繼線路的數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn),通常速率為2.048MbPS,此標(biāo)準(zhǔn)為中國和歐洲采用)信號變成光信號并傳輸?shù)脑O(shè)備(它的作用主要就是實現(xiàn)電-光和光-電轉(zhuǎn)換)。光端機(jī)主要有模擬光端機(jī)和數(shù)字光端機(jī)兩種:
1、模擬光端機(jī)
模擬光端機(jī)采用了PFM調(diào)制技術(shù)實時傳輸圖像信號,是目前使用較多的一種。發(fā)射端將模擬視頻信號*行PFM調(diào)制后(一般有調(diào)頻、調(diào)相、調(diào)幅幾種方式,從而把模擬光端機(jī)分成調(diào)頻、調(diào)相、調(diào)幅等幾種光端機(jī)),再進(jìn)行電-光轉(zhuǎn)換,光信號傳到接收端后,進(jìn)行光-電轉(zhuǎn)換,然后進(jìn)行PFM解調(diào),恢復(fù)出視頻信號。由于采用了PFM調(diào)制技術(shù),其傳輸距離很容易就能達(dá)到30Km左右,有些產(chǎn)品的傳輸距離可以達(dá)到60Km,甚至上百公里。并且,圖像信號經(jīng)過傳輸后失真很小,具有很高的信噪比和很小的非線性失真。通過使用波分復(fù)用技術(shù),還可以在一根光纖上實現(xiàn)圖像和數(shù)據(jù)信號的雙向傳輸。
2、數(shù)字光端機(jī)
由于數(shù)字技術(shù)與傳統(tǒng)的模擬技術(shù)相比在很多方面都具有明顯的優(yōu)勢;所以正如數(shù)字技術(shù)在許多領(lǐng)域取代了模擬技術(shù)一樣,光端機(jī)的數(shù)字化也是一種必然趨勢。目前,數(shù)字圖像光端機(jī)主要有兩種技術(shù)方式:一種是MPEGII圖像壓縮數(shù)字光端機(jī),另一種是非壓縮數(shù)字圖像光端機(jī)。
圖像壓縮數(shù)字光端機(jī)一般采用MPEGII圖像壓縮技術(shù),它能將活動圖像壓縮成N×2Mbps的數(shù)據(jù)流通過標(biāo)準(zhǔn)電信通信接口傳輸或者直接通過光纖傳輸。
由于采用了圖像壓縮技術(shù),它能大大降低信號傳輸帶寬,以利于占用較少的資源就能傳送圖像信號。同時,由于采用了N×2Mbps的標(biāo)準(zhǔn)接口,可以利用現(xiàn)有的電信傳輸設(shè)備的富裕通道傳輸監(jiān)控圖像,為工程應(yīng)用帶來了方便。不過,圖像壓縮數(shù)字光端機(jī)也有其固有的缺點。其致命的弱點就是不能保證圖像傳輸?shù)膶崟r性。因為圖像壓縮與解壓縮需要一定的時間,所以一般會對所傳輸?shù)膱D像產(chǎn)生1-2S的延時。因此,這種設(shè)備只適合用在對實時性要求不高的場所,另外,經(jīng)過壓縮后圖像會產(chǎn)生一定的失真,并且這種光端機(jī)的價格也偏高。
非壓縮數(shù)字圖像光端機(jī)的原理就是將模擬視頻信號進(jìn)行A/D變換后和語音、音頻、數(shù)據(jù)等信號進(jìn)行復(fù)接,再通過光纖傳輸。它用較高的數(shù)據(jù)速率來保證視頻信號的傳輸質(zhì)量和實時性,由于光纖的帶寬非常大,所以這種高數(shù)據(jù)速率也并沒有對傳輸通道提出過高要求。非壓縮數(shù)字圖像光端機(jī)能提供很好的圖像傳輸質(zhì)量(信噪比大于60dB,微分相位失真小于2,微分增益失真小于2%),達(dá)到了廣播級的傳輸質(zhì)量,并且圖像傳輸是全實時的。由于采用數(shù)字化技術(shù),在設(shè)備中可以利用己經(jīng)很成熟的通信技術(shù)比如復(fù)接技術(shù)、光收發(fā)技術(shù)等,提高了設(shè)備的可靠性,也降低了成本。
選型
從發(fā)送到光纖上的信號來分,光端機(jī)可分為基于模擬技術(shù)的模擬光端機(jī)和基于數(shù)字技術(shù)的數(shù)字光端機(jī)。模擬光端機(jī)其工作原理不外乎調(diào)制解調(diào)、濾波和信號混合等。不論是LED還是LD,其光電調(diào)制特性都不是線性的,在信號傳輸過程中難免出現(xiàn)失真、干擾等模擬處理中不可避免的問題,且在大容量傳輸和多業(yè)務(wù)混合傳輸方面有難以克服的技術(shù)難點。
隨著時代的發(fā)展,以及用戶對安全防范要求的日益提高,監(jiān)控光端機(jī)在安防領(lǐng)域得到越來越廣泛的運用,而且監(jiān)控光端機(jī)的技術(shù)也越來越成熟,目前監(jiān)控光端機(jī)已經(jīng)可以實現(xiàn)在一芯光纖上傳輸多路視頻、音頻、數(shù)據(jù)、、以太網(wǎng)、E1信號、報警等多種信號。
使用、保養(yǎng)與維護(hù)
?。?)光端機(jī)的使用中要保證連續(xù)、正常供電
光端機(jī)的激光器組件和光電轉(zhuǎn)換模塊zui忌瞬時脈沖電流的沖擊,因此不宜頻繁開關(guān)機(jī)。在光端機(jī)集中的中心前端機(jī)房與1550nm光發(fā)射機(jī)光放大器設(shè)置點應(yīng)配置UPS電源,以保護(hù)激光組件,使光電轉(zhuǎn)換模塊免受脈沖大電流的損害。
(2)光端機(jī)的使用中要保持有一個通風(fēng)、散熱、防潮、整潔的工作環(huán)境
光發(fā)射機(jī)的激光器組件是設(shè)備的心臟,對工作條件要求較高,為了保證設(shè)備正常工作,生產(chǎn)廠家在設(shè)備內(nèi)設(shè)置了制冷、排熱系統(tǒng),但當(dāng)周圍環(huán)境溫度超過允許范圍時,設(shè)備就不能正常工作,因此在炎熱的季節(jié),當(dāng)中心機(jī)房發(fā)熱設(shè)備多,通風(fēng)散熱條件又差時,安裝空調(diào)系統(tǒng)以保證光端機(jī)正常工作。
光纖纖芯工作直徑為微米級,細(xì)小的塵埃進(jìn)入尾纖活動接口內(nèi)就會阻擋光信號的傳播,引起光功率大幅度下降,系統(tǒng)信噪比降低,這類故障率約為50%,因此機(jī)房的清潔衛(wèi)生也很重要。
?。?)光端機(jī)的使用中要運行監(jiān)測與記錄
光端機(jī)設(shè)備內(nèi)設(shè)置有微處理器,監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)部工作狀態(tài)采集模塊的各種工作參數(shù),并通過LED和VFD顯示系統(tǒng)直觀顯示,為了及時提醒值機(jī)人員,光發(fā)射機(jī)內(nèi)設(shè)置了聲光報警系統(tǒng),維護(hù)人員只要根據(jù)運行參數(shù)確定故障原因,并及時進(jìn)行處理,就能保障系統(tǒng)正常運行。