視頻光端機就是把1到多路的視頻信號通過各種編碼轉換成光信號通過光纖介質來傳輸的設備,由于視頻信號轉換成光信號的過程中會通過模擬轉換和數字轉換兩種技術,所以視頻光端機又分為模擬光端機和數字光端機。光端機原理就是把信號調制到光上,通過光纖進行視頻傳輸。
目前,安防的視頻監控仍采用同軸電纜作為近距離信號收發的傳輸介質;隨著IP化的沖擊,TCP/IP協議的網絡傳輸方式也日漸得到應用。但無論哪些傳輸方式,都無法滿足現代安防的傳輸需求。光端機作為傳輸介質的終端設備,在整個傳輸中顯得成為重要。
光端機分類及原理
光傳輸系統由三部分組成:光源(光發送機)、傳輸介質、檢測器(光接收機)其中光源和檢測器的工作都是由光端機完成的。光端機就是將多個E1(一種中繼線路的數據傳輸標準,通常速率為2.048MbPS,此標準為中國和歐洲采用)信號變成光信號并傳輸的設備(它的作用主要就是實現電-光和光-電轉換)。光端機主要有模擬光端機和數字光端機兩種:
1、模擬光端機
模擬光端機采用了PFM調制技術實時傳輸圖像信號,是目前使用較多的一種。發射端將模擬視頻信號*行PFM調制后(一般有調頻、調相、調幅幾種方式,從而把模擬光端機分成調頻、調相、調幅等幾種光端機),再進行電-光轉換,光信號傳到接收端后,進行光-電轉換,然后進行PFM解調,恢復出視頻信號。由于采用了PFM調制技術,其傳輸距離很容易就能達到30Km左右,有些產品的傳輸距離可以達到60Km,甚至上百公里。并且,圖像信號經過傳輸后失真很小,具有很高的信噪比和很小的非線性失真。通過使用波分復用技術,還可以在一根光纖上實現圖像和數據信號的雙向傳輸。
2、數字光端機
由于數字技術與傳統的模擬技術相比在很多方面都具有明顯的優勢;所以正如數字技術在許多領域取代了模擬技術一樣,光端機的數字化也是一種必然趨勢。目前,數字圖像光端機主要有兩種技術方式:一種是MPEGII圖像壓縮數字光端機,另一種是非壓縮數字圖像光端機。
圖像壓縮數字光端機一般采用MPEGII圖像壓縮技術,它能將活動圖像壓縮成N×2Mbps的數據流通過標準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,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的標準接口,可以利用現有的電信傳輸設備的富裕通道傳輸監控圖像,為工程應用帶來了方便。不過,圖像壓縮數字光端機也有其固有的缺點。其致命的弱點就是不能保證圖像傳輸的實時性。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的圖像產生1-2S的延時。因此,這種設備只適合用在對實時性要求不高的場所,另外,經過壓縮后圖像會產生一定的失真,并且這種光端機的價格也偏高。
非壓縮數字圖像光端機的原理就是將模擬視頻信號進行A/D變換后和語音、音頻、數據等信號進行復接,再通過光纖傳輸。它用較高的數據速率來保證視頻信號的傳輸質量和實時性,由于光纖的帶寬非常大,所以這種高數據速率也并沒有對傳輸通道提出過高要求。非壓縮數字圖像光端機能提供很好的圖像傳輸質量(信噪比大于60dB,微分相位失真小于2,微分增益失真小于2%),達到了廣播級的傳輸質量,并且圖像傳輸是全實時的。由于采用數字化技術,在設備中可以利用己經很成熟的通信技術比如復接技術、光收發技術等,提高了設備的可靠性,也降低了成本。
選型
從發送到光纖上的信號來分,光端機可分為基于模擬技術的模擬光端機和基于數字技術的數字光端機。模擬光端機其工作原理不外乎調制解調、濾波和信號混合等。不論是LED還是LD,其光電調制特性都不是線性的,在信號傳輸過程中難免出現失真、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務混合傳輸方面有難以克服的技術難點。
隨著時代的發展,以及用戶對安全防范要求的日益提高,監控光端機在安防領域得到越來越廣泛的運用,而且監控光端機的技術也越來越成熟,目前監控光端機已經可以實現在一芯光纖上傳輸多路視頻、音頻、數據、、以太網、E1信號、報警等多種信號。
使用、保養與維護
(1)光端機的使用中要保證連續、正常供電
光端機的激光器組件和光電轉換模塊zui忌瞬時脈沖電流的沖擊,因此不宜頻繁開關機。在光端機集中的中心前端機房與1550nm光發射機光放大器設置點應配置UPS電源,以保護激光組件,使光電轉換模塊免受脈沖大電流的損害。
?。?)光端機的使用中要保持有一個通風、散熱、防潮、整潔的工作環境
光發射機的激光器組件是設備的心臟,對工作條件要求較高,為了保證設備正常工作,生產廠家在設備內設置了制冷、排熱系統,但當周圍環境溫度超過允許范圍時,設備就不能正常工作,因此在炎熱的季節,當中心機房發熱設備多,通風散熱條件又差時,安裝空調系統以保證光端機正常工作。
光纖纖芯工作直徑為微米級,細小的塵埃進入尾纖活動接口內就會阻擋光信號的傳播,引起光功率大幅度下降,系統信噪比降低,這類故障率約為50%,因此機房的清潔衛生也很重要。
(3)光端機的使用中要運行監測與記錄
光端機設備內設置有微處理器,監測系統內部工作狀態采集模塊的各種工作參數,并通過LED和VFD顯示系統直觀顯示,為了及時提醒值機人員,光發射機內設置了聲光報警系統,維護人員只要根據運行參數確定故障原因,并及時進行處理,就能保障系統正常運行。