大步向前：光端機(jī)原理分類及發(fā)展方向 —— 文章正文2015-05-15

 安防網(wǎng)訊 隨著我國城市交通和高速公路建設(shè)的快速發(fā)展，對監(jiān)控系統(tǒng)中的設(shè)備要求也越來越高，由于光纖傳輸具有帶寬大、傳輸距離遠(yuǎn)、抗干擾的優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用。光端機(jī)由于其諸多傳輸優(yōu)勢，加上這幾年的市場需求猛增，光纜成本大幅降低，已經(jīng)進(jìn)入相對良性的產(chǎn)業(yè)發(fā)展軌道。

    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(shí)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(shí)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先進(jìn)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(shí)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(diǎn)。其致命的弱點(diǎn)就是不能保證圖像傳輸?shù)膶?shí)時性。因?yàn)閳D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(shí)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(shí)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(shí)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。

    光端機(jī)產(chǎn)品發(fā)展方向

    1、HD-SDI興起高清光端機(jī)步入市場

    目前，市場上高清視頻監(jiān)控方案主要有基于IP的網(wǎng)絡(luò)高清和基于HD-SDI的實(shí)時高清兩大技術(shù)路線。HD-SDI高清通過同軸電纜或光纖直接傳輸非壓縮的視頻信號，

    實(shí)現(xiàn)了真正的實(shí)時高清。HD-SDI高清因?yàn)槠淠軌蛱峁└S富的圖像細(xì)節(jié)、能夠?qū)崿F(xiàn)從傳統(tǒng)標(biāo)清視頻監(jiān)控系統(tǒng)平滑升級為高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)和實(shí)時性、標(biāo)準(zhǔn)性、高可靠性在更多的領(lǐng)域得到日益廣泛的應(yīng)用。

    隨著HD-SDI的興起，在高速公路項(xiàng)目和平安城市建設(shè)中，高清光端機(jī)已經(jīng)出現(xiàn)了一定規(guī)模的應(yīng)用，但是HD-SDI畢竟只是革命性的爆發(fā)，還不能成為視頻監(jiān)控的潮流，此外，高清光端機(jī)(主要是HD-SDI接口)技術(shù)仍然不夠成熟，產(chǎn)品系列不齊全，目前能夠做的業(yè)務(wù)功能主要是視頻數(shù)據(jù);芯片、模塊成本較高，造成整體成本遠(yuǎn)高于標(biāo)清光端機(jī)。所以廣大的光端機(jī)廠家還需要加強(qiáng)研發(fā)力量，將技術(shù)、產(chǎn)品完善;形成較為完善的產(chǎn)業(yè)鏈，提高設(shè)備的出貨量，將成本降低;對于新事物，廠商需要加大服務(wù)力度，更深入地和客戶聯(lián)系和溝通，以增強(qiáng)客戶對該方案的使用信心。

    2、網(wǎng)絡(luò)視頻解決方案與平臺化光端機(jī)發(fā)展兩大主流方向

    在光端機(jī)行業(yè)高速發(fā)展的同時，也伴隨著技術(shù)方案的競爭，其中最主要的是網(wǎng)絡(luò)視頻解決方案的競爭。目前的光纖傳輸方案中，除了單純利用光端機(jī)組網(wǎng)的方案之外，還包括光矩陣、視頻編解碼器交換機(jī)、以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)(EPON)視頻編解碼器、UTN綜合業(yè)務(wù)光傳輸網(wǎng)等方案。

    不同方案利用光端機(jī)的種類和方式也不同，例如為配合以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，基于EPON技術(shù)的光端機(jī)也開始受到廠家重視，這種產(chǎn)品對于大容量前端視頻接入的項(xiàng)目中能降低成本。綜合業(yè)務(wù)全數(shù)字光傳輸交換系統(tǒng)可以很好的解決多級傳輸/交換和管理的要求，是光端機(jī)技術(shù)發(fā)展的一個新的技術(shù)平臺。該系統(tǒng)的產(chǎn)品也可以很好地支持各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的圖像分布的接入，比如星形、鏈形、環(huán)形以及混合型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

    高興新羅中亮表示，網(wǎng)絡(luò)、高清、智能趨勢需要光端機(jī)更好地融入到網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用中，提供全方位的應(yīng)用解決方案。需要光纖傳輸在超大容量，超長距離的傳輸中取得技術(shù)上的突破，才能在與網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)母偁幹姓嫉孟葯C(jī)。

    3、整合或成為光端機(jī)未來發(fā)展另一個方向

    光端機(jī)與其他產(chǎn)品的整合也是將來的一個發(fā)展方向，早幾年國外企業(yè)就開發(fā)了光傳輸攝像機(jī)。這兩年國內(nèi)企業(yè)也在開發(fā)類似產(chǎn)品，以光纖高速球?yàn)槔?，天地偉業(yè)的光線高速球就是將光端機(jī)發(fā)射機(jī)的模塊做到高速球的線路板上。

    隨著光纖和光端機(jī)核心芯片的價格降低，光端機(jī)的應(yīng)用越來越廣泛，多種安防系統(tǒng)都需要更好的傳輸技術(shù)，客戶的需求會進(jìn)一步的多樣化，光端機(jī)產(chǎn)品總體要向多業(yè)務(wù)綜合平臺發(fā)展?？傊?，數(shù)字化、多功能化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化、集成化是當(dāng)前光端機(jī)技術(shù)發(fā)展的方向。

責(zé)任編輯：寧燕