光端机的学习资料

张文利

光端机学习资料  

模拟光端机与数字光端机的工作原理、性能及区别 常用的视频监控光端机在技术实现上分为模拟调制的光端机和数字非压缩编码光端机两大类。由于在对外接口上都是标准的基带视频接口，单从外观上是很难区分模拟光端机和数字光端机。 模拟光端机采用的是基带视频信号直接光强度调制（简称AM）或脉冲频率调制（PFM）技术。模拟光端机是比较成熟的产品，也是传统光端机厂商的主导产品。 AM调制的工作原理是在光发射端通过基带视频信号直接调制光源，使输出光的强度随视频信号的幅度线性变化，然后在光接收端通过光电探测器将光信号还原成电信号，经过放大和增益控制电路，得到稳定的视频信号。在接收端，必须具有自动增益控制电路，其作用除了可以使接收机的信号动态范围扩大外，更重要的是因为这种系统接收端的输出信号是随着收到的光功率的大小而变化的，因而自动增益控制（AGC）使接收端视频信号输出电平维持衡定的接口电平。在该设备中，通常采用线性度较好的发光二极管LED（常用于多模设备）或同轴激光器LD作为光源。一般系统性能指标可以达到：加权信噪比>54dB，微分增益<5%，微分相位<5°。 PFM调制传输方式是目前模拟视频光纤传输方式中传输质量最高的方式之一，其原理是先将视频信号采用脉冲频率调制，再将被调制信号PFM进行光强度调制。脉冲重复频率随信号幅度大小呈线性变化，而脉宽保持不变。PFM是信号光强度调制前的一种预处理过程，信号经过脉冲调制后，频谱会变宽，并以此可以换取传输质量的提高。而PFM处理带来的传输带宽的增加，对于带宽极宽的光纤来说并不存在什么问题，而且由于光源的非线性对系统的影响不大，故光调制深度可以增加，进一步提高系统的信噪比。光源也采用LED或LD，一般系统性能指标可以达到：加权信噪比>56dB，优秀的可以>60dB，微分增益<3%，微分相位<3°。 数字光端机主要指的是非压缩编码视频光端机，严格意义上说，是一种采用数字传输方式的视频光端机，输入和输出仍然是标准模拟视频信号。 视频图像在数字光端机中首先要进行数字化处理，即通过抽样和量化编码实现模/数（A/D）转换，然后利用高速数字复接技术将多路数字视频信号或数字音频、数据等信号复接成高速码流，再利用高速数字光传输平台进行传输。目前主流数字光端机大多采用的是10bit或8bit量化编码，对应的抽样频率在13.5Mhz或16.6Mhz以上。采用155Mb/s（单路视频）、622Mb/s（4路视频）、1.25G b/s（8路视频）和2.5G b/s（16路视频）四个速率等级的光传输平台。在光器件上一般采用电信设备大量使用的收发一体光模块，具有优异的可靠性和稳定性，特别是具有近乎理想的光学动态范围，可以使传输设备在最大光纤链路损耗范围内无需调整即可正常工作。由于数字信号的优越性，使得视频信号在传输和处理的过程中受到畸变失真和干扰的影响较小，传输质量大大优于模拟光端机。一般系统性能指标可以达到：加权信噪比>65dB，优秀的可以>70dB，微分增益<1%，微分相位<1°，远高于模拟光端机。特别是多路数字视频光端机每通道的指标具有较好的一致性，量产的设备也具有较高的一致性。 高速数字复接技术的应用，使得大容量的视频、音频、低速数据、高速以太网数据、电话以及开关量信号可以轻松地复接到一个高速数字码流上稳定传输，加上数字电路本身在可靠性、稳定性和可重复性方面的优势，利于组织工业化的大规模生产，从而又可大幅度降低成本。虽然数字视频光端机进入监控市场的时间很短，但由于一些技术背景（主要是光通信产业）深厚的厂商积极介入和本身较高的性价比，其推广速度超过了以往。从技术角度来看，数字取代模拟是必然趋势，更何况制约模拟光端机的一些瓶颈也只能通过数字化来打破。建议单纤传输视频容量在4路以上；高质量、远距离、超远距离传输；多功能多业务要求和复杂的组网结构用数字光端机来实现。 单/多模光纤光端机的选用 目前常用的光纤按模式分有两大类：多模光纤和单模光纤。 以多模光纤制成的光缆是最早投入商用的光缆，由于存在色散严重、衰耗大、可用带宽窄、成本高等问题，已经退出了作为光缆主战场的电信运营商光纤网络平台，只是在智能楼宇的光纤布线方面还保留有一定的市场份额。当多模光缆用于视频图像传输时，只能满足最远3～5km左右的传输距离，并且对视频光端机的带宽（针对模拟调制）和传输速率（针对数字式）有较大的限制，一般适用于短距、小容量、简单应用的场合。特别是因色散的影响大大限制了采用高速率传输的非压缩数字光端机在传输距离、容量方面的应用。 以单模光纤（主要是G.652光纤）制成的单模光缆由于有着优异的特性和低廉的价格已经成为当前光通信传输的主流。当前光纤通信领域层出不穷的新技术，无论是远距离、大容量、还是多业务方面，无一不是针对单模光纤研制的。光缆的使用寿命在20年以上，比光端机的实际使用周期要长的多。这就要从战略资源的角度来考虑光缆的敷设，必须考虑到将来扩容了、设备更新了，光缆芯数还够用、还能继续承载新业务。中国电信的光纤传输设备已经更换了好几代，但十几、二十年前敷设的光缆还在正常使用就是一个最好的例证。还值得注意的是，以往存在单模光端机和多模光端机之间的设备价差正在逐渐减小，在多路视频设备上的价差甚至为零，况且单模光缆还比多模光缆便宜，因此使用多模设备的造价一定低的老观点需要更新了。由此看来单模光缆是当前推荐的选择，当然光端机也就要使用支持单模光纤的光端机。 如何选购模拟光端机与数字光端机？ 模拟光端机发展至今已有十年以上的历史，虽然也有不少技术改进，但总体来说设计思路没有根本变化，已经是比较成熟的产品，也是传统光端机厂商的主导产品。由于技术门槛的降低，大量厂家进入这一领域，又使得价格大幅下降。数字非压缩编码视频光端机一经面世，便以其优异的传输质量、丰富灵活的业务接口和稳定的工作表现让人们耳目一新。高速数字复接技术的应用，使得大容量的视频、音频、低速数据、高速以太网数据、电话以及开关量信号可以轻松地复接到一个高速数字码流上稳定传输，加上数字电路本身在可靠性、稳定性和可重复性方面的优势，利于组织工业化的大规模生产，从而又可大幅度降低生产成本。单从价格上说，目前在1～2路视频光端机上模拟的价格仍然有优势，但在4路以上视频光端机上模拟和数字的差别已经几乎没有了，如果要求需要在视频传输的同时，还要传输音频、低速数据、高速以太网数据等多业务，模拟设备就无法与数字设备比拟了。从稳定性和可维护性上说，模拟设备在温度漂移特性，老化特性和长期工作稳定性上是显然不如数字设备。大量工程商在使用光端机过程中反映的如光端机要按出厂序列号收、发配对使用；控制时有时无；某一端故障时必须全套更换等问题，就是指的这一类问题。无论是工程商还是最终用户，设备的长期维护费用也是应该认真考虑的。作为从一次投资长期受益的角度出发，数字设备明显优于模拟设备。从技术角度来看，数字取代模拟是必然趋势，更何况制约模拟光端机的一些瓶颈也只能通过数字化来打破。高质量、远距离、超远距离传输、多功能、多业务要求和复杂的组网结构只能用数字光端机来实现。 怎样确定光纤活动连接器的接头类型？ 安防行业常见的光纤活动连接器有ST/PC、SC/PC和FC/PC三种（无价差）。ST/PC是卡口式，主要是应用在多模光纤上，使用比较方便，但其精度低、互换性较差，插损也较大。SC/PC是插拔式，插损较小，使用最方便，大量应用在安装条件较好、比较规范的电信行业，但由于容易受震动脱落，不适合户外安装。FC/PC是旋紧式，需对准卡销，使用不是十分方便，但连接精度最高、互换性最好，而且连接牢靠。目前，光端机均采用高速数字光传输平台，使用单模光纤，应尽量选用FC/PC型光纤活动连接器才能保证得到良好的匹配。 当光端机没有视频信号或控制信号时，应该如何进行故障排查？ 光端机一般都有运行状态指示灯（指示灯的详尽程度反映了光端机的设计水品），如电源光纤链路建立、信号同步、视频输入输出和数据等。参照设备说明书，通过观察指示灯的状态即可大致判断故障范围。检查视频输入和数据指示灯可以排除输入的视频信号或控制信号中断；检查光纤链路指示灯可以判断光纤链路是否正常，如光纤或活动连接器损耗较大时指示灯将熄灭或闪动等。有同型号的设备时可以采用替换检查法（要求设备具有互换性），即将光纤接到另一端工作正常的接收机或更换远端的发射机可以准确地判断故障设备。 在选择配置光端机的辅助功能时，需要考虑哪些因素？ 光端机除提供视频信号的传输通道外，还能提供丰富的其它信号传输通道，如音频信号、异步数据信号、以太网信号、开关量信号和普通电话信号等。在选择配置光端机的这些辅助功能时，还需要考虑哪些因素呢？ 光端机的音频接口一般都是线路电平，即电压型小信号。输入端必须接前置音频放大器才能接麦克风，输出端必须接音频功放才能推动音箱，因此有监听要求时应注意光端机的前后配置。异步数据信号一般为RS232或RS485，必须明确需要传输的最高速率是否支持。对于RS485信号还存在半双工应用模式，也必须明确。需要注意的是由于一般低端模拟光端机产品在数据通道上仅配置1路RS485反向数据，而且一般只支持19.2Kb的最高速率（甚至更低），当碰到一些只能以标准的RS485半双工方式操控的矩阵键盘、高速球机（也是两线控制，极易混淆），以及采用Manchester编码即曼码时，将无法正常工作。开光量信号不但有控制方向，还有常开或常闭的选择问题。光端机的以太网接口一般都是10/100M自适应接口，但并非都保证100M的线速，大多都是10M线速，如果用于一般办公自动化网络连接问题不大，但需要传输数据流量较大的媒体流时就会出现问题。电话信号与普通双向对讲信号有本质的区别，不但有馈电功能，还能承载高达90V以上的铃流信号，除非具有电话接口的光端机，一般光端机的双向音频功能接口是不能直接与电话线相连的。

881966

看看怎么样

红红红枫

路过学习学习了。谢谢！！！