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光端機(jī)原理分類及發(fā)展方向

閱讀:1486      發(fā)布時(shí)間:2015-6-15
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  隨著我國(guó)城市交通和高速公路建設(shè)的快速發(fā)展,對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)中的設(shè)備要求也越來(lái)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(shì)被廣泛應(yīng)用。光端機(jī)由于其諸多傳輸優(yōu)勢(shì),加上這幾年的市場(chǎng)需求猛增,光纜成本大幅降低,已經(jīng)進(jìn)入相對(duì)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(cè)器(光接收機(jī))其中光源和檢測(cè)器的工作都是由光端機(jī)完成的。光端機(jī)就是將多個(gè)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(guó)和歐洲采用)信號(hào)變成光信號(hào)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(shí)傳輸圖像信號(hào),是目前使用較多的一種。發(fā)射端將模擬視頻信號(hào)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(hào)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(hào)。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(hào)經(jīng)過(guò)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(guò)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(hào)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(shì);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(shì)。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(dòng)圖像壓縮成N×2Mbps的數(shù)據(jù)流通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)電信通信接口傳輸或者直接通過(guò)光纖傳輸。
  
  由于采用了圖像壓縮技術(shù),它能大大降低信號(hào)傳輸帶寬,以利于占用較少的資源就能傳送圖像信號(hào)。同時(shí),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(lái)了方便。不過(guò),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(shí)性。因?yàn)閳D像壓縮與解壓縮需要一定的時(shí)間,所以一般會(huì)對(duì)所傳輸?shù)膱D像產(chǎn)生1-2S的延時(shí)。因此,這種設(shè)備只適合用在對(duì)實(shí)時(shí)性要求不高的場(chǎng)所,另外,經(jīng)過(guò)壓縮后圖像會(huì)產(chǎn)生一定的失真,并且這種光端機(jī)的價(jià)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(hào)進(jìn)行A/D變換后和語(yǔ)音、音頻、數(shù)據(jù)等信號(hào)進(jìn)行復(fù)接,再通過(guò)光纖傳輸。它用較高的數(shù)據(jù)速率來(lái)保證視頻信號(hào)的傳輸質(zhì)量和實(shí)時(shí)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(méi)有對(duì)傳輸通道提出過(guò)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(jí)的傳輸質(zhì)量,并且圖像傳輸是全實(shí)時(shí)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(chǎng)
  
  目前,市場(chǎng)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(shí)高清兩大技術(shù)路線。HD-SDI高清通過(guò)同軸電纜或光纖直接傳輸非壓縮的視頻信號(hào)。
  
  實(shí)現(xiàn)了真正的實(shí)時(shí)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(jí)為高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)和實(shí)時(shí)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(duì)于新事物,廠商需要加大服務(wù)力度,更深入地和客戶和溝通,以增強(qiáng)客戶對(duì)該方案的使用信心。
  
  2、網(wǎng)絡(luò)視頻解決方案與平臺(tái)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(shí),也伴隨著技術(shù)方案的競(jìng)爭(zhēng),其中zui主要的是網(wǎng)絡(luò)視頻解決方案的競(jìng)爭(zhēng)。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(wú)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(wú)源光網(wǎng)絡(luò)建設(shè),基于EPON技術(shù)的光端機(jī)也開(kāi)始受到廠家重視,這種產(chǎn)品對(duì)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(jí)傳輸/交換和管理的要求,是光端機(jī)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)新的技術(shù)平臺(tái),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(shì)需要光端機(jī)更好地融入到網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用中,提供的應(yīng)用解決方案。需要光纖傳輸在超大容量,超長(zhǎng)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?jìng)爭(zhēng)中占得先機(jī)。
  
  3、整合或成為光端機(jī)未來(lái)發(fā)展另一個(gè)方向
  
  光端機(jī)與其他產(chǎn)品的整合也是將來(lái)的一個(gè)發(fā)展方向,早幾年國(guó)外企業(yè)就開(kāi)發(fā)了光傳輸攝像機(jī)。這兩年國(guó)內(nèi)企業(yè)也在開(kāi)發(fā)類似產(chǎn)品,以光纖高速球?yàn)槔斓貍I(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(jià)格降低,光端機(jī)的應(yīng)用越來(lái)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(huì)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(tái)發(fā)展。總之,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。

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