视频光端机术原理及选型维护

2021-06-01 10:14:36 0

视频光端机就是把1到多路的视频信号通过各种编码转换成光信号通过光纤介质来传输的设备,由于视频信号转换成光信号的过程中会通过模拟转换和数字转换两种技术,所以视频光端机又分为模拟光端机和数字光端机。光端机原理就是把信号调制到光上,通过光纤进行视频传输。


 目前,安防的视频监控仍采用同轴电缆作为近距离信号收发的传输介质;随着IP化的冲击,TCP/IP协议的网络传输方式也日渐得到应用。但无论哪些传输方式,都无法满足现代安防的传输需求。光端机作为传输介质的终端设备,在整个传输中显得成为重要。




光端机分类及原理


光传输系统由三部分组成:光源(光发送机)、传输介质、检测器(光接收机)其中光源和检测器的工作都是由光端机完成的。光端机就是将多个E1(一种中继线路的数据传输标准,通常速率为2.048MbPS,此标准为中国和欧洲采用)信号变成光信号并传输的设备(它的作用主要就是实现电-光和光-电转换)。光端机主要有模拟光端机和数字光端机两种:


 1、模拟光端机


模拟光端机采用了PFM调制技术实时传输图像信号,是目前使用较多的一种。发射端将模拟视频信号先进行PFM调制后(一般有调频、调相、调幅几种方式,从而把模拟光端机分成调频、调相、调幅等几种光端机),再进行电-光转换,光信号传到接收端后,进行光-电转换,然后进行PFM解调,恢复出视频信号。由于采用了PFM调制技术,其传输距离很容易就能达到30Km左右,有些产品的传输距离可以达到60Km,甚至上百公里。并且,图像信号经过传输后失真很小,具有很高的信噪比和很小的非线性失真。通过使用波分复用技术,还可以在一根光纤上实现图像和数据信号的双向传输。


 2、数字光端机


由于数字技术与传统的模拟技术相比在很多方面都具有明显的优势;所以正如数字技术在许多领域取代了模拟技术一样,光端机的数字化也是一种必然趋势。目前,数字图像光端机主要有两种技术方式:一种是MPEGII图像压缩数字光端机,另一种是非压缩数字图像光端机。


图像压缩数字光端机一般采用MPEGII图像压缩技术,它能将活动图像压缩成N×2Mbps的数据流通过标准电信通信接口传输或者直接通过光纤传输。


由于采用了图像压缩技术,它能大大降低信号传输带宽,以利于占用较少的资源就能传送图像信号。同时,由于采用了N×2Mbps的标准接口,可以利用现有的电信传输设备的富裕通道传输监控图像,为工程应用带来了方便。不过,图像压缩数字光端机也有其固有的缺点。其致命的弱点就是不能保证图像传输的实时性。因为图像压缩与解压缩需要一定的时间,所以一般会对所传输的图像产生1-2S的延时。因此,这种设备只适合用在对实时性要求不高的场所,另外,经过压缩后图像会产生一定的失真,并且这种光端机的价格也偏高。


非压缩数字图像光端机的原理就是将模拟视频信号进行A/D变换后和语音、音频、数据等信号进行复接,再通过光纤传输。它用较高的数据速率来保证视频信号的传输质量和实时性,由于光纤的带宽非常大,所以这种高数据速率也并没有对传输通道提出过高要求。非压缩数字图像光端机能提供很好的图像传输质量(信噪比大于60dB,微分相位失真小于2,微分增益失真小于2%),达到了广播级的传输质量,并且图像传输是全实时的。由于采用数字化技术,在设备中可以利用己经很成熟的通信技术比如复接技术、光收发技术等,提高了设备的可靠性,也降低了成本。


选型


从发送到光纤上的信号来分,光端机可分为基于模拟技术的模拟光端机和基于数字技术的数字光端机。 模拟光端机其工作原理不外乎调制解调、滤波和信号混合等。不论是LED 还是LD,其光电调制特性都不是线性的,在信号传输过程中难免出现失真、干扰等模拟处理中不可避免的问题,且在大容量传输和多业务混合传输方面有难以克服的技术难点。


随着时代的发展,以及用户对安全防范要求的日益提高,监控光端机在安防领域得到越来越广泛的运用,而且监控光端机的技术也越来越成熟,目前监控光端机已经可以实现在一芯光纤上传输多路视频、音频、数据、电话、以太网、E1信号、报警等多种信号。




使用、保养与维护


(1)光端机的使用中要保证连续、正常供电


光端机的激光器组件和光电转换模块最忌瞬时脉冲电流的冲击,因此不宜频繁开关机。在光端机集中的中心前端机房与1 550 nm光发射机光放大器设置点应配置UPS电源,以保护激光组件,使光电转换模块免受脉冲大电流的损害。


(2)光端机的使用中要保持有一个通风、散热、防潮、整洁的工作环境


光发射机的激光器组件是设备的心脏,对工作条件要求较高,为了保证设备正常工作,生产厂家在设备内设置了制冷、排热系统,但当周围环境温度超过允许范围时,设备就不能正常工作,因此在炎热的季节,当中心机房发热设备多,通风散热条件又差时,最好安装空调系统以保证光端机正常工作。


光纤纤芯工作直径为微米级,细小的尘埃进入尾纤活动接口内就会阻挡光信号的传播,引起光功率大幅度下降,系统信噪比降低,这类故障率约为50%,因此机房的清洁卫生也很重要。


(3)光端机的使用中要运行监测与记录


光端机设备内设置有微处理器,监测系统内部工作状态采集模块的各种工作参数,并通过LED和VFD显示系统直观显示,为了及时提醒值机人员,光发射机内设置了声光报警系统,维护人员只要根据运行参数确定故障原因,并及时进行处理,就能保障系统正常运行。


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