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更新日期2014-04-23 12:27
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光端機(jī)就是把1到多路的模擬視頻信號通過不同方式轉(zhuǎn)換成光信號再經(jīng)光纖介質(zhì)來傳輸?shù)脑O(shè)備。視頻光端機(jī)的原理就是把電信號調(diào)制為光信號,通過光纖進(jìn)行傳輸,然后又把光信號解調(diào)還原為視頻電信號。
光端機(jī)產(chǎn)品特點(diǎn)
(1) 支持防雷功能
(2) 工業(yè)級設(shè)計、SMT 工藝
(3) 全數(shù)字光纖傳輸平臺、同平臺多業(yè)務(wù)靈活配置
(4) 可提供臺式,集中插卡式機(jī)架2 種方式
(5) 自主知識產(chǎn)權(quán)大規(guī)模專用集成電路核心
(6) 單纖傳輸,可選雙纖
(7) PAL/NTSC/SECAM 全制式兼容,演播級傳輸質(zhì)量
(8) 提供雙向異步數(shù)據(jù)(正向和反向)
(9) 可提供1 路異步數(shù)據(jù),傳輸速率可達(dá)到115.200Kbps 以上
(10) 異步數(shù)據(jù)可為RS232/RS485/RS422/ Manchester 碼
技術(shù)參數(shù):
視頻輸入、輸出阻抗-----------------75(非平衡)
標(biāo)準(zhǔn)視頻輸入/輸出電壓--------------1.0Vp-p Type
視頻電壓范圍-------------------0.6-2.0Vp-p Type
微分增益(10%-90% APL)--------------<±1% Type
微分相位(10%-90% APL)-----------------<±1 Type
信噪比--------------------- >60dB(加權(quán))(8Bit)
>70dB(加權(quán))(10Bit)
信道物理接口-----------------------------BNC座
接口連接器:
視頻連接器:BNC插座
數(shù)據(jù)連接器:壓接端子臺或RJ45
音頻連接器:壓接端子臺或RJ45(可訂制蓮花頭)
以太網(wǎng)連接器:RJ45
開關(guān)量連接器:壓接端子臺或RJ45
電話連接器:壓接端子臺或RJ45
E1接口連接器:BNC插座
光纖連接器: FC/PC、ST/PC可選
電源連接器: 2芯接線端子臺
產(chǎn)品應(yīng)用范圍
(1)城市交通監(jiān)控系統(tǒng)
(2)公安,平安城市監(jiān)控系統(tǒng)
(3)高速公路安防,收費(fèi)系統(tǒng)
(4)樓宇,校園監(jiān)控網(wǎng)
(5)工業(yè)監(jiān)控(機(jī)場,化工,鋼鐵,石油,鐵路,水利,礦山等)
(6)軍事監(jiān)控(倉庫,邊防,守衛(wèi),國防等)
(7)電力油田,電視臺節(jié)目傳輸系統(tǒng)
(8)體育場館(現(xiàn)場視頻,音頻傳輸)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。
常用的視頻監(jiān)控光端機(jī)在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上分為模擬調(diào)制的光端機(jī)和數(shù)字非壓縮編碼光端機(jī)兩大類。由于在對外接口上都是標(biāo)準(zhǔn)的基帶視頻接口,單從外觀上是很難區(qū)分模擬光端機(jī)和數(shù)字光端機(jī)。
模擬光端機(jī)采用的是基帶視頻信號直接光強(qiáng)度調(diào)制(簡稱AM)或脈沖頻率調(diào)制(PFM)技術(shù)。模擬光端機(jī)是比較成熟的產(chǎn)品,也是傳統(tǒng)光端機(jī)廠商的主導(dǎo)產(chǎn)品。
AM調(diào)制的工作原理是在光發(fā)射端通過基帶視頻信號直接調(diào)制光源,使輸出光的強(qiáng)度隨視頻信號的幅度線性變化,然后在光接收端通過光電探測器將光信號還原成電信號,經(jīng)過放大和增益控制電路,得到穩(wěn)定的視頻信號。在接收端,必須具有自動增益控制電路,其作用除了可以使接收機(jī)的信號動態(tài)范圍擴(kuò)大外,更重要的是因?yàn)檫@種系統(tǒng)接收端的輸出信號是隨著收到的光功率的大小而變化的,因而自動增益控制(AGC)使接收端視頻信號輸出電平維持衡定的接口電平。在該設(shè)備中,通常采用線性度較好的發(fā)光二極管LED(常用于多模設(shè)備)或同軸激光器LD作為光源。一般系統(tǒng)性能指標(biāo)可以達(dá)到:加權(quán)信噪比>54dB,微分增益<5%,微分相位<5°。
PFM調(diào)制傳輸方式是目前模擬視頻光纖傳輸方式中傳輸質(zhì)量最高的方式之一,其原理是先將視頻信號采用脈沖頻率調(diào)制,再將被調(diào)制信號PFM進(jìn)行光強(qiáng)度調(diào)制。脈沖重復(fù)頻率隨信號幅度大小呈線性變化,而脈寬保持不變。PFM是信號光強(qiáng)度調(diào)制前的一種預(yù)處理過程,信號經(jīng)過脈沖調(diào)制后,頻譜會變寬,并以此可以換取傳輸質(zhì)量的提高。而PFM處理帶來的傳輸帶寬的增加,對于帶寬極寬的光纖來說并不存在什么問題,而且由于光源的非線性對系統(tǒng)的影響不大,故光調(diào)制深度可以增加,進(jìn)一步提高系統(tǒng)的信噪比。光源也采用LED或LD,一般系統(tǒng)性能指標(biāo)可以達(dá)到:加權(quán)信噪比>56dB,優(yōu)秀的可以>60dB,微分增益<3%,微分相位<3°。
數(shù)字光端機(jī)主要指的是非壓縮編碼視頻光端機(jī),嚴(yán)格意義上說,是一種采用數(shù)字傳輸方式的視頻光端機(jī),輸入和輸出仍然是標(biāo)準(zhǔn)模擬視頻信號。
視頻圖像在數(shù)字光端機(jī)中首先要進(jìn)行數(shù)字化處理,即通過抽樣和量化編碼實(shí)現(xiàn)模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換,然后利用高速數(shù)字復(fù)接技術(shù)將多路數(shù)字視頻信號或數(shù)字音頻、數(shù)據(jù)等信號復(fù)接成高速碼流,再利用高速數(shù)字光傳輸平臺進(jìn)行傳輸。目前主流數(shù)字光端機(jī)大多采用的是10bit或8bit量化編碼,對應(yīng)的抽樣頻率在13.5Mhz或16.6Mhz以上。采用155Mb/s(單路視頻)、622Mb/s(4路視頻)、1.25G b/s(8路視頻)和2.5G b/s(16路視頻)四個速率等級的光傳輸平臺。在光器件上一般采用電信設(shè)備大量使用的收發(fā)一體光模塊,具有優(yōu)異的可靠性和穩(wěn)定性,特別是具有近乎理想的光學(xué)動態(tài)范圍,可以使傳輸設(shè)備在最大光纖鏈路損耗范圍內(nèi)無需調(diào)整即可正常工作。由于數(shù)字信號的優(yōu)越性,使得視頻信號在傳輸和處理的過程中受到畸變失真和干擾的影響較小,傳輸質(zhì)量大大優(yōu)于模擬光端機(jī)。一般系統(tǒng)性能指標(biāo)可以達(dá)到:加權(quán)信噪比>65dB,優(yōu)秀的可以>70dB,微分增益<1%,微分相位<1°,遠(yuǎn)高于模擬光端機(jī)。特別是多路數(shù)字視頻光端機(jī)每通道的指標(biāo)具有較好的一致性,量產(chǎn)的設(shè)備也具有較高的一致性。
高速數(shù)字復(fù)接技術(shù)的應(yīng)用,使得大容量的視頻、音頻、低速數(shù)據(jù)、高速以太網(wǎng)數(shù)據(jù)、電話以及開關(guān)量信號可以輕松地復(fù)接到一個高速數(shù)字碼流上穩(wěn)定傳輸,加上數(shù)字電路本身在可靠性、穩(wěn)定性和可重復(fù)性方面的優(yōu)勢,利于組織工業(yè)化的大規(guī)模生產(chǎn),從而又可大幅度降低成本。雖然數(shù)字視頻光端機(jī)進(jìn)入監(jiān)控市場的時間很短,但由于一些技術(shù)背景(主要是光通信產(chǎn)業(yè))深厚的廠商積極介入和本身較高的性價比,其推廣速度超過了以往。從技術(shù)角度來看,數(shù)字取代模擬是必然趨勢,更何況制約模擬光端機(jī)的一些瓶頸也只能通過數(shù)字化來打破。建議單纖傳輸視頻容量在4路以上;高質(zhì)量、遠(yuǎn)距離、超遠(yuǎn)距離傳輸;多功能、多業(yè)務(wù)要求和復(fù)雜的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)用數(shù)字光端機(jī)來實(shí)現(xiàn)。
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