数字光端机:通过数字电路控制光信号的机器-中文百科频道

基本介绍

简介

应用初期，模拟调频、调幅、调相光端机在市场上占有相当的比例，其传输方式是将基带的视频、音频、数据等信号调制在某一载频上，通过发射光端机进行光纤传输，然后通过另一端的接收光端机进行解调，恢复成相应的基带视频、音频、数据信号。

而国内、国外工程上开始大量应用的数字式光端机是将多路模拟基带的视频、音频、数据进行高分辨率数字化，形成高速数字流，然后将多路数字流进行复用，通过发射光端机进行发射，然后通过另一端的接收光端机进行接收，解复用，恢复成各路数字化信号，再通过数字模拟变换（A/D模数转换）恢复成模拟视频、音频、数据。

从市场情况来看，模拟光端机已逐步退出市场，而数字光端机如雨后春笋般开始在市场上普及，数字代替模拟，这也是光纤通信技术显着的历史发展趋势。由于数字光端机具有传输信号质量高，没有模拟调频、调相、调幅光端机多路信号同传时交调干扰严重、容易受环境干扰影响、传输质量低劣、长期工作稳定性差的缺点，因此许多大型重点工程已普遍采用数字光端机。

发展

视频光端机历经之路nn90年代以后，随着中国工业化进程的加快，大量人口涌进城市，交通问题日益突显。为了保证城市交通的正常运转，北京、深圳、南京、上海等城市，都纷纷建立了城市交通监控网。

光端机在城市道路监控中，主要是用于城市各路口的车流量统计、交通信号灯的切换、违章车辆的抓拍、交通事故的监控等等，负责将这些视频光端机信息上传到交通监控指挥中心，以保证城市交通的正常运转。

业内人士表示，在当前IP网络监控还不成熟的情况下，大多数交通信息都是通过光端机和光纤来传输的。而根据调查显示，有67%的工程商都认为，城市智能交通将成为未来光端机增长的最大领域。

nn数字光端机有如此多的优点所以在工程应用方面广泛使用数字光端机以成为大势所趋.下面我们再一起讨论下数字光端机的发展历程以及在安防领域的发展趋势。

nn2001～2003年，随着宽带数字光传输器件技术以及数字视频技术的飞速发展，数字光端机开始走向市场。由于在市场以及应用领域上，数字光端机和模拟光端机基本重叠，所以数字光端机凭借其优势，在短时间内就占据了模拟光端机的市场，并使得国内外众多光端机厂商趋之若骛。是什么原因导致这样的情况呢?期待已久的新一代光端机技术具有怎么样的先进性呢?

nn数字光端机是将多路模拟基带的视频、音频、数据进行高分辨率数字化，形成高速数字流，然后将多路数字流进行复用，通过发射光端机进行发射;另一端的接收光端机进行接收，解复用，恢复成各路数字化信号，再通过数字/模拟转换恢复成模拟视频、音频、数据。

n将模拟信号先进行数字化处理后再进行传输是光端机技术的质的飞跃性发展。数字光端机不仅能解决前面所说的模拟光端机的诸多问题，并且还具有无可比拟的优势：传输容量大，业务种类繁多。

nn传统的模拟光端机之所以被打败、市场被吞噬完全是因为模拟光端机自身的缺陷造成的，它传输的信号容量有限，不能充分利用光纤的带宽;传输的信号种类也比较单一，也就是视频、音频、RS-232、RS-422等低速数据等几种信号，这和当前多样化的市场需求是极不相符的。

而数字光端机能够更好的利用光纤带宽资源，能够传输更大容量的信号，例如，按照模拟视频技术的普遍水平，模拟光端机最多可在一芯光纤上传输32路视频信号，而数字光端机的传输容量能达到单纤传输上百路的非压缩视频。如深圳平卓电子科技有限公司生产的Solar-STF系列数字音/视频光传输产品采用了国际上最先进的10位数字视频编码技术，图象质量可达到广播级，兼容多种视频及数据格式。

可使用一根光纤同时传输多达8路视频(采用CWDM可达64路)以及多路双向音频、多路双向数据、以太网、开关量等。该系列数字视频光端机拥有自己的知识产权、性能优异，是一种可靠性高、性价比好的、可实现无损伤远距离传输的光传输设备。

广泛应用于智能交通监控(ITS)、安防系统、智能楼宇、智能小区、工业监控(电力、化工、钢铁、铁路等)军事监控(边防、守卫)、体育场馆(现场直播音视频传输)及视频会议、广播电视系统等社会的各行各业。这极大的丰富了光端机传输的信号种类。

所以传输容量的提升，提高了光纤带宽的利用率，降低了传输系统的成本，提高了性价比。信号质量好还是以信噪比指标为例，视频图像的信噪比指标在8bit分辨量化级的情况下可以轻松达到60dB，在10bit分辨量化级的情况下甚至可以达到70dB。

再者，由于将传输信号数字化，也避免了模拟光端机传输中传输通道之间相互干扰的问题。此外，数字光端机传输的是数字信号，不存在模拟信号那样的衰减，经过无损中继理论上的传输距离达到无限远。视频光端机应用发展之路n

n从行业应用角度而言，也为我们诠释了将来视频光端机的发展之路，让我们来逐一检视一下。n

n1、智能交通、高速公路引领高增长率

nn智能交通、高速公路长期以来都占据着光端机增长领域的第一位和第二位;自90年代以来，随着中国工业化进程的加快，大量人口涌进城市，交通问题日益突显。为了保证城市交通的正常运转，北京、广州、天津、上海等城市，都纷纷建立了城市交通监控网。

光端机在城市道路监控中，主要是用于城市各路口的车流量统计、交通信号灯的切换、违章车辆的抓拍、交通事故的监控等。它负责将这些视频信息上传到交通监控指挥中心，以保证城市交通的正常运转。

而高速公路主要是涉及新建项目以及旧设备的升级换代，如此庞大规模的建设或改造，对产品的需求自然也就相当可观了。

nn除此之外，城市治安监控也成为人们普遍关注的亮点(当然智能交通应该属于平安城市之范畴);而工矿企业、体育场馆以及监狱、看守所等对光端机的需求增幅也非常明显，成为接下来光端机需求增长最快的新兴市场。

nn2、城市治安、公共社区监控n

n安防监控新亮点：自平安城市建设以来，城市治安与公共社区监控它已经成为中国安防产业的一个最大亮点。放眼全国，北京、深圳、广州等地都在逐步加快建设步伐。

截止到2007年末，如果以平均每个城市投入1亿人民币来计算，全国22个试点城市用于监控系统的总投入至少在22亿。

因为城市治安监控牵涉到分期投入的过程，因此，实际上很多城市用于城市治安监控的金额数目远远不止1亿元，全国范围内，仅城市治安监控一个领域就给视频监控市场带来了难以估量的商机，而使用视频光端机作为传输方式占到涉及方案的50%以上。

nn3、工矿企业，矿难频发引发监控新需求

nn厂矿的监控点一般都比较分散，环境比较复杂，且很多厂矿的周界范围可达几十公里，因此，采用光端机不仅解决了远距离传输的问题，而且还具有很好的抗干扰性，能保证图像传输的效果。

正是出于这些优势，一直以来，工矿企业就是光端机应用较多的一个领域。除了光端机本身的既有优势，近年来煤矿安全事故频发也是促使光端机需求增加的重要原因。

为了加强煤矿信息化建设，以保证煤矿安全，2006年6月底，在全国煤矿推广数字化瓦斯远程监控系统电视电话会议上，国家安监部门给煤炭企业下了硬规定：到2005年年底前，高瓦斯、煤与瓦斯突出的矿井要全部建立并完善安全监测监控系统。

而且，要求原国有重点煤矿企业要实现矿务局(集团公司)内部连网;国有地方煤矿、乡镇煤矿要实现县(区)范围内连网。由于煤矿环境的特殊性，对光端机有一些特殊要求。

如，要求设备能够防爆炸、防漏电、防长时间浸水，甚至能够适应低电压等等。目前，针对煤矿的防爆要求，一些生产厂家开发出井下专用光端机，该类型光端机通过一芯光纤可以传输多路数字非压缩音视频、纯100M以太网信号、多路电话信号、多路控制数据信号和多路报警信号等，非常适合在煤矿安全监控系统中使用。n

n4、体育场馆，奥运经济来临n

n随着中国经济的腾飞，越来越多有影响力的活动，如大型体育赛事或国际级会议都在中国召开。为了保障大型活动的顺利开展，安保已经成为整个系统工程建设中的重要内容，安防监控需求也越来越明显。据北京奥组委公布的信息显示，08年北京奥运会仅安保方面的支出就达3亿美元。

体育场馆是人员非常密集的场所，监控点非常多，而为了保障每一个人的安全，对监控的要求也相对较高，因此图像要非常清晰、实时。光端机用于视频传输的最大优点就是不存在带宽的问题，正好满足了上述的特殊需求，因此它在体育场馆监控方面也具有很大的发展空间。

n5、监狱、看守所，打造数字化监狱n

n在高新技术数字化发展的今天，“多媒体、数字化、全方位”是监狱对监控系统的新要求。除了监狱的内部管理外，一般来说，省市级以上的相关部门都需要对各个监狱的情况做到了如指掌，以免发生囚犯逃跑等重大事故。因此，将图像及时上传是监狱方面的一个重要诉求。而采用光端机传输，就可以将视频信息上传到几十甚至上百公里的监控管理中心。n

n据了解，为了替劳教者的将来做打算，目前很多的监狱还为囚犯提供一定的劳动场所，以培养他们的劳动技能和就业能力。为了保证劳动设施和劳动工具不被破坏，这些场所也需要安装大量的监控设备和视频传输设备。有工程商建议，在监狱中，光纤的线路铺设得越少越好，以免被人为破坏。nn

6、其它场合

n除了上述几个比较明显的增长区域，光端机在其他市场的应用也逐渐普及。随着光端机的业务越来越集成，光端机不仅拥有视频接口，而且拥有以太网业务、音频业务接口等等，其应用领域也将更加丰富。

可以预期预计，在现今及未来几年内，光端机在政府部门、金融单位、油田、机场、港口等领域都将呈现不同幅度的增长。

优势

有多种视频传输方案可供选择,但是在构建小城市,城镇的安防视频监控网方案时,我们还是建议业主采用光纤加数字光端机来构建传输平台.

广电,电信,网通等都能租用电路,但是E1专线,VLAN专线业务比较贵,普通宽带电路是为数字业务服务为主的,传视频有QOS、清晰度等问题

中小城市,城镇拉光纤的成本不高,光纤的价格下降比较快.光纤上用数字光端机传输视频能达到中距离广播级的水平,是MPEG2,MPEG4,JPEG都无法比拟的.

光纤上用数字光端机传输视频的方案所用的传输设备就是光端机.数字光端机无需任何的设置,调正.没有专业背景的人员都会安装。

常见问题

以数字光端机为例子，以下情况以四路视频一路反向数据光端机为例，其他机型原理同。

1.无视频图像，也无法对云台控制

可能故障原因：·视频没有输入，数据线没有接通。测试方法：当视频信号接入发射光端机时，相对应的视频通道指示灯会亮，如不亮，说明视频没有正常输入，检查数据线的接法是否正确，如是485数据，请接1号接线柱（485A）和2号接线（485B）。

光纤线路不通或衰减太大。测试方法：用光功率计可以直接测出光纤线路通断及衰减情况。实测光功率如在－4dB—－21dB以内为正常。在不使用光功率计的情况下，可以通过观察光端机指示灯的状态识别线路通断，在发射光端机不加任何视频信号时，如果接收光端机所有的状态指示灯均亮，则说明光纤线路不通或衰减太大，正常情况为如果发射机第一路接入视频（指示灯亮），光纤线路正常连通时，接收机第一路的视频指示灯也同时亮，其余灯不亮，同时也说明光端机自身工作正常。

·两端光端机没有正常供电。测试方法：检测供电情况。·发射机和接收机颠倒测试方法：发射机为T，视频入为VIDEOIN，接收机为R，视频出为VIDEOOUT。

2.有视频图像，但无法对云台控制

可能故障原因：·光纤线路衰减到达临界值。测试方法：用光功率计检测，如果衰减在20dB以上，或光功率计测量值为－20dB左右。·解码器的拨码地址是否和主控设备所选择的地址选择一致。

测试方法：参照说明书，对照解码器拨码与主机选择通道是否一致。主控设备的协议是否选择和解码器一致。

测试方法：参照说明书，检查协议是否一致。·检查数据线是否接反。

测试方法：485的A和B以及TD总线的MS和GND是否接反，参照说明书的数据口定义。前端数据线的距离超过150米。

测试方法：检查前端监控点光端机距离解码器的距离是否超过150米，如数据线过长，很可能会造成带载能力不够。·一对光端机所接解码器过多。测试方法：一对光端机所带解码器的数量不应超过光端机的视频路数。

3.视频图像出现花屏现象

滚屏、黑色条纹干扰、花屏等现象可能故障原因：·光纤线路衰减太大，可用光功率计测量。测试方法：用光功率计检测，<－18dB为正常。·光端机受到强信号源的干扰，如强电场、磁场等。测试方法：确认现场周围是否有这样的干扰源，挪动地点调试。·光端机电源故障。测试方法：更换电源调试，并加装稳压电源，在主控室内，有条件的情况下，请加装UPS电源。

4.数据控制时有时无，或云台自动旋转

（485数据接口）可能故障原因：·485阻抗匹配不好，带载过多或控制线距离过长（超过150米）或没有按照总线制布线。测试方法：由于485协议对阻抗匹配的要求很高，所以在很多工程现场，由于施工布线的不同，阻抗匹配也不完全相同，请尽量采用总线方式连接解码器，如选用星型接法，建议加装TC-3001的485隔离器。

5.某一路或几路视频图像没有，但可对云台控制可能故障原因：·输入视频信号不正常。测试方法：检查发射光端机相对应的视频输入通道指示灯是否亮，如果视频信号输入正常，则对应指示灯会亮，如指示灯不亮，则说明前端信号源存在问题。

6.光端机接多个解码器时，某些不能动可能故障原因：·不能动解码器控制线接错。测试方法：检查控制线。·不能动解码器拨码设置错误。

应用范围

数字光端机经过多年的发展，已经成为继音频之后的一个重要的交流方式，已经成为提高办公提高效率的重要技术手段，并在很多方面拥有成熟的应用：

远程商务会议应用

普遍意义上的视频会议应用，支持公司在商务活动猛增的情况下，逐步利用视讯会议方式组织部分商务谈判、业务管理、产品展示、远程业务指导和远程公司内部会议等。

远程教育应用

利用视频会议系统开展教育教学活动，使更多、更大范围的学生能够聆听优秀教师的教学。另外，远程培训的应用在各大企业中也越来越受到关注，政府、行业和企业内部组织员工通过Internet或局域网开展网上学习、在线培训、调查、交流等活动，同时也可以满足企业组织各种考试、竞赛和绩效考核等。

远程医疗应用

利用视频会议系统业务实现中心医院与基层医院就疑难病症进行会诊、指导治疗与护理、对基层医务人员的医学培训等。高质量的视频会议使医生、护士在不同地方同时协同工作成为可能。

项目协同工作应用

也是进行远程项目管理的非常好的工具，突出特点是资源共享。项目组的成员能进行远程协作，使地理上分开的工作组以更高的速率和灵活性组织起来。

政府行政会议应用

视频会议系统是一种现代化召开会议的多快好省的方法，它可使上级文件内容即时下达，使下级与会者面对面地讨论和深刻领会上级精神，使上级指示及时得到贯彻执行。

视频通信如此广泛的应用，使得基于视频的统一通信系统能够轻松地在这些成熟的领域进行普及，以视频来拉动统一通信平台的销售，可以大大降低市场推广和客户教育的成本，从而引领统一通信业务走向一个新的高度。因此，以视频为核心，以语音、IM、呼叫中心等其他应用为增值业务点，将会是中国的统一通信市场最为理想的发展模式。

安防工程应用，数字光端机包含多种型号，HPN视频光端机还可以提供反向数据，左右一种常规监控手段，视频光端机正越来越广泛的应用到安防工程项目中。