數字光端機:通過數字電路控制光信号的機器-中文百科頻道

基本介紹

簡介

應用初期，模拟調頻、調幅、調相光端機在市場上占有相當的比例，其傳輸方式是将基帶的視頻、音頻、數據等信号調制在某一載頻上，通過發射光端機進行光纖傳輸，然後通過另一端的接收光端機進行解調，恢複成相應的基帶視頻、音頻、數據信号。

而國内、國外工程上開始大量應用的數字式光端機是将多路模拟基帶的視頻、音頻、數據進行高分辨率數字化，形成高速數字流，然後将多路數字流進行複用，通過發射光端機進行發射，然後通過另一端的接收光端機進行接收，解複用，恢複成各路數字化信号，再通過數字模拟變換（A/D模數轉換）恢複成模拟視頻、音頻、數據。

從市場情況來看，模拟光端機已逐步退出市場，而數字光端機如雨後春筍般開始在市場上普及，數字代替模拟，這也是光纖通信技術顯着的曆史發展趨勢。由于數字光端機具有傳輸信号質量高，沒有模拟調頻、調相、調幅光端機多路信号同傳時交調幹擾嚴重、容易受環境幹擾影響、傳輸質量低劣、長期工作穩定性差的缺點，因此許多大型重點工程已普遍采用數字光端機。

發展

視頻光端機曆經之路nn90年代以後，随着中國工業化進程的加快，大量人口湧進城市，交通問題日益突顯。為了保證城市交通的正常運轉，北京、深圳、南京、上海等城市，都紛紛建立了城市交通監控網。

光端機在城市道路監控中，主要是用于城市各路口的車流量統計、交通信号燈的切換、違章車輛的抓拍、交通事故的監控等等，負責将這些視頻光端機信息上傳到交通監控指揮中心，以保證城市交通的正常運轉。

業内人士表示，在當前IP網絡監控還不成熟的情況下，大多數交通信息都是通過光端機和光纖來傳輸的。而根據調查顯示，有67%的工程商都認為，城市智能交通将成為未來光端機增長的最大領域。

nn數字光端機有如此多的優點所以在工程應用方面廣泛使用數字光端機以成為大勢所趨.下面我們再一起讨論下數字光端機的發展曆程以及在安防領域的發展趨勢。

nn2001～2003年，随着寬帶數字光傳輸器件技術以及數字視頻技術的飛速發展，數字光端機開始走向市場。由于在市場以及應用領域上，數字光端機和模拟光端機基本重疊，所以數字光端機憑借其優勢，在短時間内就占據了模拟光端機的市場，并使得國内外衆多光端機廠商趨之若骛。是什麼原因導緻這樣的情況呢?期待已久的新一代光端機技術具有怎麼樣的先進性呢?

nn數字光端機是将多路模拟基帶的視頻、音頻、數據進行高分辨率數字化，形成高速數字流，然後将多路數字流進行複用，通過發射光端機進行發射;另一端的接收光端機進行接收，解複用，恢複成各路數字化信号，再通過數字/模拟轉換恢複成模拟視頻、音頻、數據。

n将模拟信号先進行數字化處理後再進行傳輸是光端機技術的質的飛躍性發展。數字光端機不僅能解決前面所說的模拟光端機的諸多問題，并且還具有無可比拟的優勢：傳輸容量大，業務種類繁多。

nn傳統的模拟光端機之所以被打敗、市場被吞噬完全是因為模拟光端機自身的缺陷造成的，它傳輸的信号容量有限，不能充分利用光纖的帶寬;傳輸的信号種類也比較單一，也就是視頻、音頻、RS-232、RS-422等低速數據等幾種信号，這和當前多樣化的市場需求是極不相符的。

而數字光端機能夠更好的利用光纖帶寬資源，能夠傳輸更大容量的信号，例如，按照模拟視頻技術的普遍水平，模拟光端機最多可在一芯光纖上傳輸32路視頻信号，而數字光端機的傳輸容量能達到單纖傳輸上百路的非壓縮視頻。如深圳平卓電子科技有限公司生産的Solar-STF系列數字音/視頻光傳輸産品采用了國際上最先進的10位數字視頻編碼技術，圖象質量可達到廣播級，兼容多種視頻及數據格式。

可使用一根光纖同時傳輸多達8路視頻(采用CWDM可達64路)以及多路雙向音頻、多路雙向數據、以太網、開關量等。該系列數字視頻光端機擁有自己的知識産權、性能優異，是一種可靠性高、性價比好的、可實現無損傷遠距離傳輸的光傳輸設備。

廣泛應用于智能交通監控(ITS)、安防系統、智能樓宇、智能小區、工業監控(電力、化工、鋼鐵、鐵路等)軍事監控(邊防、守衛)、體育場館(現場直播音視頻傳輸)及視頻會議、廣播電視系統等社會的各行各業。這極大的豐富了光端機傳輸的信号種類。

所以傳輸容量的提升，提高了光纖帶寬的利用率，降低了傳輸系統的成本，提高了性價比。信号質量好還是以信噪比指标為例，視頻圖像的信噪比指标在8bit分辨量化級的情況下可以輕松達到60dB，在10bit分辨量化級的情況下甚至可以達到70dB。

再者，由于将傳輸信号數字化，也避免了模拟光端機傳輸中傳輸通道之間相互幹擾的問題。此外，數字光端機傳輸的是數字信号，不存在模拟信号那樣的衰減，經過無損中繼理論上的傳輸距離達到無限遠。視頻光端機應用發展之路n

n從行業應用角度而言，也為我們诠釋了将來視頻光端機的發展之路，讓我們來逐一檢視一下。n

n1、智能交通、高速公路引領高增長率

nn智能交通、高速公路長期以來都占據着光端機增長領域的第一位和第二位;自90年代以來，随着中國工業化進程的加快，大量人口湧進城市，交通問題日益突顯。為了保證城市交通的正常運轉，北京、廣州、天津、上海等城市，都紛紛建立了城市交通監控網。

光端機在城市道路監控中，主要是用于城市各路口的車流量統計、交通信号燈的切換、違章車輛的抓拍、交通事故的監控等。它負責将這些視頻信息上傳到交通監控指揮中心，以保證城市交通的正常運轉。

而高速公路主要是涉及新建項目以及舊設備的升級換代，如此龐大規模的建設或改造，對産品的需求自然也就相當可觀了。

nn除此之外，城市治安監控也成為人們普遍關注的亮點(當然智能交通應該屬于平安城市之範疇);而工礦企業、體育場館以及監獄、看守所等對光端機的需求增幅也非常明顯，成為接下來光端機需求增長最快的新興市場。

nn2、城市治安、公共社區監控n

n安防監控新亮點：自平安城市建設以來，城市治安與公共社區監控它已經成為中國安防産業的一個最大亮點。放眼全國，北京、深圳、廣州等地都在逐步加快建設步伐。

截止到2007年末，如果以平均每個城市投入1億人民币來計算，全國22個試點城市用于監控系統的總投入至少在22億。

因為城市治安監控牽涉到分期投入的過程，因此，實際上很多城市用于城市治安監控的金額數目遠遠不止1億元，全國範圍内，僅城市治安監控一個領域就給視頻監控市場帶來了難以估量的商機，而使用視頻光端機作為傳輸方式占到涉及方案的50%以上。

nn3、工礦企業，礦難頻發引發監控新需求

nn廠礦的監控點一般都比較分散，環境比較複雜，且很多廠礦的周界範圍可達幾十公裡，因此，采用光端機不僅解決了遠距離傳輸的問題，而且還具有很好的抗幹擾性，能保證圖像傳輸的效果。

正是出于這些優勢，一直以來，工礦企業就是光端機應用較多的一個領域。除了光端機本身的既有優勢，近年來煤礦安全事故頻發也是促使光端機需求增加的重要原因。

為了加強煤礦信息化建設，以保證煤礦安全，2006年6月底，在全國煤礦推廣數字化瓦斯遠程監控系統電視電話會議上，國家安監部門給煤炭企業下了硬規定：到2005年年底前，高瓦斯、煤與瓦斯突出的礦井要全部建立并完善安全監測監控系統。

而且，要求原國有重點煤礦企業要實現礦務局(集團公司)内部連網;國有地方煤礦、鄉鎮煤礦要實現縣(區)範圍内連網。由于煤礦環境的特殊性，對光端機有一些特殊要求。

如，要求設備能夠防爆炸、防漏電、防長時間浸水，甚至能夠适應低電壓等等。目前，針對煤礦的防爆要求，一些生産廠家開發出井下專用光端機，該類型光端機通過一芯光纖可以傳輸多路數字非壓縮音視頻、純100M以太網信号、多路電話信号、多路控制數據信号和多路報警信号等，非常适合在煤礦安全監控系統中使用。n

n4、體育場館，奧運經濟來臨n

n随着中國經濟的騰飛，越來越多有影響力的活動，如大型體育賽事或國際級會議都在中國召開。為了保障大型活動的順利開展，安保已經成為整個系統工程建設中的重要内容，安防監控需求也越來越明顯。據北京奧組委公布的信息顯示，08年北京奧運會僅安保方面的支出就達3億美元。

體育場館是人員非常密集的場所，監控點非常多，而為了保障每一個人的安全，對監控的要求也相對較高，因此圖像要非常清晰、實時。光端機用于視頻傳輸的最大優點就是不存在帶寬的問題，正好滿足了上述的特殊需求，因此它在體育場館監控方面也具有很大的發展空間。

n5、監獄、看守所，打造數字化監獄n

n在高新技術數字化發展的今天，“多媒體、數字化、全方位”是監獄對監控系統的新要求。除了監獄的内部管理外，一般來說，省市級以上的相關部門都需要對各個監獄的情況做到了如指掌，以免發生囚犯逃跑等重大事故。因此，将圖像及時上傳是監獄方面的一個重要訴求。而采用光端機傳輸，就可以将視頻信息上傳到幾十甚至上百公裡的監控管理中心。n

n據了解，為了替勞教者的将來做打算，目前很多的監獄還為囚犯提供一定的勞動場所，以培養他們的勞動技能和就業能力。為了保證勞動設施和勞動工具不被破壞，這些場所也需要安裝大量的監控設備和視頻傳輸設備。有工程商建議，在監獄中，光纖的線路鋪設得越少越好，以免被人為破壞。nn

6、其它場合

n除了上述幾個比較明顯的增長區域，光端機在其他市場的應用也逐漸普及。随着光端機的業務越來越集成，光端機不僅擁有視頻接口，而且擁有以太網業務、音頻業務接口等等，其應用領域也将更加豐富。

可以預期預計，在現今及未來幾年内，光端機在政府部門、金融單位、油田、機場、港口等領域都将呈現不同幅度的增長。

優勢

有多種視頻傳輸方案可供選擇,但是在構建小城市,城鎮的安防視頻監控網方案時,我們還是建議業主采用光纖加數字光端機來構建傳輸平台.

廣電,電信,網通等都能租用電路,但是E1專線,VLAN專線業務比較貴,普通寬帶電路是為數字業務服務為主的,傳視頻有QOS、清晰度等問題

中小城市,城鎮拉光纖的成本不高,光纖的價格下降比較快.光纖上用數字光端機傳輸視頻能達到中距離廣播級的水平,是MPEG2,MPEG4,JPEG都無法比拟的.

光纖上用數字光端機傳輸視頻的方案所用的傳輸設備就是光端機.數字光端機無需任何的設置,調正.沒有專業背景的人員都會安裝。

常見問題

以數字光端機為例子，以下情況以四路視頻一路反向數據光端機為例，其他機型原理同。

1.無視頻圖像，也無法對雲台控制

可能故障原因：·視頻沒有輸入，數據線沒有接通。測試方法：當視頻信号接入發射光端機時，相對應的視頻通道指示燈會亮，如不亮，說明視頻沒有正常輸入，檢查數據線的接法是否正确，如是485數據，請接1号接線柱（485A）和2号接線（485B）。

光纖線路不通或衰減太大。測試方法：用光功率計可以直接測出光纖線路通斷及衰減情況。實測光功率如在－4dB—－21dB以内為正常。在不使用光功率計的情況下，可以通過觀察光端機指示燈的狀态識别線路通斷，在發射光端機不加任何視頻信号時，如果接收光端機所有的狀态指示燈均亮，則說明光纖線路不通或衰減太大，正常情況為如果發射機第一路接入視頻（指示燈亮），光纖線路正常連通時，接收機第一路的視頻指示燈也同時亮，其餘燈不亮，同時也說明光端機自身工作正常。

·兩端光端機沒有正常供電。測試方法：檢測供電情況。·發射機和接收機颠倒測試方法：發射機為T，視頻入為VIDEOIN，接收機為R，視頻出為VIDEOOUT。

2.有視頻圖像，但無法對雲台控制

可能故障原因：·光纖線路衰減到達臨界值。測試方法：用光功率計檢測，如果衰減在20dB以上，或光功率計測量值為－20dB左右。·解碼器的撥碼地址是否和主控設備所選擇的地址選擇一緻。

測試方法：參照說明書，對照解碼器撥碼與主機選擇通道是否一緻。主控設備的協議是否選擇和解碼器一緻。

測試方法：參照說明書，檢查協議是否一緻。·檢查數據線是否接反。

測試方法：485的A和B以及TD總線的MS和GND是否接反，參照說明書的數據口定義。前端數據線的距離超過150米。

測試方法：檢查前端監控點光端機距離解碼器的距離是否超過150米，如數據線過長，很可能會造成帶載能力不夠。·一對光端機所接解碼器過多。測試方法：一對光端機所帶解碼器的數量不應超過光端機的視頻路數。

3.視頻圖像出現花屏現象

滾屏、黑色條紋幹擾、花屏等現象可能故障原因：·光纖線路衰減太大，可用光功率計測量。測試方法：用光功率計檢測，<－18dB為正常。·光端機受到強信号源的幹擾，如強電場、磁場等。測試方法：确認現場周圍是否有這樣的幹擾源，挪動地點調試。·光端機電源故障。測試方法：更換電源調試，并加裝穩壓電源，在主控室内，有條件的情況下，請加裝UPS電源。

4.數據控制時有時無，或雲台自動旋轉

（485數據接口）可能故障原因：·485阻抗匹配不好，帶載過多或控制線距離過長（超過150米）或沒有按照總線制布線。測試方法：由于485協議對阻抗匹配的要求很高，所以在很多工程現場，由于施工布線的不同，阻抗匹配也不完全相同，請盡量采用總線方式連接解碼器，如選用星型接法，建議加裝TC-3001的485隔離器。

5.某一路或幾路視頻圖像沒有，但可對雲台控制可能故障原因：·輸入視頻信号不正常。測試方法：檢查發射光端機相對應的視頻輸入通道指示燈是否亮，如果視頻信号輸入正常，則對應指示燈會亮，如指示燈不亮，則說明前端信号源存在問題。

6.光端機接多個解碼器時，某些不能動可能故障原因：·不能動解碼器控制線接錯。測試方法：檢查控制線。·不能動解碼器撥碼設置錯誤。

應用範圍

數字光端機經過多年的發展，已經成為繼音頻之後的一個重要的交流方式，已經成為提高辦公提高效率的重要技術手段，并在很多方面擁有成熟的應用：

遠程商務會議應用

普遍意義上的視頻會議應用，支持公司在商務活動猛增的情況下，逐步利用視訊會議方式組織部分商務談判、業務管理、産品展示、遠程業務指導和遠程公司内部會議等。

遠程教育應用

利用視頻會議系統開展教育教學活動，使更多、更大範圍的學生能夠聆聽優秀教師的教學。另外，遠程培訓的應用在各大企業中也越來越受到關注，政府、行業和企業内部組織員工通過Internet或局域網開展網上學習、在線培訓、調查、交流等活動，同時也可以滿足企業組織各種考試、競賽和績效考核等。

遠程醫療應用

利用視頻會議系統業務實現中心醫院與基層醫院就疑難病症進行會診、指導治療與護理、對基層醫務人員的醫學培訓等。高質量的視頻會議使醫生、護士在不同地方同時協同工作成為可能。

項目協同工作應用

也是進行遠程項目管理的非常好的工具，突出特點是資源共享。項目組的成員能進行遠程協作，使地理上分開的工作組以更高的速率和靈活性組織起來。

政府行政會議應用

視頻會議系統是一種現代化召開會議的多快好省的方法，它可使上級文件内容即時下達，使下級與會者面對面地讨論和深刻領會上級精神，使上級指示及時得到貫徹執行。

視頻通信如此廣泛的應用，使得基于視頻的統一通信系統能夠輕松地在這些成熟的領域進行普及，以視頻來拉動統一通信平台的銷售，可以大大降低市場推廣和客戶教育的成本，從而引領統一通信業務走向一個新的高度。因此，以視頻為核心，以語音、IM、呼叫中心等其他應用為增值業務點，将會是中國的統一通信市場最為理想的發展模式。

安防工程應用，數字光端機包含多種型号，HPN視頻光端機還可以提供反向數據，左右一種常規監控手段，視頻光端機正越來越廣泛的應用到安防工程項目中。