光端機原理分類及發展方向
隨著我國城市交通和高速公路建設的快速發展,對監控系統中的設備要求也越來越高,由于光纖傳輸具有帶寬大、傳輸距離遠、抗干擾的優勢被廣泛應用。光端機由于其諸多傳輸優勢,加上這幾年的市場需求猛增,光纜成本大幅降低,已經進入相對良性的產業發展軌道。
光端機分類及原理
光傳輸系統由三部分組成:光源(光發送機)、傳輸介質、檢測器(光接收機)其中光源和檢測器的工作都是由光端機完成的。光端機就是將多個E1(一種中繼線路的數據傳輸標準,通常速率為2.048MbPS,此標準為中國和歐洲采用)信號變成光信號并傳輸的設備(它的作用主要就是實現電-光和光-電轉換)。
光端機主要有模擬光端機和數字光端機兩種:
1、模擬光端機
模擬光端機采用了PFM調制技術實時傳輸圖像信號,是目前使用較多的一種。發射端將模擬視頻信號行PFM調制后(一般有調頻、調相、調幅幾種方式,從而把模擬光端機分成調頻、調相、調幅等幾種光端機),再進行電-光轉換,光信號傳到接收端后,進行光-電轉換,然后進行PFM解調,恢復出視頻信號。由于采用了PFM調制技術,其傳輸距離很容易就能達到30Km左右,有些產品的傳輸距離可以達到60Km,甚至上百公里。并且,圖像信號經過傳輸后失真很小,具有很高的信噪比和很小的非線性失真。通過使用波分復用技術,還可以在一根光纖上實現圖像和數據信號的雙向傳輸。
2、數字光端機
由于數字技術與傳統的模擬技術相比在很多方面都具有明顯的優勢;所以正如數字技術在許多領域取代了模擬技術一樣,光端機的數字化也是一種必然趨勢。目前,數字圖像光端機主要有兩種技術方式:一種是MPEGII圖像壓縮數字光端機,另一種是非壓縮數字圖像光端機。圖像壓縮數字光端機一般采用MPEGII圖像壓縮技術,它能將活動圖像壓縮成N×2Mbps的數據流通過標準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,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的標準接口,可以利用現有的電信傳輸設備的富裕通道傳輸監控圖像,為工程應用帶來了方便。不過,圖像壓縮數字光端機也有其固有的缺點。其致命的弱點就是不能保證圖像傳輸的實時性。因為圖像壓縮與解壓縮需要一定的時間,所以一般會對所傳輸的圖像產生1-2S的延時。因此,這種設備只適合用在對實時性要求不高的場所,另外,經過壓縮后圖像會產生一定的失真,并且這種光端機的價格也偏高。
非壓縮數字圖像光端機的原理就是將模擬視頻信號進行A/D變換后和語音、音頻、數據等信號進行復接,再通過光纖傳輸。它用較高的數據速率來保證視頻信號的傳輸質量和實時性,由于光纖的帶寬非常大,所以這種高數據速率也并沒有對傳輸通道提出過高要求。非壓縮數字圖像光端機能提供很好的圖像傳輸質量(信噪比大于60dB,微分相位失真小于2,微分增益失真小于2%),達到了廣播級的傳輸質量,并且圖像傳輸是全實時的。由于采用數字化技術,在設備中可以利用己經很成熟的通信技術比如復接技術、光收發技術等,提高了設備的可靠性,也降低了成本。
光端機產品發展方向
1、HD-SDI興起高清光端機步入市場
目前,市場上高清視頻監控方案主要有基于IP的網絡高清和基于HD-SDI的實時高清兩大技術路線。HD-SDI高清通過同軸電纜或光纖直接傳輸非壓縮的視頻信號。
實現了真正的實時高清。HD-SDI高清因為其能夠提供更豐富的圖像細節、能夠實現從傳統標清視頻監控系統平滑升級為高清視頻監控系統和實時性、標準性、高可靠性在更多的領域得到日益廣泛的應用。
隨著HD-SDI的興起,在高速公路項目和平安城市建設中,高清光端機已經出現了一定規模的應用,但是HD-SDI畢竟只是革命性的爆發,還不能成為視頻監控的潮流,此外,高清光端機(主要是HD-SDI接口)技術仍然不夠成熟,產品系列不齊全,目前能夠做的業務功能主要是視頻數據;芯片、模塊成本較高,造成整體成本遠高于標清光端機。所以廣大的光端機廠家還需要加強研發力量,將技術、產品完善;形成較為完善的產業鏈,提高設備的出貨量,將成本降低;對于新事物,廠商需要加大服務力度,更深入地和客戶和溝通,以增強客戶對該方案的使用信心。
2、網絡視頻解決方案與平臺化光端機發展兩大主流方向
在光端機行業高速發展的同時,也伴隨著技術方案的競爭,其中zui主要的是網絡視頻解決方案的競爭。目前的光纖傳輸方案中,除了單純利用光端機組網的方案之外,還包括光矩陣、視頻編解碼器交換機、以太網無源光網絡(EPON)視頻編解碼器、UTN綜合業務光傳輸網等方案。
不同方案利用光端機的種類和方式也不同,例如為配合以太網無源光網絡建設,基于EPON技術的光端機也開始受到廠家重視,這種產品對于大容量前端視頻接入的項目中能降低成本。綜合業務全數字光傳輸交換系統可以很好的解決多級傳輸/交換和管理的要求,是光端機技術發展的一個新的技術平臺,該系統的產品也可以很好地支持各種拓撲結構的圖像分布的接入,比如星形、鏈形、環形以及混合型拓撲結構。
高興新羅中亮表示,網絡、高清、智能趨勢需要光端機更好地融入到網絡化應用中,提供的應用解決方案。需要光纖傳輸在超大容量,超長距離的傳輸中取得技術上的突破,才能在與網絡傳輸的競爭中占得先機。
3、整合或成為光端機未來發展另一個方向
光端機與其他產品的整合也是將來的一個發展方向,早幾年國外企業就開發了光傳輸攝像機。這兩年國內企業也在開發類似產品,以光纖高速球為例,天地偉業的光線高速球就是將光端機發射機的模塊做到高速球的線路板上。
隨著光纖和光端機核心芯片的價格降低,光端機的應用越來越廣泛,多種安防系統都需要更好的傳輸技術,客戶的需求會進一步的多樣化,光端機產品總體要向多業務綜合平臺發展。總之,數字化、多功能化、智能化、標準化、集成化是當前光端機技術發展的方向。
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