当前位置 :| 深万弱电>学院>监控知识>

视频监控光端机原理编码解密与模式分析

时间:2013-03-12

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,数字视频光端机开始走向市场并逐渐取代了模拟光端机市场,迎来了数字视频光端机高速发展的时代,并呈现出技术成熟、性能优越、应用面广、需求旺盛的局面。

光端机原理及编码

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。

光端机模式分析

单模光端机和多模光端机的区别在于光波在纤芯里的折射角度和纤芯的纤径是不一样的,单模多用于长距离传送数据,多模多用于2公里以内的数据传输,以往存在单模光端机和多模光端机之间的设备价差正在逐渐减小,下面将为您分析单模与多模光端机两者的区别及选购。

目前常用的光纤按模式分有两大类:多模光纤和单模光纤。以多模光纤制成的光缆是最早投入商用的光缆,由于存在色散严重、衰耗大、可用带宽窄、成本高等问题,已经退出了作为光缆主战场的电信运营商光纤网络平台,只是在智能楼宇的光纤布线方面还保留有一定的市场份额。

当多模光缆用于视频图像传输时,只能满足最远3~5km左右的传输距离,并且对视频光端机的带宽(针对模拟调制)和传输速率(针对数字式)有较大的限制,一般适用于短距、小容量、简单应用的场合。特别是因色散的影响大大限制了采用高速率传输的非压缩数字光端机在传输距离、容量方面的应用。

以单模光纤(主要是G.652光纤)制成的单模光缆由于有着优异的特性和低廉的价格已经成为当前光通信传输的主流。当前光纤通信领域层出不穷的新技术,无论是远距离、大容量、还是多业务方面,无一不是针对单模光纤研制的。光缆的使用寿命在20年以上,比光端机的实际使用周期要长的多。这就要从战略资源的角度来考虑光缆的敷设,必须考虑到将来扩容了、设备更新了,光缆芯数还够用、还能继续承载新业务。

中国电信的光纤传输设备已经更换了好几代,但十几、二十年前敷设的光缆还在正常使用就是一个最好的例证。还值得注意的是,以往存在单模光端机和多模光端机之间的设备价差正在逐渐减小,在多路视频设备上的价差甚至为零,况且单模光缆还比多模光缆便宜,因此使用多模设备的造价一定低的老观点需要更新了。由此看来单模光缆是当前推荐的选择,当然光端机也就要使用支持单模光纤的光端机。简单来说,一般根据公里数、成本来选单模/多模光缆/光纤,再选择对应的光端机类型。