基本介紹
- 中文名：視頻光端機
- 性質：傳輸設備
- 傳輸方式：光纖
- 分為：模擬光端機和數字光端機
概述,調製方式,分類,選型,常見品牌,介質特點,故障,沒有視頻信號,畫面出現干擾雪花,解決方法,套用,使用、保養與維護,方案,發展趨勢,
概述
將模擬視頻信號通過各種編碼轉換成光信號通過光纖介質進行遠距離傳輸。視頻信號轉換成光信號的過程有兩種轉換技術，分別是模擬轉換和數字轉換。所以視頻光端機分模擬光端機和數字光端機。
1路視頻光端機
1路視頻光端機調製方式
光端機原理就是把信號調製到光上，通過光纖進行數據傳輸，通常使用以下幾種調製方式：
1）調幅或強調製系統（AM）：全模擬系統，光學發射單元內發光二極體（LED）的亮度或強度隨輸入視頻幅度線性變化。調幅的光信號通過光纖傳送給光接收單元，由其將信號轉換為模擬基帶視頻。
2）調頻或脈衝頻率調製（FM）：也是一個模擬系統，射頻載波通過輸入的視頻信號線性調節頻率，經過調製的載波又用於光發射單元的LED或雷射發射器，經過頻率調製的信號通過光纖傳送給光接收單元，模擬光端機將信號轉換為數字基帶視頻。
四芯光纖高清VGA光端機
四芯光纖高清VGA光端機分類
信號類型：
1） 模擬
模擬光端機採用了PFM調製技術實時傳輸圖象信號，是前些年使用較多的一種。發射端將模擬視頻信號先進行PFM調製後，再進行電-光轉換，光信號傳到接收端後，進行光-電轉換，然後進行PFM解調，恢復出視頻信號。由於採用了PFM調製技術，其傳輸距離很容易就能達到30 Km左右，有些產品的傳輸距離可以達到80 Km，甚至上百公里。並且，圖象信號經過傳輸後失真很小，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象和數據信號的雙向傳輸，滿足監控工程的實際需求。這種模擬光端機也存在一些缺點：
a）生產調試較困難；
b）單根光纖實現多路圖象傳輸較困難，性能會下降，光端機能做到單根光纖上傳輸16路圖象+1路音頻+2路反向485數據；
c) 抗干擾能力差，受環境因素影響較大，有溫漂；
d）由於採用的是模擬調製解調技術，其穩定性不夠高，隨著使用時間的增加或環境特性的變化，光端機的性能也會發生變化，給工程使用帶來一些不便。
2） 數字
由於數位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，所以正如數位技術在許多領域取代了模擬技術一樣，光端機的數位化已成為光端機的主流趨勢。目前，數字圖象光端機主要有兩種技術方式：一種是MPEG II圖象壓縮數字光端機，另一種是非壓縮數字圖象光端機。圖象壓縮數字光端機一般採用MPEG II圖象壓縮技術，它能將活動圖象壓縮成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。由於採用了圖象壓縮技術，它能大大降低信號傳輸頻寬。數字視頻光端機相比模擬視頻光端機具有明顯的優勢：
數字視頻光端機
數字視頻光端機1）傳輸距離較長：可達80Km，甚至更遠（120Km）；
2）支持視頻無損再生中繼，因此可以採用多級傳輸模式；
3）受環境干擾較小，傳輸質量高；
4）支持的信號容量可達16路，甚至更多（32路、64路、128路）。
技術分類：
PDH（Plesiochronous Digital Hierarchy，準同步數字系列）光端機是小容量光端機，一般是成對套用，也叫點到點套用，容量一般為4E1，8E1，16E1。
SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步數字系列）光端機容量較大，一般是16E1到4032E1。
SPDH（Synchronous Plesiochronous Digital Hierarchy）光端機，介於PDH和SDH之間。SPDH是帶有SDH（同步數字系列）特點的PDH傳輸體制（基於PDH的碼速調整原理，同時又儘可能採用SDH中一部分組網技術）。
接口種類
光端機按照接口來分類有視頻光端機、音頻光端機、HD-SDI光端機、VGA光端機、DVI光端機、HDMI光端機、數據光端機、電話光端機、乙太網光端機、開關量光端機。
選型
從傳送到光纖上的信號來分，光端機可分為基於模擬技術的模擬光端機和基於數位技術的數字光端機。 模擬光端機其工作原理不外乎調製解調、濾波和信號混合等。不論是LED 還是LD，其光電調製特性都不是線性的，在信號傳輸過程中難免出現失真、干擾等模擬處理中不可避免的問題，且在大容量傳輸和多業務混合傳輸方面有難以克服的技術難點。
隨著時代的發展，以及用戶對安全防範要求的日益提高，監控光端機在安防領域得到越來越廣泛的運用，而且監控光端機的技術也越來越成熟，目前監控光端機已經可以實現在一芯光纖上傳輸多路視頻、音頻、數據、電話、乙太網、E1信號、報警等多種信號。
常見品牌
國外部分品牌（排名不分先後）：NTK、INFINOVA、ANV、BIC、CWY、STV、MRD、OSD、OPTILINKS、PELCO、OPTELECOM、Meridian（子午線）、Siemens (西門子)、Alcatel（阿爾卡特）等。
國內部分品牌（排名不分先後）：宇航光通（YHGT)、西若威（XOV)、博力揚（BOLY）、HOSHI、昊視之星、北京博威、深圳邦聯通信、深圳宏波視訊、拓賓（TUOBIN）、光網視(ONV)、英飛拓、博力揚、英飛泰克、有恆斯康（CCOM）、AOPRE（歐柏）、AD、AB、SUN Telecom、SPACECOM、安特視訊、博宇（boyu）、紅脈(R)、視爾(TM)、訊維、惠智光達、天為電信、蛙視、歐邁特、OPT奧普泰、天翼訊通、天地偉業、成都哈雷、等。
介質特點
故障
沒有視頻信號
1檢查各設備是否供電正常。
2檢查接收端對應通道視頻指示燈是否點亮，
A：若指示燈點亮(燈亮證明此時該通道已有視頻信號輸出)。則檢查接收端到監視器或DVR等終端設備間的視頻電纜是否連線好，視頻接口連線是否鬆動或有虛焊等情況。
B：接收端視頻指示燈不亮，檢查前端對應通道視頻指示燈是否點亮。(建議對光接收機重新上電以保證視頻信號的同步性)
b ：燈不亮，檢查攝像機是否工作正常，及攝像機到前端發射機的視頻電纜是否連線可靠。視頻接口是否鬆動或有虛焊等情況。
若以上方法不能排除故障且有同型號的設備時，可以採用替換檢查法(要求設備具有互換性)，即將光纖接到另一端工作正常的接收機或更換遠端的發射機可以準確地判斷故障設備。
畫面出現干擾雪花
此種情況多是由於光纖鏈路衰減過大或前端視頻線纜過長受交流電磁干擾所致。
1:檢查尾纖是否有彎折過度的地方(特別是多模傳輸的時候應儘量讓尾纖舒展開切勿過度彎折)。2：檢測光口和終端盒法蘭盤連線處是否連線可靠法蘭磁芯是否破損等。3：光口和尾纖是否過髒套用酒精和棉花清潔待乾後再插入。4：鋪設線路時視頻傳輸線纜儘量選用禁止性好傳輸質量較好的75-5電纜且應儘量避開交流線路以及其他容易引起電磁干擾的物體。
沒有控制信號或者控制信號不正常
檢查光端機數據信號指示燈是否正確。
a:對照產品手冊數據連線埠定義檢查數據線是否連線正確且牢固可靠。特別是控制線的正負極有沒有接反。
:檢查控制設備(計算機,鍵盤或DVR等)所發出的控制數據信號格式是否和光端機所支持的數據格式一致(數據通信格式詳細介紹見本手冊**頁),波特率是否超過光端機所支持的範圍(0-100Kbps)。
b:對照產品手冊數據連線埠定義檢查數據線是否連線正確且牢固可靠。特別是控制線的正負極是否接反。
解決方法
1.檢測有無控制信號用萬用表交流10V檔測控制器(矩陣、硬錄等)輸出RS-485口，看其有無控制信號輸出。
2.判斷光端機RS-485接口是否正常，若UA-B電壓為零則視為不正常。
雲台亂轉不能控，這種現象是兩個原因造成：a)RS-485連線埠A+，B-接反;b)系統阻抗嚴重不匹配。
1.EW系列光端機開關量接口支持常開按鈕，但是如下圖接法時，則常開、常閉形式均支持：
2.開關量接口不能直接並聯使用，如有需要只能通過分配電路接入。
3.有些客戶用RS-485匯流排傳輸開關量，根據我們的實踐經驗證明，這種方式不可取，常會出現工作一段時間(如3~4天)即當機現象。開關量轉RS-485的轉換器製作有缺陷可能是問題所在。
1.瞬態干擾的產生：瞬態干擾產生於大型感性負載，如電機、變壓器、繼電器等設備的開關轉換，以及雷電的發生過程中，它往往以靜電感應的方式入侵光端機。
2.瞬態干擾的危害：由於它干擾頻率高、持續時間短、干擾幅度大(成百上千伏)、它可以燒壞光端機的RS-485接口晶片、主晶片等關鍵部位，卻不留痕跡，尤其是夏季雷雨季節，這種破壞力影響很大，使用戶、商家和廠家都十分傷腦筋。
3.應對措施：儘管光端機製造商採用了各種保護手段，如旁路法(自恢復二極體)、吸收法(雙向抑制二極體等)、隔離法(光耦隔離)，但是仍不能完全消除瞬態干擾造成的破壞，RS-485接口損壞頻繁，給用戶和廠家都造成很大的壓力。
套用
現在的百姓更加重視精神生活的享受，在平時工作之餘，對於一些公共的娛樂地點需求比較的旺盛，由於這些公共的地點人員比較的多，比較 的複雜，所以視頻監控可以發揮重要的作用。
公共場合往往比較的大，所以在安裝監控的時候，需要的光端機的數量也是比較的多的，工程給我們簡單的講解方案。首先,對於大型的公共娛樂等場所，在入口的地方，我們一定要安裝高清的監控攝像頭，對於所有的進出人員我們就能清楚的掌握。對於突發的事件 ，我們也能及時的調取監控。在一些重要的通道，我們最好也要安裝監控視頻，當然在這裡，我們沒有必要安裝高清的監控，只要一般的監控 攝像頭就可以，並且視頻錄像存取的時間也可以短一些。半個月一個月進行清理就可以。
視頻經過多年的發展，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，並在很多方面擁有成熟的套用：
遠程商務會議套用
普遍意義上的視頻會議套用，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、產品展示、遠程業務指導和遠程公司內部會議等。
遠程教育套用
遠程醫療套用
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。
項目協同工作套用
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。
政府行政會議套用
視頻會議系統是一種現代化召開會議的多快好省的方法，它可使上級檔案內容即時下達，使下級與會者面對面地討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套用，使得基於視頻的統一通信系統能夠輕鬆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、呼叫中心等其他套用為增值業務點，將會是中國的統一通信市場最為理想的發展模式。
安防工程套用，視頻光端機包含多種型號，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套用到安防工程項目中。
使用、保養與維護
（1）光端機的使用中要保證連續、正常供電
光端機的雷射器組件和光電轉換模組最忌瞬時脈衝電流的衝擊，因此不宜頻繁開關機。在光端機集中的中心前端機房與1 550 nm光發射機光放大器設定點應配置UPS電源，以保護雷射組件，使光電轉換模組免受脈衝大電流的損害。
（2）光端機的使用中要保持有一個通風、散熱、防潮、整潔的工作環境
光發射機的雷射器組件是設備的心臟，對工作條件要求較高，為了保證設備正常工作，生產廠家在設備內設定了製冷、排熱系統，但當周圍環境溫度超過允許範圍時，設備就不能正常工作，因此在炎熱的季節，當中心機房發熱設備多，通風散熱條件又差時，最好安裝空調系統以保證光端機正常工作。
光纖纖芯工作直徑為微米級，細小的塵埃進入尾纖活動接口內就會阻擋光信號的傳播，引起光功率大幅度下降，系統信噪比降低，這類故障率約為50%，因此機房的清潔衛生也很重要。
（3）光端機的使用中要運行監測與記錄
光端機設備內設定有微處理器，監測系統內部工作狀態採集模組的各種工作參數，並通過LED和VFD顯示系統直觀顯示，為了及時提醒值機人員，光發射機內設定了聲光報警系統，維護人員只要根據運行參數確定故障原因，並及時進行處理，就能保障系統正常運行。
方案
項目需求
產品套用
訊維數字視頻光端機採用國際最先進的數字視頻及千兆光纖高速傳輸技術，將多路視頻及多路音頻、數據、乙太網、電話等信號在單芯或雙芯光纖上無失真、高質量傳輸。該系列產品性價比較高，是遠程視頻監控光傳輸產品的首選。
系統設計
每個出入口和監控室之間配置一對DTV雙路視頻光端機，如果每個監控區域監控點較多，可以選用4路、8路等型號光端機。DTV系列光端機支持的傳輸功能有視頻、音頻、控制數據、計算機網路、電話。其中視頻為基本功能，控制數據和音頻為輔助功能，計算機網路和電話為增強功能，後兩類功能需要用戶根據實際需要選配。
園區出入口監控系統圖
系統特點
DTV系列數字視頻光端機是通過光纖傳輸高質量的視頻、音頻信號和控制數據，是構建基於光纖的遠程數字視頻監控系統的關鍵設備，數字視頻光端機能支持任何高解析度運動、靜止圖像無失真傳輸；克服了常規的模擬調頻、調相、調幅視頻光端機多路信號同傳時交調干擾嚴重、容易受環境干擾影響，傳輸質量高、長期工作穩定可靠。完全可以滿足本項目對高質量視頻傳輸的要求。
發展趨勢
目前，安防的視頻監控仍採用同軸電纜作為近距離信號收發的傳輸介質;隨著IP化的衝擊，TCP/IP協定的網路傳輸方式也日漸得到套用。但無論哪些傳輸方式，都無法滿足現代安防的傳輸需求。光端機作為傳輸介質的終端設備，在整個傳輸中顯得成為重要。下面筆者將一一為您道來。
套用成熟
我國的光端機伴隨著監控行業的發展而發展，從模擬到數字、從數字到高清，一步步走來，經過這么多年的技術積累，已經發展到一個很成熟的階段;北京蛙視通信技術有限責任公司技術總監姚志宏說道：就目前來說，光端機已經沒有太大的技術突破以，但在細分套用中，仍可對一些特殊功能進行開發和完善，包括系統穩定性、容量等常規性能的提升，這也是光端機廠商孜孜不倦尋求突破的動力。
發展不設限
穩住性能是第一要務
光端機技術已經相當成熟之際，許多廠商把開發重心轉向產品性能的提升，目前主要從以下幾點對光端機性能進行完善：
一是力主單模的發展，光纖按光在其中的傳輸可分為多模和單模。而單模可完全避免模態色散，傳輸效果好、不易受干擾、傳輸頻頻寬、傳輸容量大，適應大容量、遠距離傳輸。二是模組化與混合接入設計，模組化設計靈活多變，可為系統的開發提供可擴展功能;隨著數位化的趨勢，SDI技術的融入，不同標準產品的並存給廠商帶來不便，因此，除了模組化設計之外，還需採用混合接入設計，在設備中提供RJ-45網路接口、BNC接口等，使得在同一光端機中既可傳模擬信號，也可接入網路等信號。三是豐富光端機的套用形態，成都威迪數字系列劉學明提出anyaccesx技術方案，該技術將使得產品大為減少至一至兩種規格，客戶可任意進行接入，根據光纖接入點的情況方便規劃，光端機不會再受點對點、節點、環形、匯聚等的限制，一種產品即兼容了所有的接入方式，大大減少光纖使用數量。四是套用復用技術(EDM、TDM、WDM的總稱)，主要解決單光纖傳輸容量小的問題，尤其是HD-SDI套用，占用頻寬大、業務量多，如能將復用技術與波分復用技術相融合，可得到數倍容量的提升，所以，復用技術的研發顯得尤為重要。
光平台平滑前行
從2011安博會知道：現在的企業都在向著賣產品到提供系統完整解決方案演變的趨勢，也使視頻光端機產品開始向平台方向發展，所以將視頻光端機等傳輸設備與其他設備整合，形成一個統一的系統平台將是未來的必然趨勢。
光平台的出現已有一段時間，光平台的套用，一方面橫向擴大了系統的容量，使接入的設備、採用的光纖大量增加，另一方面，帶動了多業務的融合，再者，也保證了傳輸的質量，以前的模擬傳輸光信號在傳輸過程中不斷的經過AD/DA轉換，造成傳輸的延時和傳輸過程中信號的衰減，以致到達終端時，呈現的畫質質量不高、實時性差，而光平台的出現，很好的解決了這一問題，只需調用任何一路數字圖像到相應的連線埠去做DA轉換，不需上牆的信號仍在層級之間進行數字的流動，這樣，在整個過程中，只進行了一次AD/DA轉換，減少了畫質的損耗，實時性也得到了保證。
與高清共成長
高清化已經成為安防行業的發展趨勢，作為信息的傳遞者，自不甘落後，也紛紛推出了相應的高清光端機產品HD-SDI光端機，HD-SDI光端機可實現HD-SDI高清視頻的遠距離光纖傳輸，能在一芯單模芯上傳輸2路基於SMPTE259M/292M/344M標準的非壓縮高清數字視頻信號和多路音頻。但深圳諾龍劉小斌提到，由於廣電與視頻監控領域的套用差異及高造價高費用問題，使得HD-SDI視頻光端機的發展並不是一帆風順。不可否認的是，光端機的跟隨行業發展的腳步是不會停止不行的，未來光端機廠商還會對光功率、復用等技術下一番苦功夫。
