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浅析视频光端机的技术原理与应用领域

来源:投影时代 更新日期:2015-08-14 作者:佚名

    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。

    光端机应用领域分析

    视频光端机进入中国市场已有20多年时间。视频光端机最早的应用主要集中在公安、军队、政府等资金情况较好、对视频业务有迫切需求,以及要求较高传输效果的行业。随着国产光端机随着技术的不断成熟和完善,许多领域迫切应用到:

    平安城市

    众所周知,平安城市项目是一个特大型、综合性极强的管理系统,其涉及面非常广,不仅需要满足城市治安管理、交通管理、应急指挥等需求,还要兼顾灾难事故预警、安全生产监控等方面对图像监控的需求,同时还需考虑已建立网络的政府机关、单位、企业等区域的系统联动需求,与报警、门禁、对讲等配套系统的集成以及与广播系统的联动等。在平安城市项目中,视频光端机所占份额微乎其微,但工程巨大,在一些大型项目中视频光端机的采购额可达到三、四百万元。

    高速公路

    在众多省份的高速公路项目中都出现了超过200公里的长距离机电工程标段,这些项目中均需采用大量的视频光端机。所以,就单个工程而言,光端机的采购量超过二、三百万已是随处可见。尽管视频光端机在高速公路机电工程建设费用中所占的比例仍然很小,但是它的作用不可小视。视频光端机的产品质量和工程质量直接影响到整个监控系统的运行,因此,无论是甲方还是系统集成商对视频光端机的选择都非常重视。

    高速公路领域历来都受到主流视频光端机厂家的重视,在其中的竞争从来就不缺少“血腥”,但是,由于在技术、性能、产能、可靠性、售后服务等环节要求较高,决定了这个行业必定是重品牌、重技术、重质量、重服务的,所以能够进入高速公路市场的品牌并不多,视频光端机市场仍然还是真正有实力的生产厂家的舞台。

    城市智能交通

    在20世纪80年代末、90年代初以后,随着中国工业化进程的加快,大量人口涌进城市,交通问题日益凸显。为了保证城市交通的正常运转,北京、深圳、上海、南京等城市,都纷纷建立了城市交通监控网。而在当前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纤来传输,视频光端机在其中举足轻重。视频光端机在城市道路监控中,主要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。

    城市轨道交通

    随着我国城市交通和高速公路建设的快速发展,对监控系统中的设备要求也越来越高,由于光纤传输具有带宽大、传输距离远、抗干扰的优势被广泛应用。光端机由于其诸多传输优势,加上这几年的市场需求猛增,光缆成本大幅降低,已经进入相对良性的产业发展轨道。

    目前,平安城市、城市智能交通、高速公路、城市轨道交通项目是光端机的主要市场,每年的增长速度都很快。

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