视频光端机.docx

1、视频光端机视频光端机视频光端机视频光端机就是把1到多路的模拟视频信号通过各种编码转换成光信号通过光纤介质来传输的设备，由于视频信号转换成光信号的过程中会通过模拟转换和数字转换两种技术，所以视频光端机又分为模拟光端机和数字光端机。光端机原理就是把信号调制到光上，通过光纤进行视频传输。概述视频光端机就是把1到多路的模拟视频信号通过各种编码转换成光信号通过光纤介质来传输的设备。一、视频光端机调制方式光端机原理就是把信号调制到光上，通过光纤进行视频传输，通常使用以下几种调制方式：1）调幅或强调制系统（AM）：全模拟系统，光学发射单元内发光二极管（LED）的亮度或强度随输入视频幅度线性变化。调幅的光信号

2、通过光纤发送给光接收单元，由其将信号转换为模拟基带视频。2）调频或脉冲频率调制（FM）：也是一个模拟系统，射频载波通过输入的视频信号线性调节频率，经过调制的载波又用于光发射单元的LED或激光发射器，经过频率调制的信号通过光纤发送给光接收单元，模拟光端机将信号转换为数字基带视频。1） 模拟视频光端机模拟光端机采用了PFM调制技术实时传输图象信号，是前些年使用较多的一种。发射端将模拟视频信号先进行PFM调制后，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30 Km左右，有些产品的传输距离可以达到80 K

3、m，甚至上百公里。并且，图象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象和数据信号的双向传输，满足监控工程的实际需求。这种模拟光端机也存在一些缺点：a）生产调试较困难；b）单根光纤实现多路图象传输较困难，性能会下降，目前光端机能做到单根光纤上传输16路图象+1路音频+2路反向485数据；c) 抗干扰能力差，受环境因素影响较大，有温漂；d）由于采用的是模拟调制解调技术，其稳定性不够高，随着使用时间的增加或环境特性的变化，光端机的性能也会发生变化，给工程使用带来一些不便。2） 数字视频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

4、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，光端机的数字化已成为目前光端机的主流趋势。目前，数字图象光端机主要有两种技术方式：一种是MPEG II图象压缩数字光端机，另一种是非压缩数字图象光端机。图象压缩数字光端机一般采用MPEG II图象压缩技术，它能将活动图象压缩成N2Mbps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。由于采用了图象压缩技术，它能大大降低信号传输带宽。数字视频光端机相比模拟视频光端机具有明显的优势：1）传输距离较长：可达80Km，甚至更远（120Km）；2）支持视频无损再生中继，因此可以采用多级传输模式；3）受环境干扰较小，传输质量高；4）支持

5、的信号容量可达16路，甚至更多（32路、64路、128路）。二、视频光端机的分类1、光端机分3类：PDH，SPDH，SDH。PDH（Plesiochronous Digital Hierarchy，准同步数字系列）光端机是小容量光端机，一般是成对应用，也叫点到点应用，容量一般为4E1，8E1，16E1。SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字系列）光端机容量较大，一般是16E1到4032E1。SPDH（Synchronous Plesiochronous Digital Hierarchy）光端机，介于PDH和SDH之间。SPDH是带有SDH（同步数字系列）

6、特点的PDH传输体制（基于PDH的码速调整原理，同时又尽可能采用SDH中一部分组网技术）。2、视频光端机支持的路数光端机主要有单路、双路、四路、八路视频等更高路数及带PTZ控制数据的光端机。3、视频光端机信号类型模拟视频光端机和数字视频光端机。4、视频光端接口种类光端机按照接口来分类有视频光端机、音频光端机、VGA光端机、DVI光端机、数据光端机、电话光端机、以太网光端机、开关量光端机。三、视频光端机的选型1、如何选择合适的视频光端机如何选择合适的视频光端机的问题就摆在了大家面前，在此，谨就多年的行业经验与有意于视频光端机选型应用的读者共享。光端机选购注意事项模拟信号;数字信号<从发送到

7、光纤上的信号来分，光端机可分为基于模拟技术的模拟光端机和基于数字技术的模拟光端机。 模拟光端机其工作原理不外乎调制解调、滤波和信号混合等。不论是LED还是LD，其光电调制特性都不是线性的，在信号传输过程中难免出现失真、干扰等模拟处理中不可避免的问题，且在大容量传输和多业务混合传输方面有难以克服的技术难点。随着时代的发展，以及用户对安全防范要求的日益提高，监控光端机在安防领域得到越来越广泛的运用，而且监控光端机的技术也越来越成熟，目前监控光端机已经可以实现在一芯光纤上传输多路视频、音频、数据、电话、以太网、E1信号、报警等多种信号。2、视频光端机品牌国外部分品牌（排名不分先后）：NTK、博力扬、

8、INFINOVA、ANV、BIC、CWY、STV、MRD、OSD、OPTILINKS、PELCO、OPTELECOM、Meridian（子午线）、Siemens (西门子)、Alcatel（阿尔卡特）、雅图等。国内部分品牌（排名不分先后）：深圳邦联通信、光网视(ONV)、英飞拓、博力扬、英飞泰克、有恒斯康（CCOM）、AOPRE（欧柏）、AD、AB、SUN Telecom、SPACECOM、安特视讯、博宇（boyu）、红脉(R)、视尔(TM)、讯维、海天星科技（AV-HTX）、松拓网络、奥普特旺 、骥翔众达 、惠智光达、安格视、蓝海为(RHW)、天为电信、蛙视、视桥光网、兆维、中威、微创、博康

9、、新创、诺龙、庄诚、华龙、来特威、微迪、欧迈特、OPT奥普泰、天翼讯通、天地伟业、阳光耀华、成都哈雷、杭州来邦、上海来威、北京奥博 ddun、北京华兴易诚、华诚、成尔科技、INFITEK等。3、监控光端机传输的介质及其特点:监控光端机传输的介质是光纤，那么为什么要选择通过光纤来传输呢？光纤的主要组成物质是二氧化硅（SiO2），这种矿物质在整个地球的矿物质中所占的比例比较大，通常在石头、砂粒中都可以提取到。由二氧化硅（SiO2）组成的光纤脆如玻璃，细若发丝。由它的内部组成来看，光纤分为单模光纤和多模光纤，单模光纤的芯径为9m，而多模光纤的芯径可分为50m和62.5m。由于光纤的组成成份，所以它具

10、有传输距离远、不导电、抗干扰能力强、保密性好等特点，在远距离传输中，它通常是广大工程商的首选。产品特点： 10 位数字编码及无压缩式视频传输 支持任何高分辩率视频信号 5Hz-10MHz 视频通道 自动兼容 PAL 、NTSC 、SECAM 视频制式 带 APC 电路，输出光功率恒定，动态范围大 在光功率允许范围内视频质量与传输距离无关 支持视频、数据、音频的并行传输，双向/单向可选 使用过程中无需停机维护，可带电热插拔 千兆光纤传输，大容量，易升级 电源和其它参数状态指示的 LED 可监视系统的运行状况 支持任何高分辨率视频信号 支持视频无损再生中继 支持RS232/RS485/RS422或

11、曼彻斯特码 先进自适应技术，使用时无需进行现场的电气或光学调节 工业级模块化设计使设备可靠灵活 可自动恢复过载保护 独特全内置电源设计 台式、壁挂式四、视频光端机常见故障及其解决方法1、没有视频信号 检查各设备是否供电正常。 检查接收端对应通道视频指示灯是否点亮。 若指示灯点亮(灯亮证明此时该通道已有视频信号输出)。则检查接收端到监视器或DVR等终端设备间的视频电缆是否连接好，视频接口连接是否松动或有虚焊等情况。 接收端视频指示灯不亮，检查前端对应通道视频指示灯是否点亮。(建议对光接收机重新上电以保证视频信号的同步性) 灯亮(灯亮表示摄像机采集的视频信号已送入光端机前端)，检查光缆是否连通，光

12、端机以及光缆终端盒的光接口是否松动。建议重新插拔一次光纤接口(如尾纤头太脏建议先用棉花酒精清洗待干后再插入)。 灯不亮，检查摄像机是否工作正常，及摄像机到前端发射机的视频电缆是否连接可靠。视频接口是否松动或有虚焊等情况。若以上方法不能排除故障且有同型号的设备时，可以采用替换检查法(要求设备具有互换性)，即将光纤接到另一端工作正常的接收机或更换远端的发射机可以准确地判断故障设备。2、画面出现干扰雪花此种情况多是由于光纤链路衰减过大或前端视频线缆过长受交流电磁干扰所致。 检查尾纤是否有弯折过度的地方(特别是多模传输的时候应尽量让尾纤舒展开切勿过度弯折)。 检测光口和终端盒法兰盘连接处是否连接可靠法

13、兰磁芯是否破损等。 光口和尾纤是否过脏应用酒精和棉花清洁待干后再插入。 铺设线路时视频传输线缆尽量选用屏蔽性好传输质量较好的75-5电缆且应尽量避开交流线路以及其他容易引起电磁干扰的物体。3、没有控制信号或者控制信号不正常检查光端机数据信号指示灯是否正确。 对照产品手册数据端口定义检查数据线是否连接正确且牢固可靠。特别是控制线的正负极有没有接反。 检查控制设备(计算机,键盘或DVR等)所发出的控制数据信号格式是否和光端机所支持的数据格式一致(数据通信格式详细介绍见本手册*页),波特率是否超过光端机所支持的范围(0-100Kbps)。 对照产品手册数据端口定义检查数据线是否连接正确且牢固可靠。特

14、别是控制线的正负极是否接反。4、光端机常见故障解决之道1）光端机的光路问题：安防监控工程中，光缆大多数都由用户自行敷设，一般为G652单模光纤。由于系统覆盖范围一般都不大，用标配(20KM)设备光链路损耗都很富裕，因此，光端机对光路损耗没有过高的要求，但是用户常会遇到无图像、图像跳动、图像质量差等问题，这时多数问题都出在光路两端的尾纤、跳线或适配器上，而极少与主干光路有关。常见的问题有：1、光纤活动连接器插入不正确;2、光纤活动连接器纤芯(陶瓷管)被污染。解决办法是：1、重新插入活动连接器或调换光纤跳线;2、用99.9%无水乙醇擦拭插头，插座纤芯;3、用万用表检查摄像机视频缆，判断有无视频信号

15、。2）光端机的数据接口：为适应安防监控的需要，系统各种设备(矩阵，硬录，解码器)都提供RS-485方式的数据接口，此格式的数据接口的优点是传输距离长，负载能力强，并能组成四线全双工通信总线，线上任何两台设备都能实现双向通信，而四线RS-422总线则只能实现主、从机之间的双向通信，从机之间则不能。它的缺点是有一个使能端，呈三态形式，给通信带来不稳定甚至“卡死”现象。如果出现不能通信(失控)，应从以下几方面查找原因：（1）检测有无控制信号用万用表交流10V档测控制器(矩阵、硬录等)输出RS-485口，看其有无控制信号输出。（2）判断光端机RS-485接口是否正常，若UA-B电压为零则视为不正常。云

16、台乱转不能控，这种现象是两个原因造成：a)RS-485端口A+，B-接反;b)系统阻抗严重不匹配。3）光端机的开关量开关量信号是TTL电平的脉冲串，它能控制警灯、警铃、继电器等工作，开关量接口的负载能力以所控制的电流大小来衡量，如EW系列光端机的开关量负载能力为1.5A。(1) EW系列光端机开关量接口支持常开按钮，但是如下图接法时，则常开、常闭形式均支持：(2) 开关量接口不能直接并联使用，如有需要只能通过分配电路接入。(3) 有些客户用RS-485总线传输开关量，根据我们的实践经验证明，这种方式不可取，常会出现工作一段时间(如34天)即死机现象。开关量转RS-485的转换器制作有缺陷可能是

17、问题所在。5、光端机的瞬态干扰的危害及应对措施(1) 瞬态干扰的产生：瞬态干扰产生于大型感性负载，如电机、变压器、继电器等设备的开关转换，以及雷电的发生过程中，它往往以静电感应的方式入侵光端机。(2) 瞬态干扰的危害：由于它干扰频率高、持续时间短、干扰幅度大(成百上千伏)、它可以烧坏光端机的RS-485接口芯片、主芯片等关键部位，却不留痕迹，尤其是夏季雷雨季节，这种破坏力影响很大，使用户、商家和厂家都十分伤脑筋。(3) 应对措施：尽管光端机制造商采用了各种保护手段，如旁路法(自恢复二极管)、吸收法(双向抑制二极管等)、隔离法(光耦隔离)，但是仍不能完全消除瞬态干扰造成的破坏，RS-485接口损

18、坏频繁，给用户和厂家都造成很大的压力。五、视频光端机的应用视频经过多年的发展，已经成为继音频之后的一个重要的交流方式，已经成为提高办公提高效率的重要技术手段，并在很多方面拥有成熟的应用：1、远程商务会议应用普遍意义上的视频会议应用，支持公司在商务活动猛增的情况下，逐步利用视讯会议方式组织部分商务谈判、业务管理、产品展示、远程业务指导和远程公司内部会议等。2、远程教育应用利用视频会议系统开展教育教学活动，使更多、更大范围的学生能够聆听优秀教师的教学。另外，远程培训的应用在各大企业中也越来越受到关注，政府、行业和企业内部组织员工通过Internet或局域网开展网上学习、在线培训、调查、交流等活动，

19、同时也可以满足企业组织各种考试、竞赛和绩效考核等。3、远程医疗应用利用视频会议系统业务实现中心医院与基层医院就疑难病症进行会诊、指导治疗与护理、对基层医务人员的医学培训等。高质量的视频会议使医生、护士在不同地方同时协同工作成为可能。4、项目协同工作应用也是进行远程项目管理的非常好的工具，突出特点是资源共享。项目组的成员能进行远程协作，使地理上分开的工作组以更高的速率和灵活性组织起来。5、政府行政会议应用视频会议系统是一种现代化召开会议的多快好省的方法，它可使上级文件内容即时下达，使下级与会者面对面地讨论和深刻领会上级精神，使上级指示及时得到贯彻执行。视频通信如此广泛的应用，使得基于视频的统一通

20、信系统能够轻松地在这些成熟的领域进行普及，以视频来拉动统一通信平台的销售，可以大大降低市场推广和客户教育的成本，从而引领统一通信业务走向一个新的高度。因此，以视频为核心，以语音、IM、呼叫中心等其他应用为增值业务点，将会是中国的统一通信市场最为理想的发展模式。安防工程应用，视频光端机包含多种型号，HPN视频光端机还可以提供反向数据，左右一种常规监控手段，视频光端机正越来越广泛的应用到安防工程项目中。六、通信应用附件1.光跳线 ：主要起到连接作用，它将光端机和光纤连接起来。那么，从光跳线两端的连接器上来看，光跳线分为FC跳线、ST跳线、SC跳线；从光跳线的长度来看，它可分为3米跳线、5米跳线、1

21、0米跳线等。常用光纤规格： 单模：8/125m，9/125m，10/125m 多模：50/125m，欧洲标准 62.5/125m，美国标准工业，医疗和低速网络：100/140m，200/230m 塑料：98/1000m，用于汽车控制2终端盒 ：终端盒又称熔接盒，主要是保护光跳线和光纤之间的熔接处，通过光纤熔接机将光纤与跳线熔接进终端盒内。通常情况下，在前端每个光发射机处分别需要一个终端盒，在中心控制室只需要一个终端盒。终端盒从它的容积上看，可以分为8口、12口和24口。3法兰盘 ：法兰盘也是一种连接器，通常光端机上有一个光纤接口，这就是法兰盘，也就是连接光跳线和光端机的一个连接器。从它的规格上

22、来看，它可以分为FC、ST、SC三种。光纤接口七、设备连接与测试相关仪器1、光熔接机它主要是通过电极，在瞬间放电的情况下，将光纤与光跳线熔接在一起，在熔接时，要注意光纤端面要切割整齐，并保持端面的干净。2、OTDR光时域反射仪这是一种检测仪器，它主要检测在光纤传输中，是否有光纤断裂的情况。3、光功率计从字面上看，它是一种测功率的仪器，但它测的不是电压功率，而是光纤传输中光的功率，以及光在传输过程的衰减大小。八、监控光端机的应用领域:随着社会对安全防范要求的日益增高，监控光端机已经被广泛地应用在了智能小区、厂矿监控、城市安防、银行联网、道路交通卡口、电子警察和高速公路收费等各行业的监控系统中。它

23、保证了传输的实时性、安全性，并且传输容量大，不仅传输视频，还可以同时传输音频、数据、电话和以太网，受到人们的推崇。其他：视频光端机的特性数字非压缩传输视频采用8位数字编码彩色图像信号高质量实时传输10 Hz -24 kHz 声音频宽完全兼容NTSC, PAL,SECAM制式图像可传输RS232, RS485, RS422标准数据可同时传输以太网信号指示灯能帮助对系统故障做出快速诊断在各种户外条件下的高可靠性支持网管功能安装简易，无需调节九、视频光端机方案:随着社会的发展和科技的进步，我国的高速公路的建设也以前所未有的速度发展。截至去年底，中国公路通车总里程达181万公里，居世界第三位，其中44

24、%是最近14年内修通的，高速公路总里程位居世界第二。 高速公路的运营管理是伴随建设发展亟待解决的问题。其中天气因素、道路设施、行驶车辆因素、管理水平等给运营管理者提出了一系列问题。运营管理者需要对高速公路运营路况实时、全面地了解和掌控，高速公路全程视频监控系统随之应运而生。 与典型的闭路电视监控系统不同，高速公路设置的监控点比较分散，监控设备分布在高速公路长距离沿线上。并且环境条件相对复杂，前端设备对野外恶劣环境的适应性要求极高。由于视频传输距离远，对传输质量同样提出较高的要求。因此，高速公路视频监控系统与常规闭路电视系统的重要区别集中在对前端监控点摄像机的技术条件和信号传输两项关键技术的解决

25、方案上。 对于前端监控点，对摄像机、云台、镜头、解码器等前端设备可能面临的极限温度、湿度、灰尘、腐蚀性气体、风、雪、雨、雷电等因素，甚至人为破坏等恶劣条件要采取足够的防护措施。极大的光照度变化，正午、凌晨、黄昏、夜间、夜间行驶车辆大灯产生的强光，对摄像机提出低照度、宽动态范围、彩色/黑白日夜转换、强光抑制等必须满足的要求。由于维修的难度大，对定购器材的质量、寿命、MTBF(平均无故障工作时间)也有很高的要求。工程建设人员对此要有足够的重视。 对于信号的传输，高速公路全程视频监控的传输距离通常有上百公里，传输媒介则必须采用光纤。有人提出编码压缩远程网络传输和光端机点对点传输的方案，事实上，由于传

26、输通道不具备足够的光纤资源，或者，长距离光缆线路工程的建设费用不菲，满足高速公路视频监控系统传输要具备以下要素。*信号传输需要采用光端机传输*要求光端机具有中继功能，适合超长距离的传输*光端机要求具有共缆传输功能*要求传输至控制中心的信号能够无损还原，甚至要求具有广播级传输l*要求具有单项传输视频功能外，还能双向传输音频和各种数据（气象数据、控制数据等）随着光传输技术的飞速发展，各种新型的光元器件如雨后春笋般出现，新型的级联式光传输系统就是基于粗波分复用技术(CWDM)而研制的。深圳市一通光电有限公司推出的级联式光传输系统，可以有效地解决以上问题。不仅降低传输成本，还可以有效地节约高速公路的光

27、纤资源，提高光纤的利用率。采用粗波分复用技术(CWDM)，在常规（G.652）一芯光纤中可同时传送1470nm、1490nm、1510nm、1530nm、1550nm、1570nm、1590nm、1610nm等八种不同波长，有效地避开1385nm附件存在羟基峰。基本可满足绝大部分客户的需求。每一波段可时分复用1-10路视频信号。新一代的级联式数字视频传输系统已经实现20路视频信号在单芯光纤上对多个不同地点的图像信号实时同步、无失真、高质量（近似广播级）地进行级联传输, 一芯光纤的传输带宽可达21.6G，单波长的传输带宽可达2700M,是目前系统容量的一倍,为客户大容量长距离传输提供了全新的方案

28、。 假设某高速公路160公里长需要全程监控，每2公里为一个监控节点，设定16公里范围为一单元，每个节点安装1台摄像机，利用传统的点对点方式，需要8芯16芯光缆组成传输链路，采用级联式光传输系统只需要1芯光纤就能解决问题。以此类推，在160公里长的高速公路上，利用北京兆维光通信级联式光传输系统较点对点式光端机至少可节约光纤资源70芯以上，节约光缆费用约200万元以上。 应用中，不论设计、实施还是使用，级联式光传输实际上是一个整体不可分割的系统，监控点现场的设备可以称为节点机，中心安装的设备可以称为中心机或者叫局端机。级联式光传输系统为多路数字非压缩视频光传输，系统采用国际最先进的数字视频及千兆光

29、纤传输技术，将1-10路视频信号在单芯光纤上对多个不同地点的图像信号实时同步、无失真、高质量地进行级联传输。级联式多路数字视频光传输系统采用全数字视频无压缩传输技术，高质量的视频效果可满足用户的需求，即插即用的设计使得安装简便易行，无需进行现场调节，其光模块和核心电路均采用进口元器件，稳定性高，所有的光、电接口均符合国际标准，适用于不同的工作环境。该设备组网方式灵活，可实现星形、链形网络等拓扑结构，单波长最大可实现10个节点的电级联方式，与CWDM技术相结合，可实现更多节点的级联传输。 在传输视频信号的同时，还可以传输多路数据、音频信号、气象信号及各种控制信号。该系统采用全数字化通信方式，在发

30、送端将视频信号进行复用和编码，传输至级联端时实现数字信号的复用，确保图像的无损伤，而只有在中心的接收端才对视频信号进行解码和解复用，并还原成视频信号。系统具有抗干扰性强、传输距离可达近百公里、图像分插复用方便、图像质量优，节省光纤、性价比优等特点。主要传输技术指标视频参数视频输入/输出阻抗 75ohm（非平衡）视频输入/输出电压 1.0VP-P Type微分增益（10%-90%APL） ±1% Type微分相位（10%-90%APL） 63dB音频参数音频输入/输出阻抗 600 Ohm(非平衡)音频最大输入/输出电压 2.0VP-P频响 10HZ20kHZ失真 85dB数据参数数

31、据接口 RS232、RS422、RS485、曼码数据等数据速率 0300kbps误码率10-9光学参数波长 1470nm1610nm光纤类型 9/125u单模光输出功率(ST接头) 0-10dBm 光输出功率(FC接头) 0-10dBm接收机灵敏度优于 -22 dBm光学允许最大链损(每个节点) 22dB光学动态范围(每个节点) 22dB环境条件环境温度：-30+75贮存温度：-40+85相对湿度：095% (无冷凝结) 该系统不仅仅在高速公路上能够使用，对于其它一些领域，如城市智能交通监控系统（ITS）、警区安防系统、远程多媒体教学/电视电话会议系统遇到类似整改项目，由于光纤资源紧张扩容无望，也可采用本文提出的典型方案。十、视频光端机的使用、保养与维护1、光端机的使用中要保证连续、正常供电光端机的激光器组件和光电转换模块最忌瞬时脉冲电流的冲击，因此不宜频繁开关机。在光端机集中的中心前端机房与1 550 nm光发射机光放大器设置点