光端机原理分类及发展方向

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一、光端机分类及原理

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。

二、光端机产品发展方向

1、HD-SDI兴起高清光端机步入市场

目前，市场上高清视频监控方案主要有基于IP的网络高清和基于HD-SDI的实时高清两大技术路线。HD-SDI高清通过同轴电缆或光纤直接传输非压缩的视频信号，

实现了真正的实时高清。HD-SDI高清因为其能够提供更丰富的图像细节、能够实现从传统标清视频监控系统平滑升级为高清视频监控系统和实时性、标准性、高可靠性在更多的领域得到日益广泛的应用。

随着HD-SDI的兴起，在高速公路项目和平安城市建设中，高清光端机已经出现了一定规模的应用，但是HD-SDI毕竟只是革命性的爆发，还不能成为视频监控的潮流，此外，高清光端机(主要是HD-SDI接口)技术仍然不够成熟，产品系列不齐全，目前能够做的业务功能主要是视频数据;芯片、模块成本较高，造成整体成本远高于标清光端机。所以广大的光端机厂家还需要加强研发力量，将技术、产品完善;形成较为完善的产业链，提高设备的出货量，将成本降低;对于新事物，厂商需要加大服务力度，更深入地和客户联系和沟通，以增强客户对该方案的使用信心。

2、网络视频解决方案与平台化光端机发展两大主流方向

在光端机行业高速发展的同时，也伴随着技术方案的竞争，其中最主要的是网络视频解决方案的竞争。目前的光纤传输方案中，除了单纯利用光端机组网的方案之外，还包括光矩阵、视频编解码器交换机、以太网无源光网络(EPON)视频编解码器、UTN综合业务光传输网等方案。

不同方案利用光端机的种类和方式也不同，例如为配合以太网无源光网络建设，基于EPON技术的光端机也开始受到厂家重视，这种产品对于大容量前端视频接入的项目中能降低成本。综合业务全数字光传输交换系统可以很好的解决多级传输/交换和管理的要求，是光端机技术发展的一个新的技术平台。该系统的产品也可以很好地支持各种拓扑结构的图像分布的接入，比如星形、链形、环形以及混合型拓扑结构。

高兴新罗中亮表示，网络、高清、智能趋势需要光端机更好地融入到网络化应用中，提供全方位的应用解决方案。需要光纤传输在超大容量，超长距离的传输中取得技术上的突破，才能在与网络传输的竞争中占得先机。

3、整合或成为光端机未来发展另一个方向

光端机与其他产品的整合也是将来的一个发展方向，早几年国外企业就开发了光传输摄像机。这两年国内企业也在开发类似产品，以光纤高速球为例，天地伟业的光线高速球就是将光端机发射机的模块做到高速球的线路板上。

随着光纤和光端机核心芯片的价格降低，光端机的应用越来越广泛，多种安防系统都需要更好的传输技术，客户的需求会进一步的多样化，光端机产品总体要向多业务综合平台发展。总之，数字化、多功能化、智能化、标准化、集成化是当前光端机技术发展的方向。