Q.怎樣區(qū)別模擬光端機與數(shù)字光端機?它們的工作原理及性能有何不同?

        A：單從外觀上看是很難區(qū)分模擬光端機和數(shù)字光端機，不過兩者在工作原理上有根本的不同：模擬光端機采用的是基帶視頻信號直接光強度調(diào)制(簡稱AM)或脈沖頻率調(diào)制(PFM)技術(shù)。AM調(diào)制的工作原理是在光發(fā)射端通過基帶視頻信號直接調(diào)制光源，使輸出光的強度隨視頻信號的幅度線性變化，然后在光接收端通過光電探測器將光信號還原成電信號，經(jīng)過放大和增益控制電路，得到穩(wěn)定的視頻信號。在接收端，必須具有自動增益控制電路。在該設備中，通常采用線性度較好的發(fā)光二極管LED(常用于多模設備)或同軸激光器LD作為光源。一般系統(tǒng)性能指標可以達到：加權(quán)信噪比>54dB，微分增益<5%，微分相位<5°。

　　PFM調(diào)制傳輸方式是目前模擬視頻光纖傳輸方式中傳輸質(zhì)量最高的方式之一。PFM是信號光強度調(diào)制前的一種預處理過程，信號經(jīng)過脈沖調(diào)制后，頻譜會變寬，并以此可以換取傳輸質(zhì)量的提高。而PFM處理帶來的傳輸帶寬的增加，對于帶寬極寬的光纖來說并不存在什么問題，而且由于光源的非線性對系統(tǒng)的影響不大，故光調(diào)制深度可以增加，進一步提高系統(tǒng)的信噪比。光源也采用LED或LD，一般系統(tǒng)性能指標可以達到：加權(quán)信噪比>56dB，優(yōu)秀的可以>60dB，微分增益<3%，微分相位<3°。

　　數(shù)字光端機主要指的是非壓縮編碼視頻光端機，嚴格意義上說，是一種采用數(shù)字傳輸方式的視頻光端機，輸入和輸出仍然是標準模擬視頻信號。目前主流數(shù)字光端機大多采用的是10bit或8bit量化編碼，對應的抽樣頻率在13.5Mhz或16.6Mhz以上。采用155Mb/s(單路視頻)、622Mb/s(4路視頻)、1.25G b/s(8路視頻)和2.5G b/s(16路視頻)四個速率等級的光傳輸平臺。在光器件上一般采用電信設備大量使用的收發(fā)一體光模塊，具有優(yōu)異的可靠性和穩(wěn)定性，特別是具有近乎理想的光學動態(tài)范圍，可以使傳輸設備在最大光纖鏈路損耗范圍內(nèi)無需調(diào)整即可正常工作。

　　由于數(shù)字信號的優(yōu)越性，傳輸質(zhì)量大大優(yōu)于模擬光端機。一般系統(tǒng)性能指標可以達到：加權(quán)信噪比>65dB，優(yōu)秀的可以>70dB，微分增益<1%，微分相位<1°，遠高于模擬光端機。特別是多路數(shù)字視頻光端機每通道的指標具有較好的一致性，量產(chǎn)的設備也具有較高的一致性

　　Q.基于何種情況，分別選擇模擬和數(shù)字光端機?

　　A：對于數(shù)字產(chǎn)品來說，高速數(shù)字復接技術(shù)的應用，使得大容量的視頻、音頻、低速數(shù)據(jù)、高速以太網(wǎng)數(shù)據(jù)、電話以及開關(guān)量信號可以輕松地復接到一個高速數(shù)字碼流上穩(wěn)定傳輸，加上數(shù)字電路本身在可靠性、穩(wěn)定性和可重復性方面的優(yōu)勢，利于組織工業(yè)化的大規(guī)模生產(chǎn)，從而又可大幅度降低生產(chǎn)成本。單從價格上說，目前在1～2路視頻光端機上模擬的價格仍然有優(yōu)勢，但在4路以上視頻光端機上模擬和數(shù)字的差別已經(jīng)幾乎沒有了，如果要求需要在視頻傳輸?shù)耐瑫r，還要傳輸音頻、低速數(shù)據(jù)、高速以太網(wǎng)數(shù)據(jù)等多業(yè)務，模擬設備就無法與數(shù)字設備比擬了。

　　從穩(wěn)定性和可維護性上說，模擬設備在溫度漂移特性，老化特性和長期工作穩(wěn)定性上是顯然不如數(shù)字設備。大量工程商在使用光端機過程中反映的如光端機要按出廠序列號收、發(fā)配對使用;控制時有時無;某一端故障時必須全套更換等問題，就是指的這一類問題。無論是工程商還是最終用戶，設備的長期維護費用也是應該認真考慮的。作為從一次投資長期受益的角度出發(fā)，數(shù)字設備明顯優(yōu)于模擬設備。從技術(shù)角度來看，數(shù)字取代模擬是必然趨勢，更何況制約模擬光端機的一些瓶頸也只能通過數(shù)字化來打破。高質(zhì)量、遠距離、超遠距離傳輸、多功能、多業(yè)務要求和復雜的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)只能用數(shù)字光端機來實現(xiàn)。

　　Q.光端機除提供視頻信號的傳輸通道外，還能提供豐富的其它信號傳輸通道，如音頻信號、異步數(shù)據(jù)信號、以太網(wǎng)信號、開關(guān)量信號和普通電話信號等。在選擇配置光端機的這些輔助功能時，需要考慮哪些因素?

　　A：光端機的音頻接口一般都是線路電平，即電壓型小信號。輸入端必須接前置音頻放大器才能接麥克風，輸出端必須接音頻功放才能推動音箱，因此有監(jiān)聽要求時應注意光端機的前后配置。異步數(shù)據(jù)信號一般為RS232或RS485，必須明確需要傳輸?shù)淖罡咚俾适欠裰С?。對于RS485信號還存在半雙工應用模式，也必須明確。需要注意的是由于一般低端模擬光端機產(chǎn)品在數(shù)據(jù)通道上僅配置1路RS485反向數(shù)據(jù)，而且一般只支持19.2Kb的最高速率(甚至更低)，當碰到一些只能以標準的RS485半雙工方式操控的矩陣鍵盤、高速球機(也是兩線控制，極易混淆)，以及采用Manchester編碼即曼碼時，將無法正常工作。開光量信號不但有控制方向，還有常開或常閉的選擇問題。光端機的以太網(wǎng)接口一般都是10/100M自適應接口，但并非都保證100M的線速，大多都是10M線速，如果用于一般辦公自動化網(wǎng)絡連接問題不大，但需要傳輸數(shù)據(jù)流量較大的媒體流時就會出現(xiàn)問題。電話信號與普通雙向?qū)χv信號有本質(zhì)的區(qū)別，不但有饋電功能，還能承載高達90V以上的鈴流信號，除非具有電話接口的光端機，一般光端機的雙向音頻功能接口是不能直接與電話線相連的。

　　Q.視頻帶寬對對圖像的質(zhì)量會產(chǎn)生怎樣的影響?應怎樣去判別光端機產(chǎn)品的真實的視頻帶寬?

　　A：這里的視頻帶寬據(jù)問題本意應該是說輸入帶寬或者是基帶帶寬，是攝像機到數(shù)字光端機視頻輸入口之間的模擬傳輸帶寬。\r\n視頻帶寬不足，監(jiān)視畫面細節(jié)部分就不夠清晰，水平分辨率就低，嚴重的甚至出現(xiàn)了色彩失真或丟失。輸入帶寬如果過低，也會造成視頻信號中高頻信息的丟失?？梢詮墓舛藱C采樣頻率上來判斷光端機的實際最大帶寬(光端機的輸入帶寬實際是一個范圍)。按照奈奎斯特采樣定律，要真實地還原信號，其采樣頻率至少應該是信號頻率的兩倍。如某光端機標稱采樣頻率為16MHz，可以感性判斷其輸入帶寬最大為 8M。在數(shù)字非壓縮光端機中數(shù)字圖像的實際傳輸帶寬一般受傳輸器件通道帶寬的制約，由該通道帶寬和編碼精度(8位或10位編碼)即可逆向推算出其實際模擬視頻信號的采樣帶寬。對于一般的工程商和用戶通過比較觀察圖像的細節(jié)，可以粗略判斷設備的視頻帶寬相對大小。

[nextpage]　　Q.在監(jiān)控工程中，應選用何種供電方式的光端機?另外，對光端機的輸入電源范圍有何要求?

　　A：供電是保證數(shù)字視頻光端機可靠性的首要考慮要素，供電不能保證可靠、合理，談數(shù)字視頻光端機的可靠性就成了一句空話。采用220VAC供電的視頻光端機取電比較方便，可靠性也較高，工程中應視情況盡量選擇220VAC供電的光端機。這種光端機目前主要有兩種供電方式，一種是電源外置式，一種是電源內(nèi)置式，即電源和光端機一體化。從工程應用來看，電源內(nèi)置安裝調(diào)試較為方便，但不便于更換維修。但是電源外置式光端機的模塊化設計思想也從維護上對光端機的可靠性提出保障，在電源模塊故障時便于更換。工程中選取光端機時，應該綜合衡量做出選擇。\r\n基于國內(nèi)電網(wǎng)情況，結(jié)合工程場地實際，應盡量選擇輸入電源范圍寬的多路數(shù)字視頻光端機。輸入電源電壓范圍越大，表示光端機對電源的適應性越好。

　　Q.光端機在接地上的考慮對設備的可靠性有何影響?一個好的接地要從哪些方面去考慮?

　　A：在安防監(jiān)控工程中，保證設備的良好接地是保證設備可靠性的重要環(huán)節(jié)。良好的接地，對設備抵御浪涌沖擊、防靜電和防雷擊都有好處，從而高度保證設備的可靠性。一個好的接地方案應有以下方面的考慮：

　　1.光端機的電源必須接地。作為工業(yè)級產(chǎn)品，為了設備和人員的安全，多路數(shù)字視頻光端機應采用國標220VAC電源線與電源插座相連，而不能為了省事采用兩芯電源線與電源插座相連。而且，工程中應保證電源插座的地線與大地可靠連接。

　　2.光端機的信號地應與機殼地、大地相連。這樣可以為積累的靜電荷提供泄放回路，防止靜電荷積累而損壞設備的問題。光端機的信號地與機殼地、大地間的良好連接，可有效地預防感應雷對設備造成的損壞。

　　3.多路數(shù)字視頻光端機的RS485數(shù)據(jù)端子也應提供接地線。\r\n這樣在工程中與對端設備的地線端子相連，避免因RS485通道兩端設備間的地電位差損壞數(shù)據(jù)端口。

　　Q.在有的工程中需要多路視頻傳到中心，有的則需一路或多路信號傳到各個點上，或者有的信號需要傳到很遠的距離，對于這些復雜的需求，需要光端機具備哪些功能?

　　A.有的安防監(jiān)控工程，一根光纖沿途有多路視頻要傳輸?shù)街行谋O(jiān)控機房;而有的安防監(jiān)控工程，和前者正好相反，一路或多路視頻信號要傳輸?shù)焦饫w沿途的各個接收點上;還有的安防監(jiān)控工程，多路視頻信號需要傳輸很遠的距離，中間可能要用到幾級中繼。這樣就要求多路數(shù)字視頻光端機具備視頻信號的插入和提取功能及無損中繼功能(直接在傳輸層中繼信號而不是在用戶接口層中繼信號，后者將劣化視頻信號的技術(shù)指標)。通過時隙配置可以實現(xiàn)圖像的全網(wǎng)交叉，使用極為方便，且有組網(wǎng)靈活，擴展方面的特點。在工程中若有這類需求，應該優(yōu)先考慮采用此類設備，不僅減少了故障點，提高了系統(tǒng)的可靠性，保證了技術(shù)指標，并且減少了工程費用，節(jié)約了用戶投資。

　　Q.怎樣利用光端機分別搭建總線、星型、環(huán)型傳輸系統(tǒng)?在構(gòu)建系統(tǒng)時需要從哪些方面考慮?

　　A：星型傳輸系統(tǒng)是最常用的系統(tǒng)，特點是每一個監(jiān)控點都有至少一芯光纖與中心控制端相連。這樣實際上就是大量獨立的點對點光端機的集成使用。每一個光線鏈路方向都由一對獨立的，甚至是功能各異的光端機。只是在控制中心為了集中安裝、供電和維護，將其插在專門提供的密集安裝子架上。該系統(tǒng)設計、安裝和維護簡單，設備造價最低，系統(tǒng)工作可靠性不因某一條光鏈路故障而癱瘓。系統(tǒng)升級和擴容的代價較小，也相對容易一些。該系統(tǒng)占用光纖資源較多，光纜工程造價會相對高一些。另外，一些采用多芯光纜逐段敷設，沿途設點的設計方式實際上也是一種特殊的星型結(jié)構(gòu)。

　　總線型光端機更準確的定義是采用單/雙纖鏈路式組網(wǎng)形式的圖像傳輸系統(tǒng)，也被稱為節(jié)點式光端機。采用的技術(shù)是電信中常用的粗波分復用技術(shù)(CWDM)和分插復用技術(shù)(ADM)，具有節(jié)省光纖資源，延長傳輸距離等優(yōu)點。由于采用ADM技術(shù)的鏈路式光端機在傳輸容量上受到較大限制，一般將CWDM與ADM結(jié)合使用。在沒有富余光纖資源的情況下，更多的是采用CWDM技術(shù)，這樣可以使不同業(yè)務平臺的光通信系統(tǒng)完全在物理上隔絕的一芯光纖上傳輸。該系統(tǒng)造價較高，一般使用在高速公路、銀行聯(lián)網(wǎng)等高端應用場合。

　　環(huán)形傳輸系統(tǒng)源于同步高速光通信SDH系統(tǒng)，采用雙纖或4纖將遠端監(jiān)控點組成一個封閉的環(huán)。該系統(tǒng)的最大優(yōu)勢是具有線路保護能力，也即"自愈"功能。該系統(tǒng)目前大多直接采用SDH傳輸平臺(也有采用IP方式)，考慮到傳輸容量問題，主要以視頻壓縮編解碼方式傳輸，造價昂貴。