光端機(jī)

光端機(jī)的寫法

光端機(jī)介紹

光端機(jī)，就是光信號傳輸?shù)慕K端設(shè)備。由于目前技術(shù)的提高，光纖價格的降低使它在各個領(lǐng)域得到很好的應(yīng)用，因此各個光端機(jī)的廠家就好比是雨后春筍般發(fā)展起來。但是這里的廠家大部分技術(shù)并不是完全成熟，開發(fā)新技術(shù)需要耗資和人力、物力等，這就產(chǎn)生廠家多是中小企業(yè)，各品牌也先后出現(xiàn)。但是質(zhì)量上還是差不多的，國外的光端機(jī)好但是價格昂貴，因此，國內(nèi)廠家把生產(chǎn)光端機(jī)轉(zhuǎn)型出路了，用來滿足國內(nèi)的需要。

種類

光端機(jī)從接口分類應(yīng)為視頻光端機(jī),音頻光端機(jī),數(shù)據(jù)光端機(jī),以太網(wǎng)光端機(jī)，光端機(jī)分3類：PDH，SPDH，SDH。

PDH（PlesiochronousDigitalHierarchy，準(zhǔn)同步數(shù)字系列）光端機(jī)是小容量光端機(jī)，一般是成對應(yīng)用，也叫點(diǎn)到點(diǎn)應(yīng)用，容量一般為4E1，8E1，16E1。

SDH（SynchronousDigitalHierarchy，同步數(shù)字系列）光端機(jī)容量較大，一般是16E1到4032E1。

SPDH（SynchronousPlesiochronousDigitalHierarchy）光端機(jī)，介于PDH和SDH之間。SPDH是帶有SDH（同步數(shù)字系列）特點(diǎn)的PDH傳輸體制（基于PDH的碼速調(diào)整原理，同時又盡可能采用SDH中一部分組網(wǎng)技術(shù)）。

監(jiān)控術(shù)語的話,那就是視頻光端機(jī),傳輸視頻為主及其他數(shù)據(jù),音頻,開關(guān)量,以太網(wǎng)電話等信號的光電轉(zhuǎn)換傳輸設(shè)備,他的本質(zhì)是:光電轉(zhuǎn)換傳輸設(shè)備;放在光纜的兩端,一收一發(fā),顧名思義光端機(jī)：所以廣義上講,基于光纖網(wǎng)絡(luò)用于傳輸信號的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備都可以稱為光端機(jī)。

以此分類用于電信上傳輸信號(也有壓縮的視頻)的壓縮光端機(jī)與用于監(jiān)控和廣播電視行業(yè)的非壓縮的視頻光端機(jī)。

模擬到數(shù)字

從上個世紀(jì)80年代末模擬光端機(jī)開始進(jìn)入中國應(yīng)用，到2001年開始數(shù)字光端機(jī)的出現(xiàn)；演繹了經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶動科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)推動經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程。

最早出現(xiàn)的模擬光端機(jī)主要是采用模擬調(diào)頻、調(diào)幅、調(diào)相的方式將基帶的視頻、音頻、數(shù)據(jù)等傳輸信號調(diào)制到某一載項(xiàng)，通過另一端的接收光端機(jī)進(jìn)行解調(diào)，恢復(fù)成相應(yīng)的基帶視頻、音頻、數(shù)據(jù)信號。

把信號調(diào)制到光上，通過光纖進(jìn)行視頻傳輸，通常使用以下幾種調(diào)制方式：

調(diào)幅或強(qiáng)調(diào)制系統(tǒng)（AM）：全模擬系統(tǒng)，光學(xué)發(fā)射單元內(nèi)發(fā)光二極管（LED）的亮度或強(qiáng)度隨輸入視頻幅度線性變化。調(diào)幅的光信號通過光纖發(fā)送給光接收單元，由其將信號轉(zhuǎn)換為模擬基帶視頻。

調(diào)頻或脈沖頻率調(diào)制（FM）：也是一個模擬系統(tǒng)，射頻載波通過輸入的視頻信號線性調(diào)節(jié)頻率，經(jīng)過調(diào)制的載波又用于光發(fā)射單元的LED或激光發(fā)射器，經(jīng)過頻率調(diào)制的信號通過光纖發(fā)送給光接收單元，由其將信號轉(zhuǎn)換為模擬基帶視頻。

AM視頻傳輸被廣泛用于工業(yè)安全市場上從低端到中端CCTV監(jiān)視及安全應(yīng)用場合。適用于5.5公里（3.5英里）或更短距離的傳輸，這樣一個系統(tǒng)能夠提供的定性視頻性能是相當(dāng)不錯的，并且總是能夠達(dá)到RS-250C長距離傳輸?shù)钠焚|(zhì)要求。但是，AM視頻傳輸設(shè)備僅適合850nm。多模工作波長這就限制了可用傳輸距離。更顯著的是，對于每1dB的光學(xué)路徑損耗而言，基于調(diào)幅系統(tǒng)的信噪比的線性相關(guān)衰減為2dB，因此，可接受的視頻傳輸質(zhì)量僅能在相對較短的光纜距離下獲得。一些生產(chǎn)商的設(shè)備可能在初始安裝階段需要接收機(jī)增益調(diào)節(jié)，從而使安裝過程復(fù)雜化。一點(diǎn)，AM產(chǎn)品達(dá)不到今天ITS及高端工業(yè)安全應(yīng)用中所需達(dá)到的RS-250C中短距離視頻傳輸技術(shù)要求。

FM視頻傳輸是曾廣泛應(yīng)用于ITS及高端工業(yè)安全市場的傳輸方式。能夠提供極高質(zhì)量的視頻傳輸性能，通常能達(dá)到RS-250C中距離傳輸?shù)馁|(zhì)量要求并且成本合理。不象AM設(shè)備，F(xiàn)M產(chǎn)品適用于1330nm。多模或單模操作，以及1550nm。單模操作，其典型應(yīng)用的傳輸距離可達(dá)66公里（42英里）{客戶需要可達(dá)80KM｝。無需為了方便安裝而要求用戶進(jìn)行調(diào)節(jié)。盡管FM方式能夠提供高質(zhì)量傳輸，但是其信噪比在更高水平的光衰減，或者更長的傳輸距離的光纜傳輸過程中會衰減，并且信噪比與光衰減之間不再是線性關(guān)系，因此其性能并不是可以完全預(yù)測或保持不變的。

另外，基于調(diào)頻的系統(tǒng)很難達(dá)到RS-250C短距離傳輸?shù)募夹g(shù)要求，而且調(diào)頻視頻發(fā)射與接收單元也容易受到外界電磁源以及來自蜂窩電話和手機(jī)等的無線電波的干擾（EMI/RFI），通常出現(xiàn)在野外或路邊環(huán)境中。受技術(shù)限制，光端機(jī)主要有單路、雙路、四路、八路視頻及帶PTZ控制數(shù)據(jù)的光端機(jī)，在一芯上傳輸實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)，傳輸容量嚴(yán)重不足對于具有足夠傳輸容量的光纖造成了浪費(fèi)，復(fù)雜的、大容量、高路數(shù)的設(shè)備則需要多芯傳輸；加上模擬視頻技術(shù)的缺陷帶來的易受干擾、易衰減的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)多級中繼、級聯(lián)比較困難，傳輸業(yè)務(wù)的單一化（一般只有視頻及數(shù)據(jù)信號），模擬視頻傳輸在應(yīng)用了粗波分復(fù)用也同樣受技術(shù)條件和波分復(fù)用設(shè)備價格昂貴的限制，在光纖及光傳輸設(shè)備昂貴的年代許多行業(yè)即使有明確的需求也望而光傳輸設(shè)備

卻步其應(yīng)用了。多路信號同傳引起的交調(diào)失真。

在現(xiàn)場監(jiān)控應(yīng)用中，用戶可能有許多各種信號，如視頻圖像、音頻、數(shù)據(jù)、以太網(wǎng)、電話或其它用戶自定義的信號，為了提高光纖的利用效率，降低成本，必須將各種信號在光端機(jī)進(jìn)行復(fù)用，以便在一對或一根光纖上傳輸。對調(diào)頻、調(diào)幅、調(diào)相光端機(jī)來講，將多路視頻、音頻或數(shù)據(jù)信號混合調(diào)頻、調(diào)幅、調(diào)相在某一載波上必然會引起各種鏡像、交調(diào)干擾。所以目前市場上不乏很多國外品牌的調(diào)頻、調(diào)幅、調(diào)相光端機(jī)多路視頻、音頻、數(shù)據(jù)同傳時出現(xiàn)相互干擾的現(xiàn)象，這些不穩(wěn)定的現(xiàn)象都是模擬調(diào)制技術(shù)長期以來一直所固有的缺點(diǎn)。

數(shù)字光端機(jī)傳輸?shù)氖菙?shù)字信號，很容易進(jìn)行大容量復(fù)用并且不會出現(xiàn)相互干擾。對于日益發(fā)展的市場需求，模擬光端機(jī)已經(jīng)不能適應(yīng)大容量、多業(yè)務(wù)（視頻、數(shù)據(jù)、音頻、開關(guān)量、以太網(wǎng)、對講、電話等）傳輸?shù)囊?，多路串?dāng)_、易衰減、易老化的、售后服務(wù)麻煩等問題使得模擬光端機(jī)逐漸隨著新技術(shù)的出現(xiàn)，市場和應(yīng)用走向了下坡路。

數(shù)字光端機(jī)的出現(xiàn)解決了模擬光端機(jī)所出現(xiàn)的問題。2000年開始通訊技術(shù)的發(fā)展使得光傳輸器件技術(shù)和數(shù)字視頻技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字光端機(jī)開始走向了市場及行業(yè)的應(yīng)用。隨著數(shù)字光端機(jī)和模擬光端機(jī)的的對比發(fā)展，慢慢數(shù)字光端機(jī)開始逐漸代替模擬光端機(jī)，到目前為止已經(jīng)形成了模擬光端機(jī)和數(shù)字光端機(jī)二八分天下的局面。相信不久的將來模擬光端機(jī)只能成為監(jiān)控史上的一個名詞。如果說早期模擬光端機(jī)是國外光端機(jī)廠商帶來的最早的傳輸市場，那么數(shù)字光端機(jī)可就是國內(nèi)和國外競力，國內(nèi)廠商優(yōu)勢與國外廠商的一個過程。

一代光纖視頻傳輸設(shè)備借助于光學(xué)傳輸單元內(nèi)部的一個模-數(shù)轉(zhuǎn)換器或數(shù)字信號編碼器（編碼/解碼器），對于輸入的模擬基帶視頻信號（來自CCTV攝像機(jī)視頻、音頻、數(shù)據(jù)、開關(guān)量、以太網(wǎng)等）采用數(shù)字解碼技術(shù)進(jìn)行處理。然后數(shù)字信號又調(diào)制到LED或激光發(fā)射器上，通過光纖傳輸?shù)焦饨邮諉卧?，在這里先前的數(shù)字信號被一個內(nèi)部的數(shù)-模轉(zhuǎn)換器重新轉(zhuǎn)化為模擬基帶視頻信號。這樣，系統(tǒng)在電氣上完全透明地將光發(fā)射器的視頻輸入通過光纖發(fā)送到了光接收單元的視頻輸出，并且能夠直接匹配目前使用的NTSC、PAL或SECAM制式CCTV攝像機(jī)。

可以說，將模擬信號進(jìn)行數(shù)字化處理后再進(jìn)行傳輸是光端機(jī)技術(shù)質(zhì)的飛躍發(fā)展。數(shù)字光端機(jī)解決了模擬光端機(jī)的傳輸容量少、業(yè)務(wù)能力少、信號易衰減、易串?dāng)_等缺點(diǎn)，優(yōu)勢突顯：傳輸容量大、業(yè)務(wù)種類多，單纖傳輸容量可達(dá)幾十路上百路非壓縮視頻，傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)也多樣化的傳輸視頻、音頻、數(shù)據(jù)、以太網(wǎng)、電話信號、開關(guān)量等各種信號。這樣節(jié)省了光纖，也提高了光纖帶寬的利用率，提高了性價比；信號質(zhì)量的提升到更高的層次，視頻圖象的信噪比在10bit編碼量化下可達(dá)到67~70db，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了遠(yuǎn)距離下模擬信號的50~60db的參數(shù)指標(biāo)。在級聯(lián)技術(shù)應(yīng)用了更是得心應(yīng)手于模擬光端機(jī)。

當(dāng)我們討論數(shù)字解碼視頻傳輸設(shè)備時，評價產(chǎn)品與產(chǎn)品之間的性能時所需考慮的性能參數(shù)是系統(tǒng)所使用的數(shù)字位數(shù)。數(shù)字位數(shù)從根本上定義了系統(tǒng)的電氣動態(tài)范圍以及端到端的信噪比，并且是視頻傳輸性能的主要影響因素?，F(xiàn)在任何一個分辨率為6位的系統(tǒng)從技術(shù)上講都是落后的，不能代表目前的技術(shù)水準(zhǔn)，這樣的系統(tǒng)肯定會產(chǎn)生圖像上可見的非自然信號以及視頻衰減。有鑒于此，在一個數(shù)字解碼視頻傳輸系統(tǒng)中所采用的比特數(shù)最少應(yīng)為8位。8位的分辨率或解碼能力能夠使視頻傳輸品質(zhì)滿足或超過RS-250C短距離傳輸或真正的視頻傳播質(zhì)量要求。

采用數(shù)字非壓縮技術(shù)、10位數(shù)字式視頻編碼技術(shù)（10bit）和15Mhz采樣頻率技術(shù)使得視頻數(shù)字化過程時的數(shù)字采樣點(diǎn)的表示更為精確,得到的圖像效果更逼真,更加完美。

傳輸距離

傳輸距離是指光端機(jī)實(shí)際可傳輸光信號的距離。這是個標(biāo)稱數(shù)值，它取決于設(shè)備和實(shí)際環(huán)境等多種因素,雙纖的光端機(jī)一般可傳輸1到120KM,單纖的一般可傳輸1到80KM。

光端機(jī)現(xiàn)在出現(xiàn)電話光端機(jī)，其目的是通過光纖來傳輸電話語音的光通信設(shè)備，設(shè)備可通過一對光纜傳輸1-720路電話，是遠(yuǎn)距離傳輸電話，屏蔽機(jī)房，電話超市，小區(qū)放號的選擇。

接口類型

光端機(jī)的典型物理接口如下：

BNC接口

BNC接口是指同軸電纜接口，BNC接口用于75歐同軸電纜連接用，提供收（RX）、發(fā)（TX）兩個通道，它用于非平衡信號的連接。

光纖接口

光纖接口是用來連接光纖線纜的物理接口。通常有SC、ST、FC等幾種類型，它們由日本NTT公司開發(fā)。FC是FerruleConnector的縮寫，其外部加強(qiáng)方式是采用金屬套，緊固方式為螺絲扣。ST接口通常用于10Base-F，SC接口通常用于100Base-FX。RJ-45接口

RJ-45接口是以太網(wǎng)最為常用的接口，RJ-45是一個常用名稱，指的是由IEC（60）603-7標(biāo)準(zhǔn)化，使用由國際性的接插件標(biāo)準(zhǔn)定義的8個位置（8針）的模塊化插孔或者插頭。

RS-232接口

RS-232-C接口（又稱EIARS-232-C）是目前最常用的一種串行通訊接口。它是在1970年由美國電子工業(yè)協(xié)會（EIA）聯(lián)合貝爾系統(tǒng)、調(diào)制解調(diào)器廠家及計(jì)算機(jī)終端生產(chǎn)廠家共同制定的用于串行通訊的標(biāo)準(zhǔn)。它的全名是“數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）和數(shù)據(jù)通訊設(shè)備（DCE）之間串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用一個25個腳的DB25連接器，對連接器的每個引腳的信號內(nèi)容加以規(guī)定，還對各種信號的電平加以規(guī)定。（目前多用DB9）

RJ-11接口

RJ-11接口就是我們平時所說的電話線接口。RJ-11是用于西部電子公司（WesternElectric）開發(fā)的接插件的通用名稱。其外形定義為6針的連接器件。原名為WExW，這里的x表示“活性”，觸點(diǎn)或者打線針。例如，WE6W有全部6個觸點(diǎn)，編號1到6,WE4W界面只使用4針，最外面的兩個觸點(diǎn)(1和6)不用，WE2W只使用中間兩針（即電話線接口用）

故障處理

一、沒有視頻信號

1檢查各設(shè)備是否供電正常。

2檢查接收端對應(yīng)通道視頻指示燈是否點(diǎn)亮，

A：若指示燈點(diǎn)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(jiān)視器或DVR等終端設(shè)備間的視頻電纜是否連接好，視頻接口連接是否松動或有虛焊等情況。B：接收端視頻指示燈不亮，檢查前端對應(yīng)通道視頻指示燈是否點(diǎn)亮。(建議對光接收機(jī)重新上電以保證視頻信號的同步性)

a：燈亮(燈亮表示攝像機(jī)采集的視頻信號已送入光端機(jī)前端)，檢查光纜是否連通，光端機(jī)以及光纜終端盒的光接口是否松動。建議重新插拔一次光纖接口(如尾纖頭太臟建議先用棉花酒精清洗待干后再插入)。

b：燈不亮，檢查攝像機(jī)是否工作正常，及攝像機(jī)到前端發(fā)射機(jī)的視頻電纜是否連接可靠。視頻接口是否松動或有虛焊等情況。

若以上方法不能排除故障且有同型號的設(shè)備時，可以采用替換檢查法(要求設(shè)備具有互換性)，即將光纖接到另一端工作正常的接收機(jī)或更換遠(yuǎn)端的發(fā)射機(jī)可以準(zhǔn)確地判斷故障設(shè)備。

二、畫面出現(xiàn)干擾雪花

此種情況多是由于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?shù)臅r候應(yīng)盡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接處是否連接可靠法蘭磁芯是否破損等。

3：光口和尾纖是否過臟應(yīng)用酒精和棉花清潔待干后再插入。4：鋪設(shè)線路時視頻傳輸線纜盡量選用屏蔽性好傳輸質(zhì)量較好的75-5電纜且應(yīng)盡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(jī)數(shù)據(jù)信號指示燈是否正確。

a:對照產(chǎn)品手冊數(shù)據(jù)端口定義檢查數(shù)據(jù)線是否連接正確且牢固可靠。

特別是控制線的正負(fù)極有沒有接反。

:檢查控制設(shè)備(計(jì)算機(jī),鍵盤或DVR等)所發(fā)出的控制數(shù)據(jù)信號格式是否和光端機(jī)所支持的數(shù)據(jù)格式一致(數(shù)據(jù)通信格式詳細(xì)介紹見本手冊**頁),波特率是否超過光端機(jī)所支持的范圍(0-100Kbps)。

b:對照產(chǎn)品手冊數(shù)據(jù)端口定義檢查數(shù)據(jù)線是否連接正確且牢固可靠。特別是控制線的正負(fù)極是否接反。

光端機(jī)常見故障解決之道

1、光端機(jī)的光路問題：

安防監(jiān)控工程中，光纜大多數(shù)都由用戶自行敷設(shè)，一般為G652單模光纖。由于系統(tǒng)覆蓋范圍一般都不大，用標(biāo)配(≤20KM)設(shè)備光鏈路損耗都很富裕，因此，光端機(jī)對光路損耗沒有過高的要求，但是用戶常會遇到無圖像、圖像跳動、圖像質(zhì)量差等問題，這時多數(shù)問題都出在光路兩端的尾纖、跳線或適配器上，而極少與主干光路有關(guān)。常見的問題有：1、光纖活動連接器插入不正確;2、光纖活動連接器纖芯(陶瓷管)被污染。解決辦法是：1、重新插入活動連接器或調(diào)換光纖跳線;2、用99.9[%]無水乙醇擦拭插頭，插座纖芯;3、用萬用表檢查攝像機(jī)視頻纜，判斷有無視頻信號。

2.光端機(jī)的數(shù)據(jù)接口：

為適應(yīng)安防監(jiān)控的需要，系統(tǒng)各種設(shè)備(矩陣，硬錄，解碼器)都提供RS-485方式的數(shù)據(jù)接口，此格式的數(shù)據(jù)接口的優(yōu)點(diǎn)是傳輸距離長，負(fù)載能力強(qiáng)，并能組成四線全雙工通信總線，線上任何兩臺設(shè)備都能實(shí)現(xiàn)雙向通信，而四線RS-422總線則只能實(shí)現(xiàn)主、從機(jī)之間的雙向通信，從機(jī)之間則不能。它的缺點(diǎn)是有一個使能端，呈三態(tài)形式，給通信帶來不穩(wěn)定甚至“卡死”現(xiàn)象。如果出現(xiàn)不能通信(失控)，應(yīng)從以下幾方面查找原因：

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(jī)RS-485接口是否正常，若UA-B電壓為零則視為不正常。

云臺亂轉(zhuǎn)不能控，這種現(xiàn)象是兩個原因造成：a)RS-485端口A+，B-接反;b)系統(tǒng)阻抗嚴(yán)重不匹配。

3、光端機(jī)的開關(guān)量

開關(guān)量信號是TTL電平的脈沖串，它能控制警燈、警鈴、繼電器等工作，開關(guān)量接口的負(fù)載能力以所控制的電流大小來衡量，如EW系列光端機(jī)的開關(guān)量負(fù)載能力為≤1.5A。1.EW系列光端機(jī)開關(guān)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(guān)量接口不能直接并聯(lián)使用，如有需要只能通過分配電路接入。

3.有些客戶用RS-485總線傳輸開關(guān)量，根據(jù)我們的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，這種方式不可取，常會出現(xiàn)工作一段時間(如3~4天)即死機(jī)現(xiàn)象。開關(guān)量轉(zhuǎn)RS-485的轉(zhuǎn)換器制作有缺陷可能是問題所在。

4.光端機(jī)的瞬態(tài)干擾的危害及應(yīng)對措施

1.瞬態(tài)干擾的產(chǎn)生：瞬態(tài)干擾產(chǎn)生于大型感性負(fù)載，如電機(jī)、變壓器、繼電器等設(shè)備的開關(guān)轉(zhuǎn)換，以及雷電的發(fā)生過程中，它往往以靜電感應(yīng)的方式入侵光端機(jī)。

2.瞬態(tài)干擾的危害：由于它干擾頻率高、持續(xù)時間短、干擾幅度大(成百上千伏)、它可以燒壞光端機(jī)的RS-485接口芯片、主芯片等關(guān)鍵部位，卻不留痕跡，尤其是夏季雷雨季節(jié)，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(yīng)對措施：盡管光端機(jī)制造商采用了各種保護(hù)手段，如旁路法(自恢復(fù)二極管)、吸收法(雙向抑制二極管等)、隔離法(光耦隔離)，但是仍不能完全消除瞬態(tài)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。