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

        A：?jiǎn)螐耐庥^上看是很難區(qū)分模擬光端機(jī)和數(shù)字光端機(jī)，不過(guò)兩者在工作原理上有根本的不同：模擬光端機(jī)采用的是基帶視頻信號(hào)直接光強(qiáng)度調(diào)制(簡(jiǎn)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(guò)基帶視頻信號(hào)直接調(diào)制光源，使輸出光的強(qiáng)度隨視頻信號(hào)的幅度線性變化，然后在光接收端通過(guò)光電探測(cè)器將光信號(hào)還原成電信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大和增益控制電路，得到穩(wěn)定的視頻信號(hào)。在接收端，必須具有自動(dòng)增益控制電路。在該設(shè)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(shè)備)或同軸激光器LD作為光源。一般系統(tǒng)性能指標(biāo)可以達(dá)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(hào)光強(qiáng)度調(diào)制前的一種預(yù)處理過(guò)程，信號(hào)經(jīng)過(guò)脈沖調(diào)制后，頻譜會(huì)變寬，并以此可以換取傳輸質(zhì)量的提高。而PFM處理帶來(lái)的傳輸帶寬的增加，對(duì)于帶寬極寬的光纖來(lái)說(shuō)并不存在什么問(wèn)題，而且由于光源的非線性對(duì)系統(tǒng)的影響不大，故光調(diào)制深度可以增加，進(jìn)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(biāo)可以達(dá)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(jī)主要指的是非壓縮編碼視頻光端機(jī)，嚴(yán)格意義上說(shuō)，是一種采用數(shù)字傳輸方式的視頻光端機(jī)，輸入和輸出仍然是標(biāo)準(zhǔn)模擬視頻信號(hào)。目前主流數(shù)字光端機(jī)大多采用的是10bit或8bit量化編碼，對(duì)應(yīng)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(gè)速率等級(jí)的光傳輸平臺(tái)。在光器件上一般采用電信設(shè)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(xué)動(dòng)態(tài)范圍，可以使傳輸設(shè)備在最大光纖鏈路損耗范圍內(nèi)無(wú)需調(diào)整即可正常工作。

　　由于數(shù)字信號(hào)的優(yōu)越性，傳輸質(zhì)量大大優(yōu)于模擬光端機(jī)。一般系統(tǒng)性能指標(biāo)可以達(dá)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(yuǎn)高于模擬光端機(jī)。特別是多路數(shù)字視頻光端機(jī)每通道的指標(biāo)具有較好的一致性，量產(chǎn)的設(shè)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(jī)?

　　A：對(duì)于數(shù)字產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，高速數(shù)字復(fù)接技術(shù)的應(yīng)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(kāi)關(guān)量信號(hào)可以輕松地復(fù)接到一個(gè)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(fù)性方面的優(yōu)勢(shì)，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(jià)格上說(shuō)，目前在1～2路視頻光端機(jī)上模擬的價(jià)格仍然有優(yōu)勢(shì)，但在4路以上視頻光端機(jī)上模擬和數(shù)字的差別已經(jīng)幾乎沒(méi)有了，如果要求需要在視頻傳輸?shù)耐瑫r(shí)，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(wù)，模擬設(shè)備就無(wú)法與數(shù)字設(shè)備比擬了。

　　從穩(wěn)定性和可維護(hù)性上說(shuō)，模擬設(shè)備在溫度漂移特性，老化特性和長(zhǎng)期工作穩(wěn)定性上是顯然不如數(shù)字設(shè)備。大量工程商在使用光端機(jī)過(guò)程中反映的如光端機(jī)要按出廠序列號(hào)收、發(fā)配對(duì)使用;控制時(shí)有時(shí)無(wú);某一端故障時(shí)必須全套更換等問(wèn)題，就是指的這一類問(wèn)題。無(wú)論是工程商還是最終用戶，設(shè)備的長(zhǎng)期維護(hù)費(fèi)用也是應(yīng)該認(rèn)真考慮的。作為從一次投資長(zhǎng)期受益的角度出發(fā)，數(shù)字設(shè)備明顯優(yōu)于模擬設(shè)備。從技術(shù)角度來(lái)看，數(shù)字取代模擬是必然趨勢(shì)，更何況制約模擬光端機(jī)的一些瓶頸也只能通過(guò)數(shù)字化來(lái)打破。高質(zhì)量、遠(yuǎn)距離、超遠(yuǎn)距離傳輸、多功能、多業(yè)務(wù)要求和復(fù)雜的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)只能用數(shù)字光端機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

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

　　A：光端機(jī)的音頻接口一般都是線路電平，即電壓型小信號(hào)。輸入端必須接前置音頻放大器才能接麥克風(fēng)，輸出端必須接音頻功放才能推動(dòng)音箱，因此有監(jiān)聽(tīng)要求時(shí)應(yīng)注意光端機(jī)的前后配置。異步數(shù)據(jù)信號(hào)一般為RS232或RS485，必須明確需要傳輸?shù)淖罡咚俾适欠裰С帧?duì)于RS485信號(hào)還存在半雙工應(yīng)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(jī)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(dāng)碰到一些只能以標(biāo)準(zhǔn)的RS485半雙工方式操控的矩陣鍵盤、高速球機(jī)(也是兩線控制，極易混淆)，以及采用Manchester編碼即曼碼時(shí)，將無(wú)法正常工作。開(kāi)光量信號(hào)不但有控制方向，還有常開(kāi)或常閉的選擇問(wèn)題。光端機(jī)的以太網(wǎng)接口一般都是10/100M自適應(yīng)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(dòng)化網(wǎng)絡(luò)連接問(wèn)題不大，但需要傳輸數(shù)據(jù)流量較大的媒體流時(shí)就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。電話信號(hào)與普通雙向?qū)χv信號(hào)有本質(zhì)的區(qū)別，不但有饋電功能，還能承載高達(dá)90V以上的鈴流信號(hào)，除非具有電話接口的光端機(jī)，一般光端機(jī)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(duì)對(duì)圖像的質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生怎樣的影響?應(yīng)怎樣去判別光端機(jī)產(chǎn)品的真實(shí)的視頻帶寬?

　　A：這里的視頻帶寬據(jù)問(wèn)題本意應(yīng)該是說(shuō)輸入帶寬或者是基帶帶寬，是攝像機(jī)到數(shù)字光端機(jī)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(huà)面細(xì)節(jié)部分就不夠清晰，水平分辨率就低，嚴(yán)重的甚至出現(xiàn)了色彩失真或丟失。輸入帶寬如果過(guò)低，也會(huì)造成視頻信號(hào)中高頻信息的丟失?？梢詮墓舛藱C(jī)采樣頻率上來(lái)判斷光端機(jī)的實(shí)際最大帶寬(光端機(jī)的輸入帶寬實(shí)際是一個(gè)范圍)。按照奈奎斯特采樣定律，要真實(shí)地還原信號(hào)，其采樣頻率至少應(yīng)該是信號(hào)頻率的兩倍。如某光端機(jī)標(biāo)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(jī)中數(shù)字圖像的實(shí)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(shí)際模擬視頻信號(hào)的采樣帶寬。對(duì)于一般的工程商和用戶通過(guò)比較觀察圖像的細(xì)節(jié)，可以粗略判斷設(shè)備的視頻帶寬相對(duì)大小。

[nextpage]　　Q.在監(jiān)控工程中，應(yīng)選用何種供電方式的光端機(jī)?另外，對(duì)光端機(jī)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(jī)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(jī)的可靠性就成了一句空話。采用220VAC供電的視頻光端機(jī)取電比較方便，可靠性也較高，工程中應(yīng)視情況盡量選擇220VAC供電的光端機(jī)。這種光端機(jī)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(jī)一體化。從工程應(yīng)用來(lái)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(jī)的模塊化設(shè)計(jì)思想也從維護(hù)上對(duì)光端機(jī)的可靠性提出保障，在電源模塊故障時(shí)便于更換。工程中選取光端機(jī)時(shí)，應(yīng)該綜合衡量做出選擇。\r\n基于國(guó)內(nèi)電網(wǎng)情況，結(jié)合工程場(chǎng)地實(shí)際，應(yīng)盡量選擇輸入電源范圍寬的多路數(shù)字視頻光端機(jī)。輸入電源電壓范圍越大，表示光端機(jī)對(duì)電源的適應(yīng)性越好。

　　Q.光端機(jī)在接地上的考慮對(duì)設(shè)備的可靠性有何影響?一個(gè)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(shè)備的良好接地是保證設(shè)備可靠性的重要環(huán)節(jié)。良好的接地，對(duì)設(shè)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(shè)備的可靠性。一個(gè)好的接地方案應(yīng)有以下方面的考慮：

　　1.光端機(jī)的電源必須接地。作為工業(yè)級(jí)產(chǎn)品，為了設(shè)備和人員的安全，多路數(shù)字視頻光端機(jī)應(yīng)采用國(guó)標(biāo)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(yīng)保證電源插座的地線與大地可靠連接。

　　2.光端機(jī)的信號(hào)地應(yīng)與機(jī)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(shè)備的問(wèn)題。光端機(jī)的信號(hào)地與機(jī)殼地、大地間的良好連接，可有效地預(yù)防感應(yīng)雷對(duì)設(shè)備造成的損壞。

　　3.多路數(shù)字視頻光端機(jī)的RS485數(shù)據(jù)端子也應(yīng)提供接地線。\r\n這樣在工程中與對(duì)端設(shè)備的地線端子相連，避免因RS485通道兩端設(shè)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(hào)傳到各個(gè)點(diǎn)上，或者有的信號(hào)需要傳到很遠(yuǎn)的距離，對(duì)于這些復(fù)雜的需求，需要光端機(jī)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(jī)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(hào)要傳輸?shù)焦饫w沿途的各個(gè)接收點(diǎn)上;還有的安防監(jiān)控工程，多路視頻信號(hào)需要傳輸很遠(yuǎn)的距離，中間可能要用到幾級(jí)中繼。這樣就要求多路數(shù)字視頻光端機(jī)具備視頻信號(hào)的插入和提取功能及無(wú)損中繼功能(直接在傳輸層中繼信號(hào)而不是在用戶接口層中繼信號(hào)，后者將劣化視頻信號(hào)的技術(shù)指標(biāo))。通過(guò)時(shí)隙配置可以實(shí)現(xiàn)圖像的全網(wǎng)交叉，使用極為方便，且有組網(wǎng)靈活，擴(kuò)展方面的特點(diǎn)。在工程中若有這類需求，應(yīng)該優(yōu)先考慮采用此類設(shè)備，不僅減少了故障點(diǎn)，提高了系統(tǒng)的可靠性，保證了技術(shù)指標(biāo)，并且減少了工程費(fèi)用，節(jié)約了用戶投資。

　　Q.怎樣利用光端機(jī)分別搭建總線、星型、環(huán)型傳輸系統(tǒng)?在構(gòu)建系統(tǒng)時(shí)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(diǎn)是每一個(gè)監(jiān)控點(diǎn)都有至少一芯光纖與中心控制端相連。這樣實(shí)際上就是大量獨(dú)立的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光端機(jī)的集成使用。每一個(gè)光線鏈路方向都由一對(duì)獨(dú)立的，甚至是功能各異的光端機(jī)。只是在控制中心為了集中安裝、供電和維護(hù)，將其插在專門提供的密集安裝子架上。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝和維護(hù)簡(jiǎn)單，設(shè)備造價(jià)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(jí)和擴(kuò)容的代價(jià)較小，也相對(duì)容易一些。該系統(tǒng)占用光纖資源較多，光纜工程造價(jià)會(huì)相對(duì)高一些。另外，一些采用多芯光纜逐段敷設(shè)，沿途設(shè)點(diǎn)的設(shè)計(jì)方式實(shí)際上也是一種特殊的星型結(jié)構(gòu)。

　　總線型光端機(jī)更準(zhǔn)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(diǎn)式光端機(jī)。采用的技術(shù)是電信中常用的粗波分復(fù)用技術(shù)(CWDM)和分插復(fù)用技術(shù)(ADM)，具有節(jié)省光纖資源，延長(zhǎng)傳輸距離等優(yōu)點(diǎn)。由于采用ADM技術(shù)的鏈路式光端機(jī)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(méi)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(wù)平臺(tái)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(jià)較高，一般使用在高速公路、銀行聯(lián)網(wǎng)等高端應(yīng)用場(chǎng)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(yuǎn)端監(jiān)控點(diǎn)組成一個(gè)封閉的環(huán)。該系統(tǒng)的最大優(yōu)勢(shì)是具有線路保護(hù)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(tái)(也有采用IP方式)，考慮到傳輸容量問(wèn)題，主要以視頻壓縮編解碼方式傳輸，造價(jià)昂貴。