傳輸離不開介質(zhì)，但不同的傳輸介質(zhì)，有不同的優(yōu)劣勢。目前，在安防的視頻監(jiān)控仍采用同軸電纜作為近距離信號收發(fā)的傳輸介質(zhì);在IP化沖擊下，采用TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡傳輸方式也日漸得到應用。但無論哪種方式，都無法滿足快速膨脹的安防帶寬需求，尤其是遠程傳輸，這也直接催促了光傳輸在安防領域的成長。光端機作為光傳輸?shù)慕K端設備，在整個傳輸過程中擔起了接收和分發(fā)的重任，光端機質(zhì)量的好壞直接影響到傳輸?shù)馁|(zhì)量，這正是我們今天所要探討的內(nèi)容。

　　應用成熟

　　安防行業(yè)中所說的光端機泛指視頻光端機(以下簡稱光端機)，以傳輸視頻為主，并可傳輸數(shù)據(jù)、音頻、開關量、以太網(wǎng)、電話等信號，光端機經(jīng)過多年的發(fā)展，已形成多類型、多業(yè)務、大容量、高速率傳輸?shù)亩鄳卯a(chǎn)品系列，“隨著技術(shù)的不斷成熟和完善，功能和性能方面的不斷進步，光端機產(chǎn)品的傳輸功能從最早以視頻、音頻和數(shù)據(jù)傳輸為主，已擴展到支持包括電話、以太網(wǎng)、E1等，基本涵蓋了安防領域所需傳輸?shù)亩喾N業(yè)務接口及各種電信業(yè)務的傳輸.。光端機網(wǎng)管系統(tǒng)的出現(xiàn)，使光端機在功能上更加的完善和豐富，維護和管理也更加便利。同時采用不同技術(shù)架構(gòu)，包括點對點光端機、節(jié)點光端機、匯聚光端機、基于SDH的環(huán)網(wǎng)光端機或基于EPON技術(shù)的光端機在安防市場均已得到了廣泛的應用?！鄙钲谑兄Z龍實業(yè)有限公司產(chǎn)品經(jīng)理劉小斌介紹到。目前，單模光纖已經(jīng)可做到100公里以上的遠距離傳輸，最大接入量為128路非壓縮視頻，并且這些性能還在隨著技術(shù)的發(fā)展逐步得到增強。

　　我國的光端機伴隨監(jiān)控行業(yè)的發(fā)展而發(fā)展，從模擬到數(shù)字、從數(shù)字到高清，一步步走來，經(jīng)過這么多年的技術(shù)積累，已經(jīng)發(fā)展到一個很成熟的階段，呈現(xiàn)出技術(shù)發(fā)展穩(wěn)定態(tài)勢。北京蛙視通信技術(shù)有限責任公司技術(shù)總監(jiān)姚志宏指出，就目前來說，光端機已經(jīng)沒有太大的技術(shù)突破，但在細分應用中，仍可對一些特殊功能進行開發(fā)和完善。

　　雖然近年光端機技術(shù)發(fā)展處于穩(wěn)定態(tài)勢，但仍有一些技術(shù)瓶頸有待去突破，包括系統(tǒng)穩(wěn)定性、容量等常規(guī)性能的提升，而其中有些技術(shù)一旦得到突破，將會把光端機的技術(shù)水平提升到一個更大的高度。不放過任何一個可提升的細節(jié)，這正是光端機廠商孜孜不倦尋求突破的動力。

　　發(fā)展不設限

　　面對光端機面臨的發(fā)展桎梏，一些技術(shù)難以短期內(nèi)尋得突破，于是廠家紛紛調(diào)整戰(zhàn)略，一方面不放松對技術(shù)突破的研究;另一方面則從產(chǎn)品自身著手，致力于產(chǎn)品性能和行業(yè)應用的完善。

　　穩(wěn)住性能是第一要務

　　光端機技術(shù)的成熟，已讓許多廠商在研究領域捉襟見肘，在技術(shù)取得突破之前，把開發(fā)重心轉(zhuǎn)向產(chǎn)品性能的提升上，力求在產(chǎn)品質(zhì)量上獲得突破;同時，也針對市場的需求加入一些新的應用，以滿足客戶的個性化需求。目前，廠家主要從以下幾點對光端機進行完善。[nextpage]

　　1、力主單模的發(fā)展

　　光纖按光在其中的傳輸可分為多模和單模。多模光纖容許不同模式的光于一根光纖上傳輸，其纖芯直徑為50μm或62.5μm，在局域網(wǎng)傳輸時，彎路多則光功率分路頻繁，會造成光信號傳輸損耗就大，這正好發(fā)揮出傳輸速率相對較低、傳輸距離相對較短、節(jié)點多、接頭多、彎路多、連接器/耦合器用量大、規(guī)模小、單位光纖長度使用光源個數(shù)多的多模光纖的長處。從行業(yè)發(fā)展態(tài)勢來說，多模的優(yōu)點也是它的缺點，無法滿足遠程傳輸需求。而單模光纖的中心玻璃芯芯徑約為9μm，雖然只能傳一種模式的光，但模式色散很小，尤其是在1.31μm波長處，單模光纖的材料色散和波導色散一為正、一為負，大小正好相等，可完全避免模態(tài)色散，使其成為光纖通信的理想工作窗口，而且傳輸效果好、不容易受干擾、傳輸頻帶寬、傳輸容量大，適應于大容量、遠距離光纖傳輸，因此，單模傳輸方式成為了未來光纖通訊與技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。當然，性能高，對技術(shù)要求也高，特別是對光源體的要求，仍需維穩(wěn)。

　　2、模塊化設計與混合接入

　　光端機作為傳輸媒介，其呈現(xiàn)出被動發(fā)展的現(xiàn)狀，只有其它領域變化了，它才會被迫去跟進，而行業(yè)在不同時期均有不同的發(fā)展，產(chǎn)品更新?lián)Q代速度跟不上，以致造成多時代產(chǎn)品并存局面，如何在多種時代產(chǎn)品中充分利用現(xiàn)有的光端機資源?天地偉業(yè)數(shù)碼科技有限公司光端機產(chǎn)品經(jīng)理李天佑提出一套專門針對這一現(xiàn)狀的解決方案：光端機的型號種類非常多，現(xiàn)場應用也不盡相同，將光端機模塊化設計，可大大提升光端機配置的靈活性，將可根據(jù)客戶的不同需求搭配不同的模塊，靈活簡便;而對已經(jīng)在現(xiàn)場使用的光端機產(chǎn)品，功能上的變更或增加，直接更換不同的功能模塊就可以，為用戶節(jié)省更換整機的時間和成本。模塊化設計優(yōu)點便顯而易見，如多模傳輸?shù)膽茫嗄９馄骷疽呀?jīng)停產(chǎn)，而有些用戶仍在使用該方式，通過天地偉業(yè)的內(nèi)部配置了單、多模自適應電路的光端機，即可直接使用單模光端機完成多模傳輸應用。由于模塊化設計的靈活多變，還可為系統(tǒng)的開發(fā)提供可擴展功能應用，便于后期系統(tǒng)接入量或應用功能的增加。

　　面對產(chǎn)品繁雜的現(xiàn)狀，除模塊化設計外，還可采用混合接入設計。數(shù)字化已經(jīng)成為不可扭轉(zhuǎn)的現(xiàn)實，當前廠家推出的新產(chǎn)品中，模擬產(chǎn)品所占的比例越來越低，網(wǎng)絡產(chǎn)品則成倍地增長，并伴隨有廣播級SDI技術(shù)的融入，不同標準產(chǎn)品的并存，給應用帶來了許多不便，因此有廠家對光端機的兼容性能進行了提升，在設備中提供有光口、RJ-45網(wǎng)絡接口、BNC接口、VGA/DVI/HDMI接口等，使得在同一個光端機中既可傳輸模擬信號，也可接入網(wǎng)絡、數(shù)字信號、高清信號等，在業(yè)務量上，也做了大幅度提升，“除了接入視頻外，還可以支持低速異步數(shù)據(jù)、音頻、以太網(wǎng)、開關量、電話、E1等信號;除了傳輸正常業(yè)務外，光端機還加入了許多有特色的功能，像環(huán)境溫度檢測、遠端掉電報警、字符疊加(OSD)、接口三級防雷、SNMP網(wǎng)管等?！? 北京蛙視通信技術(shù)有限責任公司技術(shù)總監(jiān)姚志宏介紹道。

　　3、增強系統(tǒng)的運營維護應用

　　光端機的發(fā)射機與接收機成對應用，兩點間隔距離遠，安裝環(huán)境情況不一，通常被放置于石油石化、高速公路等偏遠、環(huán)境惡劣區(qū)域，維護不便，一旦傳輸通道出現(xiàn)斷網(wǎng)等不利境況將給應用帶來重重困擾，成都微迪數(shù)字系統(tǒng)技術(shù)有限公司總經(jīng)理劉學明指出，目前行業(yè)內(nèi)仍有很多產(chǎn)品在維穩(wěn)上做得不夠好。通常廠家將從以下兩個方面來維護光端機系統(tǒng)的應用穩(wěn)定。

　　· 自適應惡劣環(huán)境，該功能旨在讓產(chǎn)品具備更強的環(huán)境適應能力，可在雷電等破壞下起到系統(tǒng)自保。不同廠家的做法略有不同，但無外乎都是以保護硬件為最終目的。以天地偉業(yè)為例，它們的產(chǎn)品經(jīng)過多年經(jīng)驗的積累及改造，目前已形成一套較為成熟的做法，即在系統(tǒng)中內(nèi)置三種保護電路：三級的通訊接口保護，達到雷電泄放、過流自動恢復的功能;復合視頻保護的等級可達到75V(空載幅值2V、帶75Ω負載時1V)，能保護到正常視頻信號的30倍以上;兩級電源保護，過壓的TVS保護以及過流的自恢復保險。從而達到在更惡劣的現(xiàn)場環(huán)境下保證設備運行穩(wěn)定的目的;

　　· 自診斷技術(shù)，又叫故障預警功能、網(wǎng)管功能，其在光平臺的應用中尤顯重要，是光端機向智能化發(fā)展的重要進步，通過系統(tǒng)的自診斷功能實現(xiàn)智能發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的漏洞、缺陷，從而使系統(tǒng)快速得到補救。北京光橋科技股份有限公司工程師孔祥開介紹道：“故障預警功能主要是通過讀取各功能模塊信息、電源的參數(shù)等，然后將參數(shù)顯示出來，當這些參數(shù)達到一定的極限值的時候，系統(tǒng)就會發(fā)出老化報警。傳統(tǒng)視頻光端機只能做到發(fā)生故障后進行故障提示，而采用故障預警功能可以提前告警，診斷系統(tǒng)對光端機系統(tǒng)進行實時健康診斷，包括可對光端機、對與之相連的光纖的實時監(jiān)測，可以對設備工作狀態(tài)實時監(jiān)控和維護，如有故障則可提前對設備進行修復，做到防患于未然?！?br>

　　4、豐富應用形態(tài)

　　目前光端機的應用方式雖然多樣化，但禁錮也較多，任意拓撲接入一直沒有形成良好的解決方案，成都微迪數(shù)字系統(tǒng)劉學明指出：“原來的光端機分成幾大系列，如點對點、節(jié)點、環(huán)形、匯聚等多種產(chǎn)品系列，每個系列還會分成很多的規(guī)格，這給應用帶來很多問題?！彪m說不同的接入技術(shù)可應對不同的需求，但對接入要求繁雜的系統(tǒng)時，卻又難以解決，如點對點不能做級聯(lián)，節(jié)點不能做匯聚，匯聚也不能做節(jié)點等。接入技術(shù)還在困擾著眾多廠家，在解決此難題的過程中，微迪提出了Anyaccesx技術(shù)的解決方案，該技術(shù)的應用將使得產(chǎn)品大為減少至一兩種規(guī)格，客戶可以任意地進行接入，根據(jù)光纖接入點的情況方便地規(guī)劃，光端機不會再受點對點、節(jié)點、環(huán)形、匯聚等的限制，一種產(chǎn)品即兼容了所有的接入方式，同時又超越了原來的接入技術(shù)，可以大大減少光纖使用的數(shù)量，也降低了客戶規(guī)劃光纖接入的路由的難度，既節(jié)約了資源，又為應用提供了方便。

　　5、整合復用技術(shù)

　　復用技術(shù)主要解決單光纖傳輸容量小的問題，尤其是當前出現(xiàn)的HD-SDI應用，占用帶寬大，業(yè)務量多，而目前的復用技術(shù)還不能很好滿足這一需求，復用技術(shù)的研發(fā)就顯得尤為重要。

　　復用技術(shù)主要有頻分復用(FDM)、時分復用(TDM)、波分復用(WDM)和碼分復用(CDMA)四種技術(shù)。據(jù)成都微迪數(shù)字系統(tǒng)劉學明介紹，波分復用是比較成熟的技術(shù)，在一芯光纖上最大可以傳16路的HD-SDI信號，它具有一定的容量，目前使用該技術(shù)的方案比較多，但該技術(shù)方案總體來說成本偏高，如能將電復用技術(shù)(FDM、TDM、WDM的總稱)與波分復用技術(shù)相融合，可得到數(shù)倍容量的提升。此技術(shù)方案優(yōu)于技術(shù)難度較高，目前尚在研發(fā)之中。[nextpage]

　　光平臺平滑前行

　　光平臺的出現(xiàn)已有一段時間，與日益興盛的行業(yè)發(fā)展分不開，隨著市場需求的變化，安防監(jiān)控市場已經(jīng)釋放出對制造型企業(yè)從賣產(chǎn)品到提供系統(tǒng)完整解決方案演變的強烈趨勢，也使視頻光端機產(chǎn)品開始朝視頻傳輸平臺方向發(fā)展，所以將視頻光端機等傳輸設備與其它設備整合，形成一個統(tǒng)一的系統(tǒng)平臺成了視頻光端機發(fā)展的必然趨勢。

　　軟硬件大融合：光平臺的應用，一方面橫向擴大了系統(tǒng)的容量，使接入的設備、采用的光纖大量增加;另一方面，則從縱向帶動了多業(yè)務的融合，天地偉業(yè)李天佑指出，它(光平臺)融合了高速光纖傳輸網(wǎng)絡、高速大容量實時交換、IP網(wǎng)絡傳輸、H.264編解碼、數(shù)字非壓縮視頻等多項技術(shù)，其本質(zhì)是一套基于高速數(shù)字光纖傳輸為基礎的大規(guī)模、高質(zhì)量視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控網(wǎng)絡的整體解決方案，是光傳輸?shù)纳墤谩Ｒ惶壮墒斓木C合業(yè)務光傳輸平臺可以根據(jù)項目的不同需求進行配置，能提供豐富的接口滿足多業(yè)務接入需求;支持靈活的光纖組網(wǎng)方式包括星型、鏈路、環(huán)網(wǎng)、樹形等可以節(jié)省光纖資源;保證視頻多級傳輸后清晰度始終如一，實現(xiàn)全網(wǎng)共享，可以很好地解決多級傳輸/交換和管理的要求;

　　保證傳輸質(zhì)量：傳統(tǒng)光傳輸方式中，采用光端機+模擬矩陣方式逐級上傳，光信號在傳輸過程中不斷經(jīng)過AD/DA轉(zhuǎn)換，造成傳輸?shù)难訒r和傳輸過程中信號的衰減，以致到達終端時，呈現(xiàn)的畫質(zhì)質(zhì)量不高，這種多級光端機+模擬矩陣的多級系統(tǒng)無論從理論上還是從實踐上，性價比都很低，干擾、各種各樣的劣化很明顯，失去了光端機能提供傳輸?shù)膶崟r性、高質(zhì)量的優(yōu)勢。光平臺的出現(xiàn)可很好地解決此問題，可將光端機比喻為數(shù)字矩陣，通過光口把遠端發(fā)射的數(shù)字信號以光的形式進入到交換體系，不會直接做DA轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)只需對要上墻的部分進行DA轉(zhuǎn)換即可，如有256路接入，假設有30路要上墻，光端機實際上只是提供了30路DA轉(zhuǎn)換的通道，可以調(diào)用任何一路數(shù)字圖像到相應的端口去做DA轉(zhuǎn)換，而不需要上墻的信號仍然是在層級之間進行數(shù)字的流動。這樣，整個傳輸過程就只進行了一次AD/DA轉(zhuǎn)換，減少了畫質(zhì)的損耗，實時性也得到了保證。

　　光平臺的出現(xiàn)順應了時代發(fā)展的需求，可將各種應用整合到同一平臺中進行管理和應用，提高了應用效率和質(zhì)量。但光平臺也如其它系統(tǒng)平臺一樣，是多應用、多業(yè)務、多產(chǎn)品的對接與融合，其中的難度可想而知，在光端機技術(shù)成熟的今天，其也尚未實現(xiàn)自如應用，還需要行業(yè)的共同努力推動其向更成熟的方向發(fā)展。[nextpage]

　　與高清共成長

　　高清化已經(jīng)成為安防行業(yè)的發(fā)展大勢，從今年安防展會中我們可看出，高清不但逐漸占據(jù)安防監(jiān)控的主導地位，而且呈現(xiàn)出了多點開花的局面，模擬高清、網(wǎng)絡高清、數(shù)字高清正競相角逐。光端機作為信息的傳遞者，自不甘落后，也紛紛推出了相應的高清光端機產(chǎn)品。

　　模擬高清產(chǎn)品仍沿襲傳統(tǒng)方式，只是改變了芯片方案從而實現(xiàn)高清應用，因此其對光端機的影響不是很大。目前應用最多的高清產(chǎn)品要數(shù)網(wǎng)絡高清設備，能同時應用幾百路乃至上千路高清網(wǎng)絡攝像機的項目也已經(jīng)變得很尋常，比如高速公路、“平安城市”項目等，若采用網(wǎng)絡傳輸方式，由于網(wǎng)絡容量有限，面對單路達到6Mbps以上的數(shù)據(jù)流，容易出現(xiàn)帶寬資源嚴重不足、網(wǎng)絡堵塞情況，而且傳輸距離也受到極大限制，因此，采用光端機傳輸成為網(wǎng)絡高清實時監(jiān)控的良好解決方案。

　　HD-SDI具有高實時性、高清晰度、高分辨率、更豐富的色彩等優(yōu)勢，但其數(shù)據(jù)量也十分龐大，單路數(shù)據(jù)速率達到1.485Gbps，若是傳輸3G-SDI(數(shù)據(jù)速率為2.97 Gbps)，則需要更高的帶寬，如需遠距離無壓縮傳輸，光傳輸成了其遠程傳輸?shù)奈ㄒ唤鉀Q方式。目前已有一批光端機廠家開發(fā)出了適用于安防領域的HD-SDI視頻光端機，如武漢微創(chuàng)光電股份有限公司的HD-SDI視頻光端機可實現(xiàn)HD-SDI高清視頻的遠距離光纖傳輸，能在一芯單模光纖上傳輸2路基于SMPTE259M/292M/344M標準的非壓縮高清數(shù)字視頻信號和多路音頻、數(shù)據(jù)業(yè)務。

　　不過HD-SDI視頻光端機在安防行業(yè)的發(fā)展并不一帆風順，深圳諾龍劉小斌介紹道：“由于廣電領域與視頻監(jiān)控領域的應用差異，還存在許多不足等待解決。比如單點多路高清HD-SDI視頻傳輸時仍需采用波分復用，無法進行單臺設備多路(8/16路)視頻單纖傳輸;同時不得不說的就是它的高造價、高費用問題。”

　　光端機的成熟是相對的，只要行業(yè)發(fā)展的腳步不止步，光端機就要與其保持高度一致，緊隨行業(yè)的發(fā)展而發(fā)展。高清化的普及應用，給傳輸帶來的重重困難，如何解決帶寬不足、傳輸容量小等問題已經(jīng)十分緊迫。光端機雖然帶寬大、容量大，但面對高清下的帶寬壓力也顯得捉襟見肘，未來光端機廠家還會對光功率、復用等技術(shù)下一番苦功。

　　發(fā)展軟肋

　　雖說光端機已經(jīng)發(fā)展得比較成熟，但這并不是說它已經(jīng)到了技術(shù)和應用的巔峰，而是相對于目前的技術(shù)水平，廠家所開發(fā)的產(chǎn)品已經(jīng)基本接近當前技術(shù)的理論高度，已較難尋求技術(shù)有大的突破，但仍存在一些技術(shù)瓶頸，主要體現(xiàn)在以下幾方面。

　　兼容性，廠家出于保護自我利益的需要，都對自己的產(chǎn)品在大的框架下分化協(xié)議標準，雖然光端機只是傳輸設備，但若與各家產(chǎn)品不能良好兼容，傳輸也就無從下手，成都微迪數(shù)字系統(tǒng)劉學明說道：“在技術(shù)上，兼容沒有難度，只要廠商在項目的合作上開放自己的協(xié)議即可實現(xiàn)系統(tǒng)兼容。但現(xiàn)在各個廠商自己定的模擬、數(shù)字的轉(zhuǎn)換及傳輸協(xié)議和標準都不一樣，如不開放協(xié)議，光端機沒有辦法與其它廠家實現(xiàn)兼容?！彼瑫r還指出，行業(yè)協(xié)議的非標準化將有可能引導未來監(jiān)控行業(yè)向不會引發(fā)標準協(xié)議不統(tǒng)一的國際標準的廣播級SDI技術(shù)方向發(fā)展;

　　網(wǎng)絡傳輸在沖擊，武漢微創(chuàng)光電股份有限公司技術(shù)支持部經(jīng)理石志軍向筆者介紹，IP監(jiān)控的發(fā)展將給光端機帶來兩種截然相反的影響：一種觀點認為由于網(wǎng)絡帶寬限制造成傳輸速度不穩(wěn)定，以及光端機壓縮傳輸技術(shù)的提高會使二者未來向融合而非競爭方向發(fā)展，因此不會影響到基于光纖傳輸?shù)墓舛藱C市場。但另一種觀點認為，隨著IP進程的加速，視頻光端機在整個安防監(jiān)控系統(tǒng)中所占的比例在縮小，此觀點的出現(xiàn)確實是空穴來風，千兆以太網(wǎng)的應用以及網(wǎng)絡傳輸?shù)撵`活性等都要優(yōu)于光纖傳輸，如能突破傳輸距離的限制，取代光傳輸方式將會變成現(xiàn)實，這給光傳輸應用帶來了極大挑戰(zhàn)。

　　在現(xiàn)階段，雖然光端機仍存在一些技術(shù)難點，但其優(yōu)勢是其它技術(shù)所無可替代的。視頻光端機正著力于向設備網(wǎng)絡管理、多業(yè)務及可靠性方面提升，使其在未來很長一段時間內(nèi)作為傳輸?shù)闹髁Χ^續(xù)存在。所謂條條道路通路羅馬，光傳輸只是眾多傳輸方式的一種，其它傳輸方式并不比光傳輸差，只是各有優(yōu)劣而已，發(fā)展無止境，通過技術(shù)的突破，其它技術(shù)也可達到或超過光傳輸?shù)乃?，因此，我們也期待將來出現(xiàn)更多更成熟的傳輸技術(shù)或各種傳輸技術(shù)互補應用的方案，共同造福于安防，造福于人類。