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光纖視頻解決方案隨著光纖通信技術(shù)的發(fā)展，圖象傳輸?shù)姆绞揭苍絹碓蕉啵舛藱C(jī)的視頻信號(hào)傳輸比其它的雙絞線視頻傳輸，有著更好的優(yōu)勢，本文主要介紹模擬光端機(jī)和數(shù)字光端朵在光纖視頻傳輸?shù)膬?yōu)勢與缺點(diǎn)。
光端機(jī)為監(jiān)控系統(tǒng)提供了靈活的傳輸和組網(wǎng)方式，信號(hào)質(zhì)量好、穩(wěn)定性高。近些年來，由于光纖通信技術(shù)的飛速發(fā)展，光纖和光器件的價(jià)格下降很快，使得光纖監(jiān)控系統(tǒng)的造價(jià)大幅降低，所以光纖和光端機(jī)在監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越普及。光纖分為多模光纖和單模光纖兩種。多模光纖由于色散和衰耗較大，其最大傳輸距離一般不能超過5Km，所以，除了先前已經(jīng)鋪好了多模光纖的地方外，在新建的工程中一般不再使用多模光纖，而主要使用單模光纖。
光纖中傳輸監(jiān)控信號(hào)要使用光端機(jī)，它的作用主要就是實(shí)現(xiàn)電-光和光-電轉(zhuǎn)換。光端機(jī)又分為模擬光端機(jī)和數(shù)字光端機(jī)：
1） 模擬光端機(jī)
模擬光端機(jī)中主要使用AM 和PFM 兩種調(diào)制技術(shù)，AM 光端機(jī)的傳輸距離在30 Km 以內(nèi)，PFM 光端機(jī)的傳輸距離可以達(dá)到60 Km 以上，甚至上百公里。從工程應(yīng)用來看，以前大都使用PFM 光端機(jī)，目前，AM 光端機(jī)的應(yīng)用開始增多，今后的模擬光端機(jī)市場這兩種光端機(jī)將會(huì)平分秋色。由于模擬調(diào)制技術(shù)的限制，模擬光端機(jī)存在一些缺點(diǎn)：
a）生產(chǎn)調(diào)試較困難；
b）互換性和一致性差，給工程應(yīng)用帶來極大的不便；
c）單根光纖實(shí)現(xiàn)多路圖象傳輸較困難，性能和可靠性都會(huì)下降，目前這種模擬光端機(jī)一般只 能做到單根光纖上傳輸4 路圖象；
d）由于采用的是模擬調(diào)制解調(diào)技術(shù)，其穩(wěn)定性不夠高，隨著使用時(shí)間的增加或環(huán)境特性的變化，光端機(jī)的性能也會(huì)發(fā)生變化，給工程維護(hù)帶來一些不便。
2） 數(shù)字光端機(jī)
由于數(shù)字技術(shù)與傳統(tǒng)的模擬技術(shù)相比在很多方面都具有明顯的優(yōu)勢，所以正如數(shù)字技術(shù)在許多領(lǐng)域取代了模擬技術(shù)一樣，光端機(jī)的數(shù)字化也是一種必然趨勢。
目前，數(shù)字圖象光端機(jī)主要有兩種技術(shù)方式：一種是圖象壓縮數(shù)字光端機(jī)，另一種是非壓縮數(shù)字圖象光端機(jī)。
圖象壓縮數(shù)字光端機(jī)采用了圖象壓縮技術(shù)，它能將活動(dòng)圖象壓縮成N×2Mbps 的數(shù)據(jù)流通過標(biāo)準(zhǔn)電信通信接口傳輸或者直接通過光纖傳輸，也可以通過IP 包的方式在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上傳輸。由于采用了圖象壓縮技術(shù)，它能降低圖象信號(hào)傳輸帶寬要求，可以利用公網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)接口傳輸監(jiān)控圖象，為工程應(yīng)用帶來了方便。不過，圖象壓縮數(shù)字光端機(jī)也有其固有的缺點(diǎn)。其致命的弱點(diǎn)就是不能保證圖象傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性，傳輸?shù)膱D象存在著延時(shí)。因此，這種設(shè)備只適合于用在對實(shí)時(shí)性要求不高的場所，在工程使用上受到一些限制。
另外，經(jīng)過壓縮后圖象會(huì)產(chǎn)生一定的失真，信噪比也不高，并且這種光端機(jī)的單路圖象價(jià)格也偏高。監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)一般都是專用網(wǎng)絡(luò)，并且要求全實(shí)時(shí)，所以圖象壓縮數(shù)字光端機(jī)難以體現(xiàn)其優(yōu)勢，反而劣勢突現(xiàn)。
· 光纖傳輸在監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用的范例很多，在傳輸效果方面，和視頻服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆绞接兄厝徊煌膮^(qū)別。
視頻光端機(jī)的傳輸方式，需要每個(gè)攝象機(jī)節(jié)點(diǎn)到監(jiān)控中心能夠有一芯光纖的資源，在資源得到滿足的情況下，視頻完全透明無壓縮的傳輸?shù)娇刂浦行模耆珶o損傷，視頻信號(hào)噪聲比為70分貝以上，微分增益和微分相位都可以保證不超過1，也就是說，通過光纖和光端機(jī)傳輸?shù)囊曨l圖象100%的保證了攝象機(jī)拍攝到的內(nèi)容能夠原汁原味的傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，無論傳輸距離有多遠(yuǎn)，也不用考慮傳輸過程中的電環(huán)境問題，更不用考慮所謂的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等等情況。因?yàn)槭褂猛耆湍壳八褂玫木W(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器不一樣的原理。
網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器在系統(tǒng)中應(yīng)用，首先要把攝象機(jī)采集到的視頻信號(hào)數(shù)字化，在這個(gè)數(shù)字化的過程中，目前比較流行的幾種壓縮算法包括：MPEG3、MPEG4、MJPEG、H.263、H.264等等，全部都是采用的有損壓縮，有損壓縮的意思就是要犧牲掉一部分信息的壓縮方法，非壓縮的視頻帶寬通常是在6.5兆左右，經(jīng)過壓縮的圖象帶寬通常在600K左右。損失了90%的數(shù)據(jù)量后，其圖象質(zhì)量相當(dāng)于損失了80%左右，在監(jiān)控行業(yè)目前的標(biāo)準(zhǔn)《GB-T/75-94》中明確規(guī)定，4級(jí)以下的圖象質(zhì)量全部都是不合格工程，客觀點(diǎn)說，視頻服務(wù)器壓縮過的圖象質(zhì)量，連三級(jí)圖象都算不上，根本就不應(yīng)該把這類產(chǎn)品應(yīng)用到監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中來！
網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器傳輸圖象的質(zhì)量之差是有目共睹的！網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器的傳輸載體是網(wǎng)絡(luò)，目前我們所應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)傳輸構(gòu)架語言是TCP/IP，IP的網(wǎng)絡(luò)傳輸方式有天生的硬傷，傳輸一些非實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)還可以，當(dāng)傳輸實(shí)時(shí)信息的時(shí)候，如果遇到包破碎、包延時(shí)等網(wǎng)絡(luò)傳輸所不可能避免的問題時(shí)，根本就不可能完成用戶的指令。
另外著重闡述一點(diǎn)，目前，世界上的發(fā)達(dá)國家，如美國、英國、意大利、法國、德國等等都有嚴(yán)格的法令禁止政府監(jiān)控系統(tǒng)在公網(wǎng)上進(jìn)行通信，我國也有相關(guān)的規(guī)定。只有少數(shù)的第三世界國家采用公網(wǎng)來進(jìn)行政府辦公系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信。如果再嚴(yán)格點(diǎn)說，目前國內(nèi)很多城市的監(jiān)控系統(tǒng)從設(shè)計(jì)之初就是違反公安部法令的，公安部曾三令五申要求公安系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)要與公網(wǎng)物理斷開，很多地區(qū)采用公網(wǎng)中VPN邏輯隔離的方式本身就違反了公安部的法令！
另外，關(guān)于單獨(dú)布設(shè)光纜而不租用網(wǎng)絡(luò)通信公司的光纖，主要是以下幾個(gè)原因：
一、一次投資終生受益，不會(huì)產(chǎn)生后續(xù)費(fèi)用。
二、自主施工可以嚴(yán)格控制施工工藝質(zhì)量，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
三、獨(dú)立進(jìn)行系統(tǒng)施工，保證系統(tǒng)的保密性。
四、獨(dú)立施工保證了系統(tǒng)具備一定的防破壞性。
五、獨(dú)立布攝、獨(dú)立維護(hù)、系統(tǒng)的維護(hù)和運(yùn)行不依賴第三方。
最后，簡單的介紹一下光傳輸和其他傳輸方式相比較的優(yōu)點(diǎn)：
1. 光纖的頻帶很寬，理論可達(dá)30億兆赫茲。
2. 無中繼段長幾十到100多公里，銅線只有幾百米。
3 不受電磁場和電磁輻射的影響。
4. 重量輕，體積小。例如：通2萬1千話路的900對雙絞線，其直徑為3英寸，重量8噸/KM。而通訊量為其十倍的光纜直徑為0.5英寸，重量450P/KM。
5. 光纖通訊不帶電，使用安全可用于易燃，易暴場所。
6. 使用環(huán)境溫度范圍寬。
7. 化學(xué)腐蝕，使用壽命長。
8.具有與生俱來的保密特點(diǎn)，不會(huì)泄露敏感資料。
光纖即為光導(dǎo)纖維的簡稱。光纖通訊是以光波為載頻，以光導(dǎo)纖維為傳輸媒介的一種通信方式。光纖通訊之所以在最近短短的二十年中能得以迅猛的發(fā)展，是由于它具有以下的突出優(yōu)點(diǎn)而決定：
1、傳輸頻帶寬、通訊容量大
光載波頻率為5×1014MHz，光纖的帶寬為幾千兆赫茲甚至更高。
2、信號(hào)損耗低
目前的實(shí)用光纖均采用純凈度很高的石英（SiO2）材料，在光波長為1550nm附近，衰減可減至0.2dB/KM,已接近理論極限。因此，它的中繼距離可以很遠(yuǎn)。
3、不受電磁波干擾
因?yàn)楣饫w為非金屬的介質(zhì)材料，因此它不受電磁波的干擾。
4、線徑細(xì)、重量輕
由于光纖的直徑很小，只有0.1mm左右,因此制成光纜后,直徑要比電纜細(xì),而且重量也輕。因此，便于制造多芯光纜。
5、資源豐富
光纖通訊除了上述優(yōu)點(diǎn)之外，還有抗化學(xué)腐蝕等特點(diǎn)。當(dāng)然，光纖本身也有缺點(diǎn)，如光纖質(zhì)地脆、機(jī)械強(qiáng)度低；要求比較好的切斷、連接技術(shù)；分路、耦合比較麻煩等。
6、光纖的分類
（1）按照傳輸模式來劃分
光纖中傳播的模式就是光纖中存在的電磁波場場型，或者說是光場場形（HE）。各種場形都是光波導(dǎo)中經(jīng)過多次的反射和干涉的結(jié)果。各種模式是不連續(xù)的離散的。由于駐波才能在光纖中穩(wěn)定的存在，它的存在反映在光纖橫截面上就是各種形狀的光場，即各種光斑。若是一個(gè)光斑，我們稱這種 光纖為單模光纖， 若為兩個(gè)以上光斑，我們稱之為多模光纖。
單模光纖（Single-Mode）
單模光纖只傳輸主模，也就是說光線只沿光纖的內(nèi)芯進(jìn)行傳輸。由于完全避免了模式射散使得單模光纖的傳輸頻帶很寬因而適用與大容量，長距離的光纖通迅。單模光纖使用的光波長為1310nm或1550 nm。如圖1單模纖光線軌跡圖。
多模光纖（Multi-Mode）
在一定的工作波長下（850nm/1300nm），有多個(gè)模式在光纖中傳輸，這種光纖稱之為多模光纖。由于色散或像差，因此，這種光纖的傳輸性能較差頻帶比較窄，傳輸容量也比較小，距離比較短。
（2）按照纖芯直徑來劃分
50/125（μm）緩變型多模光纖；
62.5/125（μm）緩變增強(qiáng)型多光纖；
8.3/125（μm）緩變型單模光纖。
備注：50/62.5/8.3（μm）均為光纖光芯直徑數(shù)，125（μm）均為光纖玻璃包層的直徑數(shù)。
（3）按照光纖芯的折射率分布來劃分
階越型光纖（Step index fiber）,簡稱SIF；梯度型光纖（Graded index fiber）,簡稱GIF； 環(huán)形光纖（ring fiber）； W形光纖。
備注：50/62.5/8.3（μm）均為光纖的光芯直徑數(shù)，125（μm）均為光纖玻璃包層的直徑數(shù)。
7、光纜
點(diǎn)對點(diǎn)光纖傳輸系統(tǒng)是通過光纜進(jìn)行連接。光纜可包含1根光纖（有時(shí)稱單纖）或2根光纖（有時(shí)稱雙纖），或者甚至更多（48纖、1000纖）。
8、光纖輔助器件
光纖配線架(Housing)用于室內(nèi)光纖網(wǎng)絡(luò)配線系統(tǒng)。
光纖適配器和衰減器（AdaptorandAttenuator）
光纖適配器用于各類光纖設(shè)備與光纖連接方式的轉(zhuǎn)換。光纖衰減器用于對輸入光功率的衰減，避免了由于輸入光功率超強(qiáng)而使光接
受機(jī)產(chǎn)生的失真。（對于光端機(jī)，無需用 衰減器）； 光纖活動(dòng)連接器(Connector） 用于各類光纖設(shè)備（如光端機(jī)等）與光纖之 間的連接。（ST-FC-SC）； 光分路器(Coupler) 適用于將一根光纖信號(hào)分解為多路光信號(hào)輸 出（如：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、CATV系統(tǒng)）； 光波分復(fù)用器（WDM） 用于光路中不同波長的光的分離或混合。
