光端機

光端機的寫法

光端機介紹

光端機，就是光信號傳輸的終端設備。由于目前技術的提高，光纖價格的降低使它在各個領域得到很好的應用，因此各個光端機的廠家就好比是雨后春筍般發展起來。但是這里的廠家大部分技術并不是完全成熟，開發新技術需要耗資和人力、物力等，這就產生廠家多是中小企業，各品牌也先后出現。但是質量上還是差不多的，國外的光端機好但是價格昂貴，因此，國內廠家把生產光端機轉型出路了，用來滿足國內的需要。

種類

光端機從接口分類應為視頻光端機,音頻光端機,數據光端機,以太網光端機，光端機分3類：PDH，SPDH，SDH。

PDH（PlesiochronousDigitalHierarchy，準同步數字系列）光端機是小容量光端機，一般是成對應用，也叫點到點應用，容量一般為4E1，8E1，16E1。

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

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

監控術語的話,那就是視頻光端機,傳輸視頻為主及其他數據,音頻,開關量,以太網電話等信號的光電轉換傳輸設備,他的本質是:光電轉換傳輸設備;放在光纜的兩端,一收一發,顧名思義光端機：所以廣義上講,基于光纖網絡用于傳輸信號的光電轉換設備都可以稱為光端機。

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

模擬到數字

從上個世紀80年代末模擬光端機開始進入中國應用，到2001年開始數字光端機的出現；演繹了經濟發展帶動科學技術進步，科學技術推動經濟發展的過程。

最早出現的模擬光端機主要是采用模擬調頻、調幅、調相的方式將基帶的視頻、音頻、數據等傳輸信號調制到某一載項，通過另一端的接收光端機進行解調，恢復成相應的基帶視頻、音頻、數據信號。

把信號調制到光上，通過光纖進行視頻傳輸，通常使用以下幾種調制方式：

調幅或強調制系統（AM）：全模擬系統，光學發射單元內發光二極管（LED）的亮度或強度隨輸入視頻幅度線性變化。調幅的光信號通過光纖發送給光接收單元，由其將信號轉換為模擬基帶視頻。

調頻或脈沖頻率調制（FM）：也是一個模擬系統，射頻載波通過輸入的視頻信號線性調節頻率，經過調制的載波又用于光發射單元的LED或激光發射器，經過頻率調制的信號通過光纖發送給光接收單元，由其將信號轉換為模擬基帶視頻。

AM視頻傳輸被廣泛用于工業安全市場上從低端到中端CCTV監視及安全應用場合。適用于5.5公里（3.5英里）或更短距離的傳輸，這樣一個系統能夠提供的定性視頻性能是相當不錯的，并且總是能夠達到RS-250C長距離傳輸的品質要求。但是，AM視頻傳輸設備僅適合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的光學路徑損耗而言，基于調幅系統的信噪比的線性相關衰減為2dB，因此，可接受的視頻傳輸質量僅能在相對較短的光纜距離下獲得。一些生產商的設備可能在初始安裝階段需要接收機增益調節，從而使安裝過程復雜化。一點，AM產品達不到今天ITS及高端工業安全應用中所需達到的RS-250C中短距離視頻傳輸技術要求。

FM視頻傳輸是曾廣泛應用于ITS及高端工業安全市場的傳輸方式。能夠提供極高質量的視頻傳輸性能，通常能達到RS-250C中距離傳輸的質量要求并且成本合理。不象AM設備，FM產品適用于1330nm。多?；騿文２僮?，以及1550nm。單模操作，其典型應用的傳輸距離可達66公里（42英里）{客戶需要可達80KM｝。無需為了方便安裝而要求用戶進行調節。盡管FM方式能夠提供高質量傳輸，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系，因此其性能并不是可以完全預測或保持不變的。

另外，基于調頻的系統很難達到RS-250C短距離傳輸的技術要求，而且調頻視頻發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等的無線電波的干擾（EMI/RFI），通常出現在野外或路邊環境中。受技術限制，光端機主要有單路、雙路、四路、八路視頻及帶PTZ控制數據的光端機，在一芯上傳輸實現點對點，傳輸容量嚴重不足對于具有足夠傳輸容量的光纖造成了浪費，復雜的、大容量、高路數的設備則需要多芯傳輸；加上模擬視頻技術的缺陷帶來的易受干擾、易衰減的特點，實現多級中繼、級聯比較困難，傳輸業務的單一化（一般只有視頻及數據信號），模擬視頻傳輸在應用了粗波分復用也同樣受技術條件和波分復用設備價格昂貴的限制，在光纖及光傳輸設備昂貴的年代許多行業即使有明確的需求也望而光傳輸設備

卻步其應用了。多路信號同傳引起的交調失真。

在現場監控應用中，用戶可能有許多各種信號，如視頻圖像、音頻、數據、以太網、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進行復用，以便在一對或一根光纖上傳輸。對調頻、調幅、調相光端機來講，將多路視頻、音頻或數據信號混合調頻、調幅、調相在某一載波上必然會引起各種鏡像、交調干擾。所以目前市場上不乏很多國外品牌的調頻、調幅、調相光端機多路視頻、音頻、數據同傳時出現相互干擾的現象，這些不穩定的現象都是模擬調制技術長期以來一直所固有的缺點。

數字光端機傳輸的是數字信號，很容易進行大容量復用并且不會出現相互干擾。對于日益發展的市場需求，模擬光端機已經不能適應大容量、多業務（視頻、數據、音頻、開關量、以太網、對講、電話等）傳輸的要求，多路串擾、易衰減、易老化的、售后服務麻煩等問題使得模擬光端機逐漸隨著新技術的出現，市場和應用走向了下坡路。

數字光端機的出現解決了模擬光端機所出現的問題。2000年開始通訊技術的發展使得光傳輸器件技術和數字視頻技術的發展，數字光端機開始走向了市場及行業的應用。隨著數字光端機和模擬光端機的的對比發展，慢慢數字光端機開始逐漸代替模擬光端機，到目前為止已經形成了模擬光端機和數字光端機二八分天下的局面。相信不久的將來模擬光端機只能成為監控史上的一個名詞。如果說早期模擬光端機是國外光端機廠商帶來的最早的傳輸市場，那么數字光端機可就是國內和國外競力，國內廠商優勢與國外廠商的一個過程。

一代光纖視頻傳輸設備借助于光學傳輸單元內部的一個模-數轉換器或數字信號編碼器（編碼/解碼器），對于輸入的模擬基帶視頻信號（來自CCTV攝像機視頻、音頻、數據、開關量、以太網等）采用數字解碼技術進行處理。然后數字信號又調制到LED或激光發射器上，通過光纖傳輸到光接收單元，在這里先前的數字信號被一個內部的數-模轉換器重新轉化為模擬基帶視頻信號。這樣，系統在電氣上完全透明地將光發射器的視頻輸入通過光纖發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。

可以說，將模擬信號進行數字化處理后再進行傳輸是光端機技術質的飛躍發展。數字光端機解決了模擬光端機的傳輸容量少、業務能力少、信號易衰減、易串擾等缺點，優勢突顯：傳輸容量大、業務種類多，單纖傳輸容量可達幾十路上百路非壓縮視頻，傳輸的業務也多樣化的傳輸視頻、音頻、數據、以太網、電話信號、開關量等各種信號。這樣節省了光纖，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編碼量化下可達到67~70db，遠遠超出了遠距離下模擬信號的50~60db的參數指標。在級聯技術應用了更是得心應手于模擬光端機。

當我們討論數字解碼視頻傳輸設備時，評價產品與產品之間的性能時所需考慮的性能參數是系統所使用的數字位數。數字位數從根本上定義了系統的電氣動態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在任何一個分辨率為6位的系統從技術上講都是落后的，不能代表目前的技術水準，這樣的系統肯定會產生圖像上可見的非自然信號以及視頻衰減。有鑒于此，在一個數字解碼視頻傳輸系統中所采用的比特數最少應為8位。8位的分辨率或解碼能力能夠使視頻傳輸品質滿足或超過RS-250C短距離傳輸或真正的視頻傳播質量要求。

采用數字非壓縮技術、10位數字式視頻編碼技術（10bit）和15Mhz采樣頻率技術使得視頻數字化過程時的數字采樣點的表示更為精確,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實際可傳輸光信號的距離。這是個標稱數值，它取決于設備和實際環境等多種因素,雙纖的光端機一般可傳輸1到120KM,單纖的一般可傳輸1到80KM。

光端機現在出現電話光端機，其目的是通過光纖來傳輸電話語音的光通信設備，設備可通過一對光纜傳輸1-720路電話，是遠距離傳輸電話，屏蔽機房，電話超市，小區放號的選擇。

接口類型

光端機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（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。FC是FerruleConnector的縮寫，其外部加強方式是采用金屬套，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標準化，使用由國際性的接插件標準定義的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年由美國電子工業協會（EIA）聯合貝爾系統、調制解調器廠家及計算機終端生產廠家共同制定的用于串行通訊的標準。它的全名是“數據終端設備（DTE）和數據通訊設備（DCE）之間串行二進制數據交換接口技術標準”。該標準規定采用一個25個腳的DB25連接器，對連接器的每個引腳的信號內容加以規定，還對各種信號的電平加以規定。（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”，觸點或者打線針。例如，WE6W有全部6個觸點，編號1到6,WE4W界面只使用4針，最外面的兩個觸點(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檢查各設備是否供電正常。

2檢查接收端對應通道視頻指示燈是否點亮，

A：若指示燈點亮(燈亮證明此時該通道已有視頻信號輸出)。則檢查接收端到監視器或DVR等終端設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，檢查前端對應通道視頻指示燈是否點亮。(建議對光接收機重新上電以保證視頻信號的同步性)

a：燈亮(燈亮表示攝像機采集的視頻信號已送入光端機前端)，檢查光纜是否連通，光端機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，檢查攝像機是否工作正常，及攝像機到前端發射機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備時，可以采用替換檢查法(要求設備具有互換性)，即將光纖接到另一端工作正常的接收機或更換遠端的發射機可以準確地判斷故障設備。

二、畫面出現干擾雪花

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(特別是多模傳輸的時候應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用酒精和棉花清潔待干后再插入。4：鋪設線路時視頻傳輸線纜盡量選用屏蔽性好傳輸質量較好的75-5電纜且應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

檢查光端機數據信號指示燈是否正確。

a:對照產品手冊數據端口定義檢查數據線是否連接正確且牢固可靠。

特別是控制線的正負極有沒有接反。

:檢查控制設備(計算機,鍵盤或DVR等)所發出的控制數據信號格式是否和光端機所支持的數據格式一致(數據通信格式詳細介紹見本手冊**頁),波特率是否超過光端機所支持的范圍(0-100Kbps)。

b:對照產品手冊數據端口定義檢查數據線是否連接正確且牢固可靠。特別是控制線的正負極是否接反。

光端機常見故障解決之道

1、光端機的光路問題：

安防監控工程中，光纜大多數都由用戶自行敷設，一般為G652單模光纖。由于系統覆蓋范圍一般都不大，用標配(≤20KM)設備光鏈路損耗都很富裕，因此，光端機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、圖像質量差等問題，這時多數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。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視頻纜，判斷有無視頻信號。

2.光端機的數據接口：

為適應安防監控的需要，系統各種設備(矩陣，硬錄，解碼器)都提供RS-485方式的數據接口，此格式的數據接口的優點是傳輸距離長，負載能力強，并能組成四線全雙工通信總線，線上任何兩臺設備都能實現雙向通信，而四線RS-422總線則只能實現主、從機之間的雙向通信，從機之間則不能。它的缺點是有一個使能端，呈三態形式，給通信帶來不穩定甚至“卡死”現象。如果出現不能通信(失控)，應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。

云臺亂轉不能控，這種現象是兩個原因造成：a)RS-485端口A+，B-接反;b)系統阻抗嚴重不匹配。

3、光端機的開關量

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

3.有些客戶用RS-485總線傳輸開關量，根據我們的實踐經驗證明，這種方式不可取，常會出現工作一段時間(如3~4天)即死機現象。開關量轉RS-485的轉換器制作有缺陷可能是問題所在。

4.光端機的瞬態干擾的危害及應對措施

1.瞬態干擾的產生：瞬態干擾產生于大型感性負載，如電機、變壓器、繼電器等設備的開關轉換，以及雷電的發生過程中，它往往以靜電感應的方式入侵光端機。

2.瞬態干擾的危害：由于它干擾頻率高、持續時間短、干擾幅度大(成百上千伏)、它可以燒壞光端機的RS-485接口芯片、主芯片等關鍵部位，卻不留痕跡，尤其是夏季雷雨季節，這種破壞力影響很大，使用戶、商家和廠家都十分傷腦筋。

3.應對措施：盡管光端機制造商采用了各種保護手段，如旁路法(自恢復二極管)、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。