光端机是传输光信号的一种终端设备,主要传输监控领域所涉及的信号源。其负责光电的转换以及光发射和光接收,因此,光端机质量对整个光纤传输的质量起着决定性的作用。近几年由于光纤的普及,光端机也被广泛应用到光网络的传输系统中。下面我们就来简单普及下光端机的知识。
上文我们曾提到,光端机主要负责光的接受和发射。简言之,光端机就是起一条线的作用,在这条线上可以传输视频、数据、以太网、电话等等,并且可以任意组合其路数。下面是光端机传输示意图。由于光端机是借助光纤进行传输,因此它具备了距离远:普通级可传输30KM;无大脑:无需软件支持,运行稳定;零衰减:光纤纯度极高,衰减极小;无干扰:不收强电场、磁场干扰;施工简单:可采用直埋、穿管、架空等方式进行部署等优点。
光端机从2001年发展至今,其性能日益优良。根据不同的标准,光端机还可分为不同的种类。按照传输模式分,光端机可分为单模光端机和多模光端机;按照信号处理方式,可分为模拟光端机和数字光端机;按照组网方式,可分为点对点光端机和节对点光端机,以及汇聚式光端机。接下来会对每一种光端机进行介绍。
单模光端机和多模光端机
由其名称可知,单模光端机采用单模光纤进行传输,而多模光纤采用多模光纤进行传输。因此,其主要的区别就在于光波在纤芯里的折射角度和纤芯的纤径不同。多模光端机的传输距离较之单模光端机要短,主要用于2km以内距离的传输,而单模光端机最大的传输距离可达30km。此外,多模光端机还存在色散严重、衰耗大、可用带宽窄、成本高等问题,一般多模光端机传输数据使用光缆的价格是一个单模光缆价格的2-3倍。综合多方面考虑,现在市场上绝大多数用户都采用的是单模光端机来进行数据传输。但是,多模光端机在一定范围内仍有使用,比如智能楼宇的光纤布线方面等。
模拟光端机和数字光端机
光端机是通过光电信号的转换来传输信号的,其间要对各种数据进行编码处理。由于有着不同的信号传输方式,光端机又有着模拟光端机和数字光端机之分。(注:模拟光端机和数字光端机都属于视频光端机。)
模拟光端机是采用PFM调制技术来传输信号的,主要是将视频、音频、数据的幅度对一高频载波信号进行调制,使高频载波信号的幅度随视频、音频、数据的幅度变化而变化。在发射端,数据经过PFM调制技术进行处理,进行光信号--电信号--光信号的转换后传输到接受端,之后再进行PFM调制,便可传输出视频信号了。基于PFM调制技术,模拟光端机的传输距离大大延长,可以到达50km甚至更远。当然,模拟光端机也还存在不足之处,由于采用的是调制调节技术,易导致其在传输过程中稳定性不够,容易受环境因素的影响,抗干扰能力差,生产调试较困难。并且,由于单根光纤实现多路图象传输较困难,性能会下降,所以模拟光端机一般只能做到单根光纤上传输4路图象。
和模拟光端机相比,数字光端机的处理技术进步了很多。它主要将多路模拟基带的视频、音频、数据进行高分辨率数字化,形成高速数字流,然后将多路数字流进行复用,通过发射光端机进行发射,然后通过另一端的接收光端机进行接收,解复用,恢复成各路数字化信号,再通过数字模拟变换(A/D模数转换)恢复成模拟视频、音频、数据。数字光端机的发明解决了长期以来模拟光端机存在的容易受环境干扰影响、传输质量低劣、长期工作稳定性不高等缺点。其主要的优点有传输距离长,最大可达120km;以采用多级传输模式;受环境干扰较小,传输质量高;支持的信号容量可达16路,甚至更多(32路、64路、128路)等优点。
点对点光端机、节对点光端机及汇聚式光端机
在选用光端机时,用户最先要决定的是采用什么样的数据的传输方案,即是采用点对点式,还是节点式或汇聚式等。点对点式是最基本的传输方式,顾名思义,是一点对着另外一个点进行传输,这种传输方式比较浪费光纤。其原理就是在前端监控点安装一台发射光端机,将各类电信号转换成光信号,通过终端的接收光端机将光信号再还原成电信号,发射机和接收机之间用光缆连接。节点式则采用手拉手的串联方式,可在一根光缆上设置多个节点,可以较大程度上节省光纤。节点式光端机也可称为总线型数字光端机,在1芯光纤上分多点插入视频信号(非编码压缩,视频图像无损失)及控制信号,实现多路信号级联传输。汇聚式是在汇聚节点处将多路远端信号复合、汇集到一芯光纤中进行传输,可以大幅降低光纤资源需求。
目前用的较为普遍的是对点光端机和汇聚式光端机,这两种传输方式科节约大量的光纤资源,被大量用于高速公路等具有逐点插入特性的应用场合。
总之,光端机如今在网络的传输中起着不可替代的作用是毋庸置疑的,但随着技术的进一步发展,光端机也会被其他的先进产品所取代。现在应用比较广泛的光端机以数字光端机为首选,其采用了先进的数字视频及千兆光纤高速传输技术,可实现多路视频及多路音频、数据、以太网、电话等信号在单芯或双芯光纤上无失真、高质量传输,基本上能满足网络传输的需要。