电视光端机

原创 2020-06-12 19:46  阅读

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  就是把传统的电视信号转换成光信号并在光纤上传输的设备,它与传统的电话传输线路有所不同,传统电视信号是通过视频线来传输模拟信号的,而光端机是通过转换成光信号后再进行传输的,它能够让电视信号传输的距离更长,而且能让传输的速率有很大提高,它还能附带上其他业务,如:以太网、E1等。适用于IP超市、生活小区、军事政府单位、网吧话吧等单位。电视光端机可传多种业务接口,有FXO中继,FXS用户(支持来电和反极信号),二四线音频,二四线E/M,磁石接口,RS232/485/422,以太网,E1等,多种业务可同时传输,综合的为客户解决多种业务的需求。

  :用来传输视频信号(如普通摄像机输出的就是视频信号),并同时能辅助传输音频、控制数据、开关量信号和以太网信号,主要应用于高速公路、城市交通、社区安防以及需要监控的各个领域;

  :用来传输射频信号,其端机非点对点传输,它在光路中直接做分支,可由一个发射机对多个接收机,主要应用在有线电视的光传输领域;

  :其端机每个基本通道为2M,又俗称2M端机,每个2M通道可传输30路电线M带宽的网络信号,它只是一个固定带宽的通道,用途主要取决于和光端机相连的配套设备,其支持的协议为G.703协议,主要应用于固定带宽的电信光通讯领域。

  :变电站基于这几个领域的不同应用,广电和电信所使用的电视光端机相对固定,品种也较少。

  随着国内通信网络的发展,发展势头强劲,电视光端机应用的监控范围也越来越广。电视光端机应用最多的方面就是长距离视频和数据的传输。在高速公路、银行、电力、电信等的监控领域都要求对视频信号进行远程的传输,主要的解决方法是利用光端机将视频信号转化为数字信号通过光纤进行传输。此外光端机在远程视频会议、远程教学、远程医疗、通讯等诸多领域都有很广阔的用武之地,未来的光端机将向着数字化、网络化的方向发展。

  为方便工程开通和工程维护,电视光端机应标示有含义明确的指示灯。除电源指示灯外,光端机的收发端机都必须具备光信号有无指示灯,指示相应的设备通道有无信号输入或输出,工程人员和用户在工程开通阶段和工程维护阶段就可以根据指示灯的指示,判断开通和维护中的情况,定位故障点,尽快地解决可能发生的问题。

  另外,对于其他业务部分,也应提供相应的指示灯。简单的方式是参考电信设备的做法,提供同步指示灯和环路指示灯,工程人员和设备厂家据此可以判断是设备系统故障,或是接口部分故障,从而做出正确的反应。

  对于以太网接口,应按照数据通信设备的通用要求,提供连接/活动指示灯、全双工/半双工指示灯、10M/100M指示灯。

  电视光端机还应提供系统指示灯,指示发送设备是否正常和接收设备是否正常,以方便工程人员区分是设备故障还是光纤链路故障。

  电视光端机刚进入安防领域时,称得上是当时的新贵。由于那时光纤通信的应用还未普及,别说行业内许多人没有看到过光端机,只怕没听说过的人也不在少数。那时候的光端机是十分昂贵的,因此也显得十分神秘。当然,它的性能优劣也大多是在传说中评论而已了。光端机有了这样的出场,必然会披挂上时代的装束。比如,当时的光端机多是多模产品,采用ST活动连接器,多为模拟传输产品,而所有这些特征正代表着当时光纤传输技术的一种典型应用的水平。后来,特别是到了二十世纪九十年代,光纤传输在电信领域得到了广泛的应用,有力地促进了光纤通信的迅猛发展。在电信行业,单模光纤基本上取代了多模光纤,发光源及接收器的发展则小型、节能、高速和高灵敏等方面,光无源器件则从原来单一的光纤连接器(分固定连接器和活动连接器)迅速发展成一个大家族,有耦合器、准直器、WDM、CWDM、DWDM、环形器、隔离器、色散补偿器、光开关等,关注的指标也不仅仅是光的衰减,而是还有回波损耗、光波长、光色散、光特性与光偏振的相关性等,就是在传输方式上也基本上放弃了模拟传输(除光纤CATV是为了与以前的系统兼容外),而全部采用了数字传输方式。但是,回顾光端机在安防领域的发展,情况就大不一样了。到上个世纪末,应用于安防领域的光端机基本上没有变化,有的也只是小型化或功能强化(将原来需要几套光端机才能实现的功能由一套光端机来完成),光纤数字传输技术才开始进入到安防领域。

  一提到电视光端机,可能就会让人想起传输距离远、保密性强、抗干扰能力强、传输性能好、容量大等优点,当然也不会忘记价格高这个特点。不管光端机有什么优缺点,它在系统中其实就是充当一段线缆。比如,将远端的视频信号传送到中心,而将中心的控制信号传送到远端等。可正是光端机这种看似简单的用途和其历史形成的掩盖其庐山真面目的神秘面纱,致使人们在选择和使用光端机时常遇到一些实际上可以避免的困难。为了使光端机得到更好更广泛的应用,这里就这些方面谈一下本人对光端机的一些粗浅认识。

  要使用电视光端机,首先得有光纤网络。那么用什么样的光纤比较好呢?如果是在原来的网络上进行扩容,则最好还是选用同样的光纤,除非这样做无法实现预期的功能。如果是一个全新的工程,则最好采用单模光纤。可能有人会问,如果传输距离在5公里以内,甚至只有3公里左右,是不是用多模光纤更好一些?单模光纤由于没有模式色散,能传输更高速的信号和更远的距离,这就是说单模光纤除比多模光纤能传输得远外,还具有更大的传输容量。从另外两个方面说,单模光纤的价格已低于多模光纤了,而由于激光器、PIN和APD等在大量使用,这些用于单模光纤传输的有源器件的价格也在不断下降,与相应的多模器件的价格已无明显的差异。还有就是在光纤接续方面,用于单模光纤熔接的设备已完全自动化和小型化,且接续效果,这样的熔接设备已被广泛使用。因此,以前在小范围的工程中选用多模光纤的理由基本上已经不存在了,更何况有很多工程覆盖的范围达几十上百公里,只能选用单模光纤。

  如果工程已采用了多模光纤,但要求传输的距离比较远且需要传输的信息又多,是不是必须换用单模光纤呢?其实,只要距离不是太远,还是有产品可以解决问题的,这样就不必造成一个工程中使用不同的光纤和设备,给以后的维护带来困难。如通过采用光电两边同时补偿的方法,开发出能较常规多模产品传输距离长近1倍的产品。

  从发送到光纤上的信号来分,的光端机可分为基于模拟技术的光端机和基于数字技术的光端机,前者简称模拟光端机,后者则简称数字光端机。模拟光端机可谓是历史悠久了,从各方面对其进行论述的文章也不少了,其工作原理不外乎调制解调、滤波和信号混合等。不论是LED还是LD,其光电调制特性都不是线性的,如光纤CATV的发射机中就采用了十分复杂的预失真补偿电路,这个电路几乎要占到发射机成本的一半,目的就是要补偿LD的非线性,从而尽量少产生高次频率成份,避免或减少频道间的干扰。从实际工程中也可以看到,只传输1路视频信号的模拟光端机是能够传输到较远的距离且获得比较好的信号质量,但如果是传输多路视频信号的模拟光端机,其传输距离和信号质量都有较大幅度的下降。是否可以用背靠背中继的方式延长传输距离呢?由于模拟光端机采用的是模拟的传输方式,不可能在中继的位置对前面已引入的噪声进行抑制。结果是若两套同类型的光端机进行这种中继,则信噪比会下降3dB。

  数字光端机的情况就不同了。用数字光端机进行传输,光纤中只有“有光”和“无光”两种状态,因而对光源的线性要求不高或几乎没有要求,而只是要求其开关速度。最普通的激光器的开关速度也能达到千兆/秒的量级。当光纤传输的速率增高时,接收端的接收灵敏度会下降,这会影响多通道光端机的传输性能。然而,数字光端机是可以进行再生中继的。所谓再生中继,就是在中继点将信号完全还原出来,几乎不产生任何失真,然后再以同样的方式向下传输。由于光纤中只有“有光”和“没光”两种状态,只要不等到接收到的光功率已超出接收灵敏度的范围,要将信号检测且正确恢复出来是可以理解的。这不难从电话通信中得到证实。由于电话网干线传输全部采用了数字传输和数字再生中继技术,不论是在地球的哪两个地方,只要是用有线电话进行通话,话音的质量几乎与市话的相同,有时甚至还会好一些,只是距离越远会引入越长的延时。

  数字光端机还有一个特点就是能比较容易实现多通道、多种信号的混合传输。不论是哪种信号,都可以变成数字信号,只不过是信号的带宽(需要传输的速率)不同而已。如未经过压缩的视频信号一般有135Mb/s,音频信号则只有约1.41Mb/s,经过压缩的音频信号可以只有几Kb/s。前面说的是模拟信号,需要经过A/D变换来变成数字信号。如果已经是数字信号,情况又如何呢?如以太网信号可以用125Mb/s的通道进行传输,一个64Kb/s的通道能传输约4个9.6Kb/s的异步数据信号等。由于数字信号只要能在时间上将它们安排下去,就可以在接收端正确地将它们分拣出来,这在数字通信技术里叫TDM技术。这样,如果采用这种TDM技术,就能很容易实现多通道多种信号的传输。如武汉微创公司就已经开发出一种能在一个光波长通道上传输8路视频、8路音频、8路数据和1端口以太网的产品,且能通过适当的适配器借助设备的音频和数据通道实现开关量和普通电话信号的传输。

  可见,在小范围或每个点要求传输的信号不多时,可选用模拟光端机,而且最好只用仅传输1路视频的产品。当需要传输的信号多或种类复杂,或传输的距离过长时,选用数字光端机就较好一些。特别是在光纤有限,需要沿光纤插入信号或取出信号时,可以说只有数字光端机才能做到了。

  1检查各设备是否供电正常。 2检查接收端对应通道视频指示灯是否点亮, A:若指示灯点亮(灯亮证明此时该通道已有视频信号输出)。则检查接收端到监视器或DVR等终端设备间的视频电缆是否连接好,视频接口连接是否松动或有虚焊等情况。 B:接收端视频指示灯不亮,检查前端对应通道视频指示灯是否点亮。(建议对光接收机重新上电以保证视频信号的同步性) a:灯亮(灯亮表示摄像机采集的视频信号已送入光端机前端),检查光缆是否连通,光端机以及光缆终端盒的光接口是否松动。建议重新插拔一次光纤接口(如尾纤头太脏建议先用棉花酒精清洗待干后再插入)。 b :灯不亮,检查摄像机是否工作正常,及摄像机到前端发射机的视频电缆是否连接可靠。视频接口是否松动或有虚焊等情况。 若以上方法不能排除故障且有同型号的设备时,可以采用替换检查法(要求设备具有互换性),即将光纤接到另一端工作正常的接收机或更换远端的发射机可以准确地判断故障设备。

  此种情况多是由于光纤链路衰减过大或前端视频线缆过长受交流电磁干扰所致。 1:检查尾纤是否有弯折过度的地方(特别是多模传输的时候应尽量让尾纤舒展开切勿过度弯折)。2:检测光口和终端盒法兰盘连接处是否连接可靠法兰磁芯是否破损等。3:光口和尾纤是否过脏应用酒精和棉花清洁待干后再插入。4:铺设线路时视频传输线缆尽量选用屏蔽性好传输质量较好的75-5电缆且应尽量避开交流线路以及其他容易引起电磁干扰的物体。 没有控制信号或者控制信号不正常 检查光端机数据信号指示灯是否正确。 a:对照产品手册数据端口定义检查数据线是否连接正确且牢固可靠。特别是控制线的正负极有没有接反。 :检查控制设备(计算机,键盘或DVR等)所发出的控制数据信号格式是否和光端机所支持的数据格式一致(数据通信格式详细介绍见本手册**页),波特率是否超过光端机所支持的范围(0-100Kbps)。 b:对照产品手册数据端口定义检查数据线是否连接正确且牢固可靠。特别是控制线的正负极是否接反。

  安防监控工程中,光缆大多数都由用户自行敷设,一般为G652单模光纤。由于系统覆盖范围一般都不大,用标配(≤20KM)设备光链路损耗都很富裕,因此,光端机对光路损耗没有过高的要求,但是用户常会遇到无图像、图像跳动、图像质量差等问题,这时多数问题都出在光路两端的尾纤、跳线或适配器上,而极少与主干光路有关。常见的问题有:1、光纤活动连接器插入不正确;2、光纤活动连接器纤芯(陶瓷管)被污染。解决办法是:1、重新插入活动连接器或调换光纤跳线%无水乙醇擦拭插头,插座纤芯;3、用万用表检查摄像机视频缆,判断有无视频信号。

  为适应安防监控的需要,系统各种设备(矩阵,硬录,解码器)都提供RS-485方式的数据接口,此格式的数据接口的优点是传输距离长,负载能力强,并能组成四线全双工通信总线,线上任何两台设备都能实现双向通信,而四线总线则只能实现主、从机之间的双向通信,从机之间则不能。它的缺点是有一个使能端,呈三态形式,给通信带来不稳定甚至“卡死”现象。如果出现不能通信(失控),应从以下几方面查找原因: 1.检测有无控制信号用万用表交流10V档测控制器(矩阵、硬录等)输出RS-485口,看其有无控制信号输出。 2.判断光端机RS-485接口是否正常,若UA-B电压为零则视为不正常。 云台乱转不能控,这种现象是两个原因造成:a)RS-485端口A+,B-接反;b)系统阻抗严重不匹配。

  开关量信号是TTL电平的脉冲串,它能控制警灯、警铃、继电器等工作,开关量接口的负载能力以所控制的电流大小来衡量,如EW系列光端机的开关量负载能力为≤1.5A。 1.EW系列光端机开关量接口支持常开按钮,但是如下图接法时,则常开、常闭形式均支持: 2.开关量接口不能直接并联使用,如有需要只能通过分配电路接入。 3.有些客户用RS-485总线传输开关量,根据我们的实践经验证明,这种方式不可取,常会出现工作一段时间(如3~4天)即死机现象。开关量转RS-485的转换器制作有缺陷可能是问题所在。

  瞬态干扰的产生:瞬态干扰产生于大型感性负载,如电机、变压器、继电器等设备的开关转换,以及雷电的发生过程中,它往往以静电感应的方式入侵光端机。 2.瞬态干扰的危害:由于它干扰频率高、持续时间短、博天堂下载!干扰幅度大(成百上千伏)、它可以烧坏光端机的RS-485接口芯片、主芯片等关键部位,却不留痕迹,尤其是夏季雷雨季节,这种破坏力影响很大,使用户、商家和厂家都十分伤脑筋。 3.应对措施:尽管光端机制造商采用了各种保护手段,如旁路法(自恢复二极管)、吸收法(双向抑制二极管等)、隔离法(光耦隔离),但是仍不能完全消除瞬态干扰造成的破坏,RS-485接口损坏频繁,给用户和厂家都造成很大的压力。

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