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模拟比拼数字 光端机发展大不同

来源:深圳钰航安防科技幸运飞艇点击:37更新时间:2014/6/20 20:02:04

       随着时代的发展,以及用户对安全防范要求的日益提高,监控光端机在安防领域得到越来越广泛的运用,而且监控光端机的技术也越来越成熟,那么目前监控光端机已经可以实现在一芯光纤上传输多路视频、音频、数据、电话、以太网、报警等多种信号。
  一、监控光端机传输的介质及其领域
  监控光端机传输的介质是光纤,那么为什么要选择通过光纤来传输呢?光纤的主要组成物质是二氧化硅(SiO2),这种矿物质在整个地球的矿物质中所占的比例比较大,通常在石头、砂粒中都可以提取到。由二氧化硅(SiO2)组成的光纤脆如玻璃,细若发丝。由它的内部组成来看,光纤分为单模光纤和多模光纤,单模光纤的芯径为9μm,而多模光纤的芯径可分为50μm和62.5μm。由于光纤的组成成份,所以它具有传输距离远、不导电、抗干扰能力强、保密性好等特点,在远距离传输中,它通常是广大工程商的首选。
  随着社会对安全防范要求的日益增高,监控光端机已经被广泛地应用在了智能小区、厂矿监控、城市安防、银行联网、道路交通卡口、电子警察和高速公路收费等各行业的监控系统中。它保证了传输的实时性、安全性,并且传输容量大,不仅传输视频,还可以同时传输音频、数据、电话和以太网,受到人们的推崇。
  二、模拟比拼数字谁略胜一筹?
  说起模拟与数字,恐怕不少人都会觉得二者总有那么几分的相似。或是因为不具备网络传输的现代化传输模式吧。尤其光端机传输的环节上,模拟和数字系统总会给人以相通的感觉。不过,外表相似的模拟与数字就真的在技术上也那么相似呢?而被称赞了很久的数字光端机又比模拟设备强在了哪里?下面我们就来深入的分析一下模拟光端机与数字光端机的差别,看看他们到底有多像?
  (一)不同的讯号处理方式
  别看只是一个简单的小盒子。但是无论是数字光端机还是模拟光端机。在工作中缺有着常人难以想象的划分。虽然视频监控的传输在我们看来只是将一个前段的视频发到后端。但是其中所要涉及的项目却要远超我们的想象。
  在光端机的工作中,任何一台设备都需要对系统的视频,音频和数据信号进行细致的处理。对于模拟调幅光端机,处理方式是将视频、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;对于模拟调频光端机,处理方式是将视频、音频、数据的幅度对一高频载波信号进行调制,使高频载波信号的频率随视频、音频、数据的幅度变化而变化;对于模拟调相光端机,处理方式是将视频、音频、数据的幅度对一高频载波信号进行调制,使高频载波信号的相位随视频、音频、数据的幅度变化而变化。可以说模拟光端机对系统的作用更多的采用加压减压的方式来进行工作。
  而对于数字光端机来说,它的工作特点就要比模拟设备简单的多。数字光端机是将输入传输线路的视频音频和数据进行更高分辨率的数模转换工作。这样可以使视频监控的信号在传输中以数字的方式进行。等到接收终端时,再将数字信号根据标准规则转化为模拟信号。这样的话,就保证了视频信号在传输中可以拥有比模拟设备更强的完整性。
  (二)不同的“磨难考验”
  在模拟光端机的工作中,由于设备要不断的进行调幅、调频和调像。所以模拟信号的变化能否与载波信号调制而形成的变化形式一致是非常重要的。而这也是判断光端机性能好坏的重要指标。
  不过,受制于当前的技术水平,模拟光端机在工作中很难实现真正的线性调制。而非线性的调整又必然会导致信号的失真。所以这也就极大的限制了传输信号在经过光端机处理后,依然可以保持较高质量的实际效果。此外,由于光学器件对于周边环境的适应能力很低,而且在传输中,光信号在线缆的消耗与衰减,接收端的再次失真,以及转回模拟信号的再次失真···有如"九九八十一难"的考验,也使模拟光端机几乎没有了保证高质量高保真视频效果的资本。因此,在如此周折的作用下,信号的畸变也就被无限的放大了。
  而对于数字光端机来说,由于它在传输过程中,只是更加完整的字符传输,而在转换过程中的量化误差也在一个很小的范围内得到了控制。因而,模拟信号中屡受考验的信号在数字传输端上,则得到了更多的保护。
  (三)更加分明的传输线路
  如今,光纤是大家公认的最为高效的传输介质。因此,这也促发了各类信号在传输中的过于"追捧"。上面的内容提到过,在模拟设备的监控信息传输中,多种多样的信号有如"蜂拥般"的共同传输,无疑是这类传输应用的一大特色。从理论上来讲,不同的信号拥有不同的传输信道无疑会大大提升数据的传输质量。不过,如果将模拟数据的三类信号一一析出,并且配置相对应的光端机的话,它的耗资无疑是惊人的。因此这也就促使了光纤传输中的"混用"。
  但是,对于调频、调幅、调相光端机来讲,传输10/100M以太网信号或多路电话等高速信号是难以做到的,将多路视频或音频信号混合调频、调幅、调相在某一载波上必然会引起各种镜像、交调干扰。而这也是模拟设备长久以来悬而未决的缺陷。因此,为了减少干扰,模拟光端机大大的限制了信号的同传数量,这对于效率也是一个大大的降低。
  而对于数字光端机来说,由于是通过独立性更强的数字信号传输,因而在传输过程中彻底避免了不同信号间的相互冲突,从而释放了为了避免冲突而规避的空间。所以在消除干扰的同时也提升了系统的传输效率。
  (四)稳定性以及使用效率上的差异
  前面提到过,由于模拟光端机的载波和光头受到环境的影响极大。所以在设备的工作中,如何能够在不同的环境中实现更好的保养也是让用户非常头疼的事情之一。在一些工程的应用中,为了保证设备的高效运行,甚至需要配置一个非常舒适的机房来实现管控。这无疑增加了设备的运营成本。此外,由于数字光端机的高效性,也让模拟设备在多路传输中,有着更经济的体现。
  经过上面的对比,我们不难发现,尽管在结构上可能没有太大的区别。但是从技术角度来说,数字设备显然在数码技术的作用下,巧妙的规避了诸多模拟设备难以逾越的障碍。在传输过程中,便提升了系统工作的整体效率。这也是光端机设备为何如此风靡的因素之一。
  随着数字技术的不断发展,我们已经享受了很多数字化设备给我们带来的便利。相信在这种高效工作模式的促进下,视频监控将不断缩短我们监控的距离,为我们带来更多的真实体验。
  三、高清光端机市场趋势
  光端机发展方向依旧孜孜不倦地追求单纤大容量、多业务、网管型综合平台。下面就一起来具体了解下光端机市场发展方向是如何的。
  (一)复用技术仍将是主流
  高清光端机采用的高速数字光纤传输技术、非压缩高清数字视频技术、高清视音频编码技术,都是高清光端机先进性的体现。高清视频信号无论传输多少次、转换多少次,质量不变,这是数字信号的天赋秉性所在,但高清视频信号速率高、占用的带宽大,HD-SDI信号速率为1.485Gb/s,3G-SDI信号速率为2.97Gb/s,HDMI支持4.95Gb/s、10.2Gb/s,如何在单根光纤上传输多路高清视频是高清光端机当前最受关注的技术热点。可以说单纤单波段复用技术水平,基本可以代表1个光端机厂商的研发能力和技术水平。
  多业务不可或缺在实现高清视频传输的同时,实现异步数据、音频、开关量、以太网等综合业务的传输,这也是高清光端机备受关注的热点之一,目前主要有波分复用和时分复用两种方式实现。时分复用技术难度高,将视频、音频、数据、以太网等多个信号结合为单个更高速率的数据流,在接收端将各个数据流正确无误地分解开来。所以,必须处理好高清视频、各接口业务之间的时钟同步、以及时钟时序和相互之间的帧结构关系。
  (二)单纤多路高清视频多业务光端机技术难点
  时钟系统复杂困难。例如,输入的高清视频码流锁定,时钟恢复。高清制式多样,使用者也并不知晓实际视频的制式,所以,必须自适应视频输入,这样,对参考时钟的系统,锁定状态机变的很复杂。当然,还有其他时钟的同步、锁定、去抖等处理。
  在现有器件、成本等条件下,传输多路高清视频是很困难的,1路HDSDI带宽已达1.485G,这就是市场只有单路高清视频光端机的主要原因。要将1.485G码流中的视频拆解、嵌入、组装,不影响视频质量,必须对高清视频标准体系有非常深刻的认识。
  一般高清视频传输采用YCBCR422格式,要求20BIT的传输,所以必须至少10BITSERDERS通道,以并保证光纤传输过程中不缺位不丢位(也就是在传输过程中不掺水分,比如8bit),从而保证高清视频的编码精度、原汁原味。为保证光纤传输过程中视频编码不缺位不丢位,必须对光纤传输技术有比较深刻的认识(例如,加扰解扰、ALIGN字节对齐等、既要效率高又要不误码)。
  还由于每路高清视频是异步的,时钟频率,相位并不一致,无法将多路高清视频码流直接复用起来,必须实现多路异步高清视频的帧同步。由于速率高,储存量大,无法采用类似FIFO、RAM的时域调整方式,又由于高清视频码流的全实时、码流中含有各种时钟、同步等信息,每个字节既不能加也不能扣减,所以也不能采用码速调整方案。这也是市场急需而没有多路高清视频光端机的主要原因。
  为了降低传输容量又保证高清视频的原汁原味,只传输视频有效数据。由于传输过程中,各种嵌入的同步信号,时钟信号,辅助数据:如TRS,DE,HS,VS,XYZ,VIP等都已消失。在接收端必须重新生成各种同步信号,并组装生成与输入同样制式的视频码流。而高清视频格式有标准的、非标的、有兼容861的,有逐行、隔行的、频率50、60HZ等等,格式生成状态机将变得十分复杂、工作量大。
  由于业务烦杂,需要处理各种不同接口的帧结构、数率、时钟。可以按照业务要求直接输出各种高清视频制,(如SDI、HDSDI、HDMI以及音频嵌入、解嵌等)避免了外加各种价格不菲的转换器。此外,还可提供网络、数据、电话、音频等接口。
  (三)智能型、网管型、平台化是必然发展方向
  智能化也是高清光端机的又一技术和功能热点,通过强大的网管功能,实现设备的自我诊断,用户可以通过管理软件直观地了解设备的运行状态,极大地方便用户对设备的维护和管理。
  四、关于光端机
  光端机,就是光信号传输的终端设备。由于目前技术的提高,光纤价格的降低使它在各个领域得到很好的应用,因此各个光端机的厂家就好比是雨后春笋般发展起来。但是这里的厂家大部分技术并不是完全成熟,开发新技术需要耗资和人力、物力等,这就产生厂家多是中小企业,各品牌也先后出现。但是质量上还是差不多的,国外的光端机好但是价格昂贵,因此,国内厂家把生产光端机转型出路了,用来满足国内的需要。
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