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数字化时代以光速洞察世界

2019-08-15 15:18:09来源:励志吧0次阅读

  数字化时代的信息传递如此高效,一部分得益于通信技术的迅猛发展。光纤这种材料最初诞生只是应用于医疗上的内窥镜。由于当时技术有限,光在光纤中传输衰减非常大,所以当时的研究者并不看好光纤在通信上的应用。之后经过英籍华人高锟博士的潜心研究,并提出大胆假设,又重新燃起了研究者们对于的热情。

  一、技术背景

  数字化时代的信息传递如此高效,一部分得益于光纤通信技术的迅猛发展。光纤这种材料最初诞生只是应用于医疗上的内窥镜。由于当时技术有限,光在光纤中传输衰减非常大,所以当时的研究者并不看好光纤在通信上的应用。之后经过英籍华人高锟博士的潜心研究,并提出大胆假设,又重新燃起了研究者们对于光通信的热情。又经过数年的研究,激光器和低损耗光纤都有了重大突破,这才使光通信变为了可能。

  光纤最初广泛应用于广电行业,而同时期的安防行业还在使用同轴电缆作为主要传输介质。但随着安防行业数字化、高清化的发展,传统的传输介质已经不能满足安防行业对于传输带宽、传输速率、传输距离、保密性等方面的需求,光纤通信技术就被顺理成章的引入了安防行业,并很快发展起来。目前是视频监控远距离传输解决方案的核心技术。作为整个传输方案的核心,高性能的光端机设备也成为海康威视等安防厂家的研发重点,在整个安防监控系统中占有举足轻重的地位。

  二、光端机的分类

  根据对输入信号处理方式的不同,光端机可分为模拟光端机和数字光端机。

  (一)模拟光端机

  模拟光端机将模拟信号进行PFM调制后再进行电-光转换,在接收端进行光-电转换,再通过PFM解调将视频信号还原。此方式具有较高的信噪比和较小的非线性失真,使信号轻易就能传输几十公里,但是单根光纤传输的信号路数有限。

  (二)数字光端机

  数字光端机将输入的模拟信号进行模数转换,因此在光纤中传输的是数字信号,数字信号直接控制光头发射信号的强弱(即信号强用数字1表示,信号弱用数字0表示),在接收端进行一次数模转换,恢复成原始的视音频信号。数字信号相比于模拟信号有较低的误码率,能保证视频信号无失真的还原,并且多路信号可以在一条路光纤中互不干扰的传输,使一路光纤的复用效率大大提高,可实现一路光纤传输数十路甚至上百路图像。正如在摄像机领域数字取代模拟一样,光端机的世界里数字光端机也必将取代模拟光端机成为主流,本文以介绍数字光端机为主。数字光端机又分为数字视频光端机与光端机即络光端机。

  1.数字视频光端机

  数字视频光端机可传输无压缩的视频信号,如HD-SDI信号,解决了在传统传输方式下传输带宽问题,使得实时传输无压缩的高清视频信号成为可能,大大提高了实时监控时的画面质量。特定型号的数字视频光端机在传输视频信号的同时还可传输485控制信号、音频信号等。根据适用场景不同,数字视频光端机可分为点对点式光端机、节点式光端机、汇聚式光端机、粗波分复用光端机和综合业务视频光端机。

  (1)点对点式光端机

  一条光纤只能有一个发送端和一个接收端,发送端与接收端成对出现(如图1)。因此有几个发送端就需要几条光纤,并且只能组成星型络,每个监控点利用各自的光纤线路独立传输,如果输入端数量多了容易造成光纤的浪费,不利于工程上铺设线缆以及对于成本的控制。

  图1 点对点式光端机连接图

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