光端機利用光纖傳輸 模擬戰(zhàn)數(shù)字、誰更勝一籌？
隨著時代的發(fā)展，以及用戶對安全防范要求的日益提高，監(jiān)控光端機在安防領(lǐng)域得到越來越廣泛的運用，監(jiān)控光端機的技術(shù)也越來越成熟。目前監(jiān)控光端機已經(jīng)可以實現(xiàn)在一芯光纖上多路視頻、音頻、數(shù)據(jù)、電話、以太網(wǎng)、報警等多種信號的傳輸。
監(jiān)控光端機傳輸?shù)慕橘|(zhì)及其領(lǐng)域
監(jiān)控光端機傳輸?shù)慕橘|(zhì)是光纖，那么為什么要選擇通過光纖來傳輸呢？光纖的主要組成物質(zhì)是二氧化硅(SiO2)，這種礦物質(zhì)在整個地球的礦物質(zhì)中所占的比例比較大，通常在石頭、砂粒中都可以提取到。由二氧化硅(SiO2)組成的光纖脆如玻璃，細若發(fā)絲。由它的內(nèi)部組成來看，光纖分為單模光纖和多模光纖，單模光纖的芯徑為9μm，而多模光纖的芯徑可分為50μm和62.5μm。由于光纖的組成成份，所以它具有傳輸距離遠、不導電、抗干擾能力強、保密性好等特點，在遠距離傳輸中，它通常是廣大工程商的首選。
隨著社會對安全防范要求的日益增高，監(jiān)控光端機已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用在了智能小區(qū)、廠礦監(jiān)控、城市安防、銀行聯(lián)網(wǎng)、道路交通卡口、電子警察和高速公路收費等各行業(yè)的監(jiān)控系統(tǒng)中。它保證了傳輸?shù)膶崟r性、安全性，并且傳輸容量大，不僅傳輸視頻，還可以同時傳輸音頻、數(shù)據(jù)、電話和以太網(wǎng)，受到人們的推崇。
模擬比拼數(shù)字 誰略勝一籌？
說起模擬與數(shù)字，恐怕不少人都會覺得二者總有那么幾分的相似�；蚴且驗椴痪邆渚W(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)默F(xiàn)代化傳輸模式吧。尤其光端機傳輸?shù)沫h(huán)節(jié)上，模擬和數(shù)字系統(tǒng)總會給人以相通的感覺。不過，外表相似的模擬與數(shù)字就真的在技術(shù)上也那么相似呢？而被稱贊了很久的數(shù)字光端機又比模擬設(shè)備強在了哪里？下面我們就來深入的分析一下模擬光端機與數(shù)字光端機的差別，看看他們到底有多像？
1、不同的訊號處理方式
別看只是一個簡單的小盒子。但是無論是數(shù)字光端機還是模擬光端機。在工作中缺有著常人難以想象的劃分。雖然視頻監(jiān)控的傳輸在我們看來只是將一個前段的視頻發(fā)到后端。但是其中所要涉及的項目卻要遠超我們的想象。
在光端機的工作中，任何一臺設(shè)備都需要對系統(tǒng)的視頻，音頻和數(shù)據(jù)信號進行細致的處理。對于模擬調(diào)幅光端機，處理方式是將視頻、音頻、數(shù)據(jù)的幅度對一高頻載波信號進行調(diào)制，使高頻載波信號的幅度隨視頻、音頻、數(shù)據(jù)的幅度變化而變化；對于模擬調(diào)頻光端機，處理方式是將視頻、音頻、數(shù)據(jù)的幅度對一高頻載波信號進行調(diào)制，使高頻載波信號的頻率隨視頻、音頻、數(shù)據(jù)的幅度變化而變化；對于模擬調(diào)相光端機，處理方式是將視頻、音頻、數(shù)據(jù)的幅度對一高頻載波信號進行調(diào)制，使高頻載波信號的相位隨視頻、音頻、數(shù)據(jù)的幅度變化而變化�？梢哉f模擬光端機對系統(tǒng)的作用更多的采用加壓減壓的方式來進行工作。
而對于數(shù)字光端機來說，它的工作特點就要比模擬設(shè)備簡單的多。數(shù)字光端機是將輸入傳輸線路的視頻音頻和數(shù)據(jù)進行更高分辨率的數(shù)模轉(zhuǎn)換工作。這樣可以使視頻監(jiān)控的信號在傳輸中以數(shù)字的方式進行。等到接收終端時，再將數(shù)字信號根據(jù)標準規(guī)則轉(zhuǎn)化為模擬信號。這樣的話，就保證了視頻信號在傳輸中可以擁有比模擬設(shè)備更強的完整性。
2、不同的"磨難考驗"
在模擬光端機的工作中，由于設(shè)備要不斷的進行調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)像。所以模擬信號的變化能否與載波信號調(diào)制而形成的變化形式一致是非常重要的。而這也是判斷光端機性能好壞的重要指標。
不過，受制于當前的技術(shù)水平，模擬光端機在工作中很難實現(xiàn)真正的線性調(diào)制。而非線性的調(diào)整又必然會導致信號的失真。所以這也就極大的限制了傳輸信號在經(jīng)過光端機處理后，依然可以保持較高質(zhì)量的實際效果。此外，由于光學器件對于周邊環(huán)境的適應(yīng)能力很低，而且在傳輸中，光信號在線纜的消耗與衰減，接收端的再次失真，以及轉(zhuǎn)回模擬信號的再次失真···有如"九九八十一難"的考驗，也使模擬光端機幾乎沒有了保證高質(zhì)量高保真視頻效果的資本。因此，在如此周折的作用下，信號的畸變也就被無限的放大了。
而對于數(shù)字光端機來說，由于它在傳輸過程中，只是更加完整的字符傳輸，而在轉(zhuǎn)換過程中的量化誤差也在一個很小的范圍內(nèi)得到了控制。因而，模擬信號中屢受考驗的信號在數(shù)字傳輸端上，則得到了更多的保護。
3、更加分明的傳輸線路
如今，光纖是大家公認的最為高效的傳輸介質(zhì)。因此，這也促發(fā)了各類信號在傳輸中的過于"追捧"。上面的內(nèi)容提到過，在模擬設(shè)備的監(jiān)控信息傳輸中，多種多樣的信號有如"蜂擁般"的共同傳輸，無疑是這類傳輸應(yīng)用的一大特色。從理論上來講，不同的信號擁有不同的傳輸信道無疑會大大提升數(shù)據(jù)的傳輸質(zhì)量。不過，如果將模擬數(shù)據(jù)的三類信號一一析出，并且配置相對應(yīng)的光端機的話，它的耗資無疑是驚人的。因此這也就促使了光纖傳輸中的"混用"。
但是，對于調(diào)頻、調(diào)幅、調(diào)相光端機來講，傳輸10/100M以太網(wǎng)信號或多路電話等高速信號是難以做到的，將多路視頻或音頻信號混合調(diào)頻、調(diào)幅、調(diào)相在某一載波上必然會引起各種鏡像、交調(diào)干擾。而這也是模擬設(shè)備長久以來懸而未決的缺陷。因此，為了減少干擾，模擬光端機大大的限制了信號的同傳數(shù)量，這對于效率也是一個大大的降低。
而對于數(shù)字光端機來說，由于是通過獨立性更強的數(shù)字信號傳輸，因而在傳輸過程中徹底避免了不同信號間的相互沖突，從而釋放了為了避免沖突而規(guī)避的空間。所以在消除干擾的同時也提升了系統(tǒng)的傳輸效率。
4、穩(wěn)定性以及使用效率上的差異
前面提到過，由于模擬光端機的載波和光頭受到環(huán)境的影響極大。所以在設(shè)備的工作中，如何能夠在不同的環(huán)境中實現(xiàn)更好的保養(yǎng)也是讓用戶非常頭疼的事情之一。在一些工程的應(yīng)用中，為了保證設(shè)備的高效運行，甚至需要配置一個非常舒適的機房來實現(xiàn)管控。這無疑增加了設(shè)備的運營成本。此外，由于數(shù)字光端機的高效性，也讓模擬設(shè)備在多路傳輸中，有著更經(jīng)濟的體現(xiàn)。
經(jīng)過上面的對比，我們不難發(fā)現(xiàn)，盡管在結(jié)構(gòu)上可能沒有太大的區(qū)別。但是從技術(shù)角度來說，數(shù)字設(shè)備顯然在數(shù)碼技術(shù)的作用下，巧妙的規(guī)避了諸多模擬設(shè)備難以逾越的障礙。在傳輸過程中，便提升了系統(tǒng)工作的整體效率。這也是光端機設(shè)備為何如此風靡的因素之一。
隨著數(shù)字技術(shù)的不斷發(fā)展，我們已經(jīng)享受了很多數(shù)字化設(shè)備給我們帶來的便利。相信在這種高效工作模式的促進下，視頻監(jiān)控將不斷縮短我們監(jiān)控的距離，為我們帶來更多的真實體驗。
高清光端機市場趨勢
光端機發(fā)展方向依舊孜孜不倦地追求單纖大容量、多業(yè)務(wù)、網(wǎng)管型綜合平臺。下面就一起來具體了解下光端機市場發(fā)展方向是如何的。
1、復用技術(shù)仍將是主流
高清光端機采用的高速數(shù)字光纖傳輸技術(shù)、非壓縮高清數(shù)字視頻技術(shù)、高清視音頻編碼技術(shù)，都是高清光端機先進性的體現(xiàn)。高清視頻信號無論傳輸多少次、轉(zhuǎn)換多少次，質(zhì)量不變，這是數(shù)字信號的天賦秉性所在，但高清視頻信號速率高、占用的帶寬大，HD-SDI信號速率為1.485Gb/s，3G-SDI信號速率為2.97Gb/s，HDMI支持4.95Gb/s、10.2Gb/s，如何在單根光纖上傳輸多路高清視頻是高清光端機當前最受關(guān)注的技術(shù)熱點。可以說單纖單波段復用技術(shù)水平，基本可以代表1個光端機廠商的研發(fā)能力和技術(shù)水平。
2、多業(yè)務(wù)不可或缺在實現(xiàn)高清視頻傳輸?shù)耐瑫r，實現(xiàn)異步數(shù)據(jù)、音頻、開關(guān)量、以太網(wǎng)等綜合業(yè)務(wù)的傳輸，這也是高清光端機備受關(guān)注的熱點之一，目前主要有波分復用和時分復用兩種方式實現(xiàn)。時分復用技術(shù)難度高，將視頻、音頻、數(shù)據(jù)、以太網(wǎng)等多個信號結(jié)合為單個更高速率的數(shù)據(jù)流，在接收端將各個數(shù)據(jù)流正確無誤地分解開來。所以，必須處理好高清視頻、各接口業(yè)務(wù)之間的時鐘同步、以及時鐘時序和相互之間的幀結(jié)構(gòu)關(guān)系。
3、單纖多路高清視頻多業(yè)務(wù)光端機必須逾越的技術(shù)難點
☉時鐘系統(tǒng)復雜困難。例如，輸入的高清視頻碼流鎖定，時鐘恢復。高清制式多樣，使用者也并不知曉實際視頻的制式，所以，必須自適應(yīng)視頻輸入，這樣，對參考時鐘的系統(tǒng)，鎖定狀態(tài)機變的很復雜。當然，還有其他時鐘的同步、鎖定、去抖等處理。
☉在現(xiàn)有器件、成本等條件下，傳輸多路高清視頻是很困難的，1路HDSDI帶寬已達1.485G,這就是市場只有單路高清視頻光端機的主要原因。要將1.485G碼流中的視頻拆解、嵌入、組裝，不影響視頻質(zhì)量，必須對高清視頻標準體系有非常深刻的認識。
☉一般高清視頻傳輸采用YCBCR422格式，要求20BIT的傳輸，所以必須至少10BITSERDERS通道，以并保證光纖傳輸過程中不缺位不丟位（也就是在傳輸過程中不摻水分，比如8bit），從而保證高清視頻的編碼精度、原汁原味。為保證光纖傳輸過程中視頻編碼不缺位不丟位，必須對光纖傳輸技術(shù)有比較深刻的認識（例如，加擾解擾、ALIGN字節(jié)對齊等、既要效率高又要不誤碼）。
☉還由于每路高清視頻是異步的，時鐘頻率，相位并不一致，無法將多路高清視頻碼流直接復用起來，必須實現(xiàn)多路異步高清視頻的幀同步。由于速率高，儲存量大，無法采用類似FIFO、RAM的時域調(diào)整方式，又由于高清視頻碼流的全實時、碼流中含有各種時鐘、同步等信息，每個字節(jié)既不能加也不能扣減，所以也不能采用碼速調(diào)整方案。這也是市場急需而沒有多路高清視頻光端機的主要原因。
☉為了降低傳輸容量又保證高清視頻的原汁原味，只傳輸視頻有效數(shù)據(jù)。由于傳輸過程中，各種嵌入的同步信號，時鐘信號，輔助數(shù)據(jù)：如TRS,DE,HS,VS,XYZ，VIP等都已消失。在接收端必須重新生成各種同步信號，并組裝生成與輸入同樣制式的視頻碼流。而高清視頻格式有標準的、非標的、有兼容861的，有逐行、隔行的、頻率50、60HZ等等，格式生成狀態(tài)機將變得十分復雜、工作量大。
☉由于業(yè)務(wù)煩雜，需要處理各種不同接口的幀結(jié)構(gòu)、數(shù)率、時鐘。可以按照業(yè)務(wù)要求直接輸出各種高清視頻制,（如SDI、HDSDI、HDMI以及音頻嵌入、解嵌等）避免了外加各種價格不菲的轉(zhuǎn)換器。此外，還可提供網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)、電話、音頻等接口。
4、智能型、網(wǎng)管型、平臺化是必然發(fā)展方向
智能化也是高清光端機的又一技術(shù)和功能熱點，通過強大的網(wǎng)管功能，實現(xiàn)設(shè)備的自我診斷，用戶可以通過管理軟件直觀地了解設(shè)備的運行狀態(tài)，極大地方便用戶對設(shè)備的維護和管理。
關(guān)于光端機
光端機，就是光信號傳輸?shù)慕K端設(shè)備。由于目前技術(shù)的提高，光纖價格的降低使它在各個領(lǐng)域得到很好的應(yīng)用，因此各個光端機的廠家就好比是雨后春筍般發(fā)展起來。但是這里的廠家大部分技術(shù)并不是完全成熟，開發(fā)新技術(shù)需要耗資和人力、物力等，這就產(chǎn)生廠家多是中小企業(yè)，各品牌也先后出現(xiàn)。但是質(zhì)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(nèi)廠家把生產(chǎn)光端機轉(zhuǎn)型出路了，用來滿足國內(nèi)的需要。
