隨著數(shù)字光端機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，很多行業(yè)也提出了新需求，如網(wǎng)管功能，通過特定的上位機(jī)軟件實(shí)時監(jiān)測光端機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，出現(xiàn)異常情況可立即告警，第一時間發(fā)現(xiàn)并解決問題。而光端機(jī)市場復(fù)用技術(shù)仍為主流。

    復(fù)用技術(shù)主要有頻分復(fù)用(FDM)、時分復(fù)用(TDM)、波分復(fù)用(WDM)和碼分復(fù)用(CDMA)四種技術(shù)。復(fù)用技術(shù)主要解決單光纖傳輸容量小的問題，尤其是當(dāng)前出現(xiàn)的HD-SDI應(yīng)用，占用帶寬大，業(yè)務(wù)量多，而目前的復(fù)用技術(shù)還不能很好滿足這一需求，復(fù)用技術(shù)的研發(fā)就顯得尤為重要。

    高清光端機(jī)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(jī)先進(jìn)性的體現(xiàn)。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(jī)當(dāng)前Zui受關(guān)注的技術(shù)熱點(diǎn)。使用波分復(fù)用技術(shù)，可以在一根光纖上傳輸多路高清視頻，但是這種方案成本高。如何把高速數(shù)字光纖傳輸技術(shù)、高清視音頻編碼技術(shù)、波分復(fù)用、時分復(fù)用等技術(shù)融合在一起，是光端機(jī)廠家共同面對的課題。

    在實(shí)現(xiàn)高清視頻傳輸?shù)耐瑫r，實(shí)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，也是高清光端機(jī)備受關(guān)注的熱點(diǎn)之一，目前主要有波分復(fù)用和時分復(fù)用兩種方式實(shí)現(xiàn)，時分復(fù)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，并且各部分?jǐn)?shù)據(jù)流以規(guī)定的次序進(jìn)行傳輸，必須維持好傳輸順序，在接收端才能將各個數(shù)據(jù)流正確無誤地分解開來。另外，智能化也是高清光端機(jī)的又一技術(shù)和功能熱點(diǎn)，通過強(qiáng)大的網(wǎng)管功能，實(shí)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(yùn)行狀態(tài)，極大地方便用戶對設(shè)備的維護(hù)和管理。  

    對于非壓縮高清數(shù)字信號HD-SDI進(jìn)行遠(yuǎn)距離無壓縮傳輸時，光傳輸目前仍是遠(yuǎn)距離傳輸?shù)奈ㄒ唤鉀Q方案，所以目前高清光端機(jī)的應(yīng)用還是作為遠(yuǎn)距離傳輸?shù)闹饕O(shè)備，在涉及到遠(yuǎn)距離傳輸系統(tǒng)的監(jiān)控領(lǐng)域中一般都會用到光端機(jī)。

    光端機(jī)在視頻監(jiān)控領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛。由于視頻監(jiān)控是個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，不同環(huán)境對于光端機(jī)要求不盡相同城市道路、高速公路、軌道交通等領(lǐng)域監(jiān)控目前集中在收費(fèi)站、橋梁、隧道、車站等關(guān)鍵路段，光纖資源較緊張，對光端機(jī)的要求是視頻容量大、傳輸距離遠(yuǎn)，所以一般采用節(jié)點(diǎn)式光端機(jī)和光傳輸交換平臺。在這些應(yīng)用領(lǐng)域，客戶對產(chǎn)品質(zhì)量、品牌、服務(wù)的要求相對較高。“平安城市”、“智慧城市”等視頻監(jiān)控主要針對園區(qū)、要害部位、公共場所、金融和營業(yè)場所等，此類項(xiàng)目的規(guī)模越大，占用的光纖資源就越多，非常浪費(fèi)光纖。另外這部分客戶對價(jià)格較敏感。

  目前高清光端機(jī)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在兩個方面，一是把遠(yuǎn)端信號源輸出的高清信號遠(yuǎn)距離傳輸至監(jiān)控中心或演播室，二是把監(jiān)控中心的高清信號遠(yuǎn)距離傳輸至顯示設(shè)備；例如HD-SDI高清光端機(jī)可以把HD-SDI攝像機(jī)采集的高清視頻信號無失真、全實(shí)時的傳輸至監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)高清視頻遠(yuǎn)距離監(jiān)控；HDMI/DVI/VGA高清光端機(jī)可以將計(jì)算機(jī)、高清DVR等設(shè)備輸出的高清視頻信號傳輸至戶外大屏，實(shí)現(xiàn)高清視頻遠(yuǎn)距離顯示。另外，異步數(shù)據(jù)、音頻、TTL、以太網(wǎng)等綜合業(yè)務(wù)傳輸為高清視頻的控制和綜合應(yīng)用提供了保障。

核心技術(shù)剖析

    高清光端機(jī)的應(yīng)用范圍廣泛，用戶對高清光端機(jī)的需求也是多樣化的，也不排除一些個性化的定制需求，但用戶普遍對高清光端機(jī)的功能、性能指標(biāo)以及穩(wěn)定性高度關(guān)注。功能接口和傳輸距離是否滿足需求是用戶首要關(guān)心的問題，譬如用戶使用HD-SDI光端機(jī)傳輸HD-SDI攝像機(jī)圖像，同時要求控制云臺轉(zhuǎn)動、能夠?qū)崿F(xiàn)報(bào)警信號傳輸，那么HD-SDI高清光端機(jī)就要支持高清HD-SDI高清視頻、RS485/232、開關(guān)量的綜合傳輸；性能指標(biāo)是衡量光端機(jī)質(zhì)量的重要依據(jù)，如高清光端機(jī)支持的視頻信號標(biāo)準(zhǔn)、信號電平等；在監(jiān)控要求較高的場所，對光端機(jī)無故障連續(xù)工作時間、工作溫度范圍都有一定的要求；光端機(jī)的結(jié)構(gòu)、尺寸、是否容易安裝、是否具備智能檢測等都是用戶關(guān)注的問題。

    高清光端機(jī)技術(shù)核心剖析

    視頻標(biāo)準(zhǔn)、視音頻指標(biāo)、接口保護(hù)、穩(wěn)定性是衡量高清光端機(jī)品質(zhì)的重要指標(biāo)。據(jù)微創(chuàng)邢亞平分析，HD-SDI視頻信號是否兼容SMPTE259M/292M/344M/424MB標(biāo)準(zhǔn)，HDMI視頻信號是符合HDMI1.0或HDMI1.1或HDMI1.3標(biāo)準(zhǔn)等，視頻標(biāo)準(zhǔn)反映了光端機(jī)與攝像機(jī)等視頻信號源的兼容性；視音頻指標(biāo)反映了視音頻的質(zhì)量，如信噪比，相同分辨率下，信噪比越高，圖像清晰度越高；良好的回波損耗性能是保證高速率傳輸性能的關(guān)鍵；視頻顏色深度，12bit較8bit能支持更細(xì)致逼真的色彩圖像；接口保護(hù)，能大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量，降低產(chǎn)品的維修率；高清光端機(jī)的高低溫性能、長時間運(yùn)行的穩(wěn)定性是對整個監(jiān)控系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定起著至關(guān)重要的作用，采用高穩(wěn)定性和可靠性的器件、經(jīng)過嚴(yán)格生產(chǎn)工藝流程，才能保證高清光端機(jī)在系統(tǒng)中穩(wěn)定可靠運(yùn)行。

    目前，光端機(jī)技術(shù)已經(jīng)非常成熟成熟，在技術(shù)取得突破之前，廠家更多地把開發(fā)重心轉(zhuǎn)向產(chǎn)品性能的提升上，力求在產(chǎn)品質(zhì)量上獲得突破；同時，也針對市場的需求加入一些新的應(yīng)用，以滿足客戶的個性化需求。在此，天地偉業(yè)產(chǎn)品經(jīng)理李天佑先生圍繞光端機(jī)技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀做了詳細(xì)介紹。

    單模光纖

    光纖按光在其中的傳輸可分為多模和單模。多模光纖容許不同模式的光于一根光纖上傳輸，其纖芯直徑為50μm或62.5μm，在局域網(wǎng)傳輸時，彎路多則光功率分路頻繁，會造成光信號傳輸損耗就大，這正好發(fā)揮出傳輸速率相對較低、傳輸距離相對較短、節(jié)點(diǎn)多、接頭多、彎路多、連接器/耦合器用量大、規(guī)模小、單位光纖長度使用光源個數(shù)多的多模光纖的長處。采用單模光纖，傳輸距離可以實(shí)現(xiàn)20-100KM，而且傳輸效果好，不容易受干擾，多模的光器件基本已經(jīng)停產(chǎn)，客戶如果是早幾年鋪設(shè)的多模光纜，其中以天地偉業(yè)為例，在光端機(jī)內(nèi)部配置了單、多模自適應(yīng)電路，可以直接使用單模光端機(jī)傳輸。

    模塊化設(shè)計(jì)

    光端機(jī)的型號種類非常多，現(xiàn)場應(yīng)用也不盡相同，將光端機(jī)模塊化設(shè)計(jì)，可大大提升光端機(jī)配置的靈活性，將可根據(jù)客戶的不同需求搭配不同的模塊，靈活簡便；而對已經(jīng)在現(xiàn)場使用的光端機(jī)產(chǎn)品，功能上的變更或增加，直接更換不同的功能模塊就可以，為用戶節(jié)省更換整機(jī)的時間和成本。模塊化設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)便顯而易見，如多模傳輸?shù)膽?yīng)用，多模光器件基本已經(jīng)停產(chǎn)，而有些用戶仍在使用該方式，通過天地偉業(yè)的內(nèi)部配置了單、多模自適應(yīng)電路的光端機(jī)，即可直接使用單模光端機(jī)完成多模傳輸應(yīng)用。由于模塊化設(shè)計(jì)的靈活多變，還可為系統(tǒng)的開發(fā)提供可擴(kuò)展功能應(yīng)用，便于后期系統(tǒng)接入量或應(yīng)用功能的增加。

    面對產(chǎn)品繁雜的現(xiàn)狀，除模塊化設(shè)計(jì)外，還可采用混合接入設(shè)計(jì)。數(shù)字化已經(jīng)成為不可扭轉(zhuǎn)的現(xiàn)實(shí)，當(dāng)前廠家推出的新產(chǎn)品中，模擬產(chǎn)品所占的比例越來越低，網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品則成倍地增長，并伴隨有廣播級SDI技術(shù)的融入，不同標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的并存，給應(yīng)用帶來了許多不便，因此有廠家對光端機(jī)的兼容性能進(jìn)行了提升，在設(shè)備中提供有光口、RJ-45網(wǎng)絡(luò)接口、BNC接口、VGA/DVI/HDMI接口等，使得在同一個光端機(jī)中既可傳輸模擬信號，也可接入網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字信號、高清信號等，在業(yè)務(wù)量上，也做了大幅度提升。

    適應(yīng)更惡劣的現(xiàn)場環(huán)境

    光端機(jī)的發(fā)射機(jī)與接收機(jī)成對應(yīng)用，兩點(diǎn)間隔距離遠(yuǎn)，安裝環(huán)境情況不一，通常被放置于石油石化、高速公路等偏遠(yuǎn)、環(huán)境惡劣區(qū)域，維護(hù)不便，一旦傳輸通道出現(xiàn)斷網(wǎng)等不利境況將給應(yīng)用帶來重重困擾。自適應(yīng)惡劣環(huán)境，該功能旨在讓產(chǎn)品具備更強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力，可在雷電等破壞下起到系統(tǒng)自保。不同廠家的做法略有不同，但無外乎都是以保護(hù)硬件為Zui終目的。以天地偉業(yè)的數(shù)字光端機(jī)為例，內(nèi)置了三種保護(hù)電路：三級的通訊接口保護(hù)，達(dá)到雷電泄放、過流自動恢復(fù)的功能；視頻保護(hù)的等級可達(dá)到75V(視頻信號只有2V)，能保護(hù)到視頻信號的30倍以上。兩級電源保護(hù)，過壓的TVS保護(hù)以及過流的自恢復(fù)保險(xiǎn)。在更惡劣的現(xiàn)場環(huán)境下，保證設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。

    豐富的可擴(kuò)展功能

    隨著數(shù)字光端機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，很多行業(yè)也提出了新需求，如網(wǎng)管功能，通過特定的上位機(jī)軟件實(shí)時監(jiān)測光端機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，出現(xiàn)異常情況可立即告警，第一時間發(fā)現(xiàn)并解決問題。

    此外，匯聚和節(jié)點(diǎn)式光端機(jī)也得到了應(yīng)用，更加節(jié)約光纖資源，一芯光纖可完成整個系統(tǒng)的連接、傳輸，擴(kuò)展了光端機(jī)產(chǎn)品的應(yīng)用環(huán)境。