光 端 机 简 介

文︱邓涛 上海天诚通信公司研发中心设计工程师

通信公司2012年推出全新系列产品“光端机”，得到了各办的大力支持，从7月中旬集团年中旅游会议提出该系类产品至今已有多个办事处询价。故此借用月刊平台给大家做个简单的产品介绍，以及该系类产品在我司销售平台的优势：

一、光端机的应用与发展

光端机就是传输光信号的终端设备，一般成对使用，分为光发射机和光接收机。光发送机用来把电信号转变成光信号实现电/光转换，并把光信号输入光纤进行传输。光接收机用来把从光纤接受的光信号还原成电信号实现光/电转换。

随着科技的进步，光纤生产成本的降低，加之光纤通信技术较之其余的通信技术有着明显的优点，光纤通信技术得到大量的应用。光端机作为传输光信号的终端设备也在智能交通监控系统（ITS）、远程多媒体教学/ 校园监控、大型厂矿企业安防监控系统、平安城市高清晰监控系统、高速公路监控/通信系统、小区智能监控系统、电力/水力安全监控系统、隧道通信对讲及监控系统、电视电话会议传输系统、长距离广播电视传输系统、楼宇可视对讲控制系统、综合布线系统、军事通信等领域得到大量的应用。

上个世纪80年代末，模拟光端机开始进入中国应用，到2001年开始数字光端机的出现，演绎了经济发展带动科学技术进步，科学技术推动经济发展的过程。

二、模拟光端机介绍　　

最早出现的模拟光端机主要是采用模拟调频、调幅、调相的方式将基带的视频、音频、数据等传输信号调制到某一载项，通过另一端的接收光端机进行解调，恢复成相应的基带视频、音频、数据信号。

把信号调制到光上，通过光纤进行视频传输，通常使用以下几种调制方式：

调幅或强调制系统（AM）：全模拟系统，光学发射单元内发光二极管（LED）的亮度或强度随输入视频幅度线性变化。调幅的光信号通过光纤发送给光接收单元，由其将信号转换为模拟基带视频。AM视频传输被广泛用于工业安全市场上从低端到中端CCTV监视及安全应用场合。适用于5.5公里（3.5英里）或更短距离的传输，这样一个系统能够提供的定性视频性能是相当不错的，并且总是能够达到RS-250C长距离传输的品质要求。但是，AM视频传输设备仅适合850nm。多模工作波长这就限制了最大可用传输距离。更显著的是，对于每1dB的光学路径损耗而言，基于调幅系统的信噪比的线性相关衰减为2dB，因此，可接受的视频传输质量仅能在相对较短的光缆距离下获得。一些生产商的设备可能在初始安装阶段需要接收机增益调节，从而使安装过程复杂化。最后一点，AM产品达不到今天ITS及高端工业安全应用中所需达到的RS-250C中短距离视频传输技术要求。

调频或脉冲频率调制（FM）：也是一个模拟系统，射频载波通过输入的视频信号线性调节频率，经过调制的载波又用于光发射单元的LED或激光发射器，经过频率调制的信号通过光纤发送给光接收单元，由其将信号转换为模拟基带视频。FM视频传输是曾广泛应用于ITS及高端工业安全市场的传输方式。能够提供极高质量的视频传输性能，通常能达到RS-250C中距离传输的质量要求并且成本合理。不象AM设备，FM产品适用于1330nm。多模或单模操作，以及1550nm。单模操作，其典型应用的传输距离可达66公里（42英里）{客户需要可达80KM}。无需为了方便安装而要求用户进行调节。尽管FM方式能够提供高质量传输，但是其信噪比在更高水平的光衰减，或者更长的传输距离的光缆传输过程中会衰减，并且信噪比与光衰减之间不再是线性关系，因此其性能并不是可以完全预测或保持不变的。另外，基于调频的系统很难达到RS-250C短距离传输的技术要求，而且调频视频发射与接收单元也容易受到外界电磁源以及来自蜂窝电话和手机等的无线电波的干扰（EMI/RFI），通常出现在野外或路边环境中。

受技术限制，光端机主要有单路、双路、四路、八路视频及带PTZ控制数据的光端机，在一芯上传输实现点对点，传输容量严重不足对于具有足够传输容量的光纤造成了浪费，复杂的、大容量、高路数的设备则需要多芯传输；加上模拟视频技术的缺陷带来的易受干扰、易衰减的特点，实现多级中继、级联比较困难，传输业务的单一化（一般只有视频及数据信号），模拟视频传输在应用了粗波分复用也同样受技术条件和波分复用设备价格昂贵的限制，在光纤及光传输设备昂贵的年代许多行业即使有明确的需求也望而却步其应用了。多路信号同传易引起交调失真。在现场监控应用中，用户可能有许多各种信号，如视频图像、音频、数据、以太网、电话或其它用户自定义的信号，为了提高光纤的利用效率，降低成本，必须将各种信号在光端机进行复用，以便在一对或一根光纤上传输。对调频、调幅、调相光端机来讲，将多路视频、音频或数据信号混合调频、调幅、调相在某一载波上必然会引起各种镜像、交调干扰。所以目前市场上不乏很多著名国外品牌的调频、调幅、调相光端机多路视频、音频、数据同传时出现相互干扰的现象，这些不稳定的现象都是模拟调制技术长期以来一直所固有的缺点。 　

三、数字光端机介绍　

（一）数字光端机在国内的发展：数字光端机传输的是数字信号，很容易进行大容量复用并且不会出现相互干扰。对于日益发展的市场需求，模拟光端机已经不能适应大容量、多业务（视频、数据、音频、开关量、以太网、对讲、电话等）传输的要求，多路串扰、易衰减、易老化的、售后服务麻烦等问题使得模拟光端机逐渐随着新技术的出现，市场和应用走向了下坡路。数字光端机的出现解决了模拟光端机所出现的问题。2000年开始通讯技术的发展使得光传输器件技术和数字视频技术的发展，数字光端机开始走向了市场及行业的应用。随着数字光端机和模拟光端机的的对比发展，慢慢数字光端机开始逐渐代替模拟光端机，到目前为止已经形成了模拟光端机和数字光端机二八分天下的局面。相信不久的将来模拟光端机只能成为监控史上的一个名词。如果说早期模拟光端机是国外光端机厂商带来的最早的传输市场，那么数字光端机可就是国内和国外竞力，国内厂商优势与国外厂商的一个过程。

最新一代光纤视频传输设备借助于光学传输单元内部的一个模-数转换器或数字信号编码器（编码/解码器），对于输入的模拟基带视频信号（来自CCTV摄像机视频、音频、数据、开关量、以太网等）采用数字解码技术进行处理。然后数字信号又调制到LED或激光发射器上，通过光纤传输到光接收单元，在这里先前的数字信号被一个内部的数-模转换器重新转化为模拟基带视频信号。这样，系统在电气上完全透明地将光发射器的视频输入通过光纤发送到了光接收单元的视频输出，并且能够直接匹配目前使用的NTSC、PAL或SECAM制式CCTV摄像机。 　

（二）光端机的分类：目前共分3类，即PDH，SPDH，SDH。 　　

1、PDH（Plesiochronous Digital Hierarchy，准同步数字系列）光端机是小容量光端机，一般是成对应用，也叫点到点应用，容量一般为4E1，8E1，16E1；

2、SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字系列）光端机容量较大，一般是16E1到4032E1；SPDH（Synchronous Plesiochronous Digital Hierarchy）光端机，介于PDH和SDH之间。

3、SPDH是带有SDH（同步数字系列）特点的PDH传输体制（基于PDH的码速调整原理，同时又尽可能采用SDH中一部分组网技术）。

此外，光端机从接口分类又可分为视频光端机、音频光端机、数据光端机、电话光端机、以太网光端机。随着科学技术的发展现在的光端机都具备综合功能。

（三）光端机常用术语及常识

带宽：光端机的带宽（Bandwidth）是指光端机的实际可正常工作的频率范围。单位通常是Hz（赫兹）。通常，这个范围越大，就说明光端机的理论适应性能越强。例如，某视/音频光端机的视频带宽是2Hz～10MHz，音频带宽为40Hz～20KHz，体现了较强的动态范围宽度。

信噪比：信噪比（SNK:Sighal To Noise Ratio ）是指光端机音源产生的最大不失真声音信号强度与同时发出的噪音强度之间的比率，通常以S/N表示，一般用分贝（dB）为单位。信噪比越高表示音频质量越好，一般音频光端机的信噪应该在60dB以上。

误码率：误码率（BER：bit error ratio）是衡量数据在规定时间内数据传输精确性的指标。误码率=传输中的误码/所传输的总码数*100%。如果有误码就有误码率。

信号电平：信号电平（signal level）是指设备输出信号和输入信号的功率比，然后取对数值，通常用P表示，P=lgP2/P1。

信号阻抗：信号阻抗（Sighal Inpedance）是指输入信号的电压与电流的比值。单位通常是Ω（欧姆）。

由于单位是欧姆，所以同样适用于欧姆定律，即在相同电压下，阻抗愈高将流过愈少的电流，阻抗愈低会流过愈多的电流。

光功率：光在单位时间内所做的功。

光功率单位常用毫瓦(mw)和分贝(db)表示,其中两者的关系为：1mw=0db.而小于1mw的分贝为负值。

ATM ：ATM是异步传输模式的缩写。以信元为基础的一种分组交换和复用技术，它是一种为了多种业务设计的通用的面向连接的传输模式。它适用于局域网和广域网，它具有高速数据传输率和支持许多种类型如声、数据、传真、实时视频、CD质量音频和图像的通信。

（四）光端机的数据接口

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RS-422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。 　　

（五）光端机的开关量： 　　

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。 　　

（六）光端机的瞬态干扰的危害及应对措施 　　

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。 　　

瞬态干扰的危害：由于它干扰频率高、持续时间短、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。 　　

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。

（七）光端机的典型物理接口： 　

BNC接口：BNC接口是指同轴电缆接口，BNC接口用于75欧同轴电缆连接用，提供收（RX）、发（TX）两个通道，它用于非平衡信号的连接。 　　

光纤接口：光纤接口是用来连接光纤线缆的物理接口。通常有SC、ST、FC等几种类型，它们由日本NTT公司开发。FC是Ferrule Connector的缩写，其外部加强方式是采用金属套，紧固方式为螺丝扣。ST接口通常用于10Base-F，SC接口通常用于100Base-FX。 　　

RJ-45接口：RJ-45接口是以太网最为常用的接口，RJ-45是一个常用名称，指的是由IEC（60）603-7标准化，使用由国际性的接插件标准定义的8个位置（8针）的模块化插孔或者插头。 　　

RS-232接口：RS-232-C接口（又称 EIA RS-232-C）是目前最常用的一种串行通讯接口。它是在1970年由美国电子工业协会（EIA）联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。它的全名是“数据终端设备（DTE）和数据通讯设备（DCE）之间串行二进制数据交换接口技术标准”。该标准规定采用一个25个脚的DB25连接器，对连接器的每个引脚的信号内容加以规定，还对各种信号的电平加以规定。（目前多用DB9）

四、国内外光端机品牌介绍

国内光端机品牌：目前，国内光端机销售品牌多且杂，国外品牌有三十家以上，国内也有十几家，但具有强大实力的不多，国外品牌多数是国内贴牌，国内实力强的有蛙视、英飞拓等，但其产品价位也不低，在销售过程中，可用于陪标。

（一）国外部分品牌（排名不分先后）：

NTK、INFINOVA、ANV、Diview、BIC、CWY、STV、MRD、OSD、OPTILINKS、PELCO、OPTELECOM、Meridian（子午线）、Siemens (西门子)、Alcatel（阿尔卡特）、雅图等。

（二）国内部分品牌（排名不分先后）

安特视讯、视桥光网、北京精锐、深圳科姆仕、松拓网络、北京华兴易诚、北京视得清、华诚、上海来威、北京誉华等。

五、天诚光端机产品的优势

曾有人问我这样一个问题：通信公司推出该系列产品是否太晚？我当时笑了笑没有回答。因为我认为问者是不了解我们天诚的销售平台。

天诚线缆集团不光是国内安防线缆第一品牌，也是国内十大综合布线品牌，我们的品牌包含了安防和综合布线两个领域，这一点我们占绝对优势，该产品正好跨据这两个领域，所以我认为该系列产品在天诚的销售平台上推出同样占有绝对优势，与市面常见的光端机相比，我们有以下优势：

首先，在网络软件管理方面：目前数字视频光端机产品的应用范围应该说是非常广泛，但现在国内很少有能提供支持网络管理功能的视频光端机。网络管理将为客户节省大量的维护成本，提供工作效率。同时监控远端设备的工作状态，出现问题能及早发现并解决

其次，种类齐全，灵活配置：目前安防行业特点是各种需求不同，导致视频光端机种类繁多。根据对视频、音频、数据的不同需求可以罗列出上100种规格型号。大多数实力较小的厂家，只能提供两三种，或五六种单一的型号。也没有能力提供多种接口灵活配置的产品，尤其是现在计算机网络（包含IP、E1、电话和开关量业务等多种业务）需求集聚增加。一些小厂家的产品根本无法满足日新月异变化的需求。

第三，接口丰富，多网合一：市场上现在有很多厂家仍然使用传统的数字光端机，接口单一技术陈旧，不能同时提供多种接口。甚至有很多厂家用模拟光端机冒充数字光端机，销售给客户欺骗消费者。通信公司推出的产品是根据客服需求定身量做的，能同时提供多种接口（如视频、音频、数据、开关量、电话、以太网、高清接口等）。

另外，天诚通信公司2012年预计申购测试设备56台，目前审批请购中的27台测试设备预计9月底安装调试完成；天诚通信公司2012年6月底已再次通过ISO9001国际质量管理体系认证，硬件加上质量体系的完善使通信公司产品的质量更上一层，产品的品质有绝对的保证。

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