视频光端机(视频信号转换成光信号来传输的设备)

陈岑 — Thu, 24 Nov 2022 04:55:03 +0000

视频光端机就是把1到多路的模拟视频信号通过各种编码转换成光信号通过光纤介质来传输的设备，由于视频信号转换成光信号的过程中会通过模拟转换和数字转换两种技术，所以视频光端机又分为模拟光端机和数字光端机。光端机原理就是把信号调制到光上，通过光纤进行视频传输。

调制方式

光端机原理就是把信号调制到光上，通过光纤进行数据传输，通常使用以下几种调制方式：

1）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。

2）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，模拟光端机将信号转换为数字基带视频。

故障

没有视频信号

1检查各设备是否供电正常。

2检查接收端对应通道视频指示灯是否点亮。

A：若指示灯点亮(灯亮证明此时该通道已有视频信号输出)。则检查接收端到监视器或DVR等终端设备间的视频电缆是否连接好，视频接口连接是否松动或有虚焊等情况。

B：接收端视频指示灯不亮，检查前端对应通道视频指示灯是否点亮。(建议对光接收机重新上电以保证视频信号的同步性)

a：灯亮(灯亮表示摄像机采集的视频信号已送入光端机前端)，检查光缆是否连通，光端机以及光缆终端盒的光接口是否松动。建议重新插拔一次光纤接口(如尾纤头太脏建议先用棉花酒精清洗待干后再插入)。

b：灯不亮，检查摄像机是否工作正常，及摄像机到前端发射机的视频电缆是否连接可靠。视频接口是否松动或有虚焊等情况。

若以上方法不能排除故障且有同型号的设备时，可以采用替换检查法(要求设备具有互换性)，即将光纤接到另一端工作正常的接收机或更换远端的发射机可以准确地判断故障设备。

画面出现干扰雪花

此种情况多是由于光纤链路衰减过大或前端视频线缆过长受交流电磁干扰所致。

1:检查尾纤是否有弯折过度的地方(特别是多模传输的时候应尽量让尾纤舒展开切勿过度弯折)。2：检测光口和终端盒法兰盘连接处是否连接可靠法兰磁芯是否破损等。3：光口和尾纤是否过脏应用酒精和棉花清洁待干后再插入。4：铺设线路时视频传输线缆尽量选用屏蔽性好传输质量较好的75-5电缆且应尽量避开交流线路以及其他容易引起电磁干扰的物体。

没有控制信号或者控制信号不正常。

检查光端机数据信号指示灯是否正确。

a:对照产品手册数据端口定义检查数据线是否连接正确且牢固可靠。特别是控制线的正负极有没有接反。

:检查控制设备(计算机,键盘或DVR等)所发出的控制数据信号格式是否和光端机所支持的数据格式一致(数据通信格式详细介绍见本手册**页),波特率是否超过光端机所支持的范围(0-100Kbps)。

b:对照产品手册数据端口定义检查数据线是否连接正确且牢固可靠。特别是控制线的正负极是否接反。

解决方法

安防监控工程中，光缆大多数都由用户自行敷设，一般为G652单模光纤。由于系统复盖范围一般都不大，用标配(≤20KM)设备光链路损耗都很富裕，因此，光端机对光路损耗没有过高的要求，但是用户常会遇到无图像、图像跳动、图像质量差等问题，这时多数问题都出在光路两端的尾纤、跳线或适配器上，而极少与主干光路有关。常见的问题有：1、光纤活动连接器插入不正确;2、光纤活动连接器纤芯(陶瓷管)被污染。解决办法是：1、重新插入活动连接器或调换光纤跳线;2、用99.9%无水乙醇擦拭插头，插座纤芯;3、用万用表检查摄像机视频缆，判断有无视频信号。

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。

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。

1.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。

2.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。

3.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。

应用

现在的百姓更加重视精神生活的享受，在平时工作之余，对于一些公共的娱乐地点需求比较的旺盛，由于这些公共的地点人员比较的多，比较的复杂，所以视频监控可以发挥重要的作用。

公共场合往往比较的大，所以在安装监控的时候，需要的光端机的数量也是比较的多的，工程给我们简单的讲解方案。首先,对于大型的公共娱乐等场所，在入口的地方，我们一定要安装高清的监控摄像头，对于所有的进出人员我们就能清楚的掌握。对于突发的事件，我们也能及时的调取监控。在一些重要的通道，我们最好也要安装监控视频，当然在这里，我们没有必要安装高清的监控，只要一般的监控摄像头就可以，并且视频录像存取的时间也可以短一些。半个月一个月进行清理就可以。

视频经过多年的发展，已经成为继音频之后的一个重要的交流方式，已经成为提高办公提高效率的重要技术手段，并在很多方面拥有成熟的应用：

远程商务会议应用。

普遍意义上的视频会议应用，支持公司在商务活动猛增的情况下，逐步利用视讯会议方式组织部分商务谈判、业务管理、产品展示、远程业务指导和远程公司内部会议等。

远程教育应用。

利用视频会议系统开展教育教学活动，使更多、更大范围的学生能够聆听优秀教师的教学。另外，远程培训的应用在各大企业中也越来越受到关注，政府、行业和企业内部组织员工通过Internet或局域网开展网上学习、在线培训、调查、交流等活动，同时也可以满足企业组织各种考试、竞赛和绩效考核等。

远程医疗应用。

利用视频会议系统业务实现中心医院与基层医院就疑难病症进行会诊、指导治疗与护理、对基层医务人员的医学培训等。高质量的视频会议使医生、护士在不同地方同时协同工作成为可能。

项目协同工作应用。

也是进行远程项目管理的非常好的工具，突出特点是资源共享。项目组的成员能进行远程协作，使地理上分开的工作组以更高的速率和灵活性组织起来。

政府行政会议应用。

视频会议系统是一种现代化召开会议的多快好省的方法，它可使上级文件内容即时下达，使下级与会者面对面地讨论和深刻领会上级精神，使上级指示及时得到贯彻执行。

视频通信如此广泛的应用，使得基于视频的统一通信系统能够轻松地在这些成熟的领域进行普及，以视频来拉动统一通信平台的销售，可以大大降低市场推广和客户教育的成本，从而引领统一通信业务走向一个新的高度。因此，以视频为核心，以语音、IM、呼叫中心等其他应用为增值业务点，将会是中国的统一通信市场最为理想的发展模式。

安防工程应用，视频光端机包含多种型号，HPN视频光端机还可以提供反向数据，左右一种常规监控手段，视频光端机正越来越广泛的应用到安防工程项目中。

应用附件

光跳线

主要起到连接作用，它将光端机和光纤连接起来。那么，从光跳线两端的连接器上来看，光跳线分为FC跳线、ST跳线、SC跳线；从光跳线的长度来看，它可分为3米跳线、5米跳线、10米跳线等。常用光纤规格为单模：8/125μm，9/125μm，10/125μm多模：50/125μm，欧洲标准62.5/125μm，美国标准工业，医疗和低速网络：100/140μm，200/230μm塑料：98/1000μm，用于汽车控制

终端盒

终端盒又称熔接盒，主要是保护光跳线和光纤之间的熔接处，通过光纤熔接机将光纤与跳线熔接进终端盒内。通常情况下，在前端每个光发射机处分别需要一个终端盒，在中心控制室只需要一个终端盒。

终端盒从它的容积上看，可以分为8口、12口和24口。

法兰盘

法兰盘也是一种连接器，通常光端机上有一个光纤接口，这就是法兰盘，也就是连接光跳线和光端机的一个连接器。从它的规格上来看，它可以分为FC、ST、SC三种。

使用、保养与维护

（1）光端机的使用中要保证连续、正常供电

光端机的激光器组件和光电转换模块最忌瞬时脉冲电流的冲击，因此不宜频繁开关机。在光端机集中的中心前端机房与1 550 nm光发射机光放大器设置点应配置UPS电源，以保护激光组件，使光电转换模块免受脉冲大电流的损害。

（2）光端机的使用中要保持有一个通风、散热、防潮、整洁的工作环境

光发射机的激光器组件是设备的心脏，对工作条件要求较高，为了保证设备正常工作，生产厂家在设备内设置了制冷、排热系统，但当周围环境温度超过允许范围时，设备就不能正常工作，因此在炎热的季节，当中心机房发热设备多，通风散热条件又差时，最好安装空调系统以保证光端机正常工作。

光纤纤芯工作直径为微米级，细小的尘埃进入尾纤活动接口内就会阻挡光信号的传播，引起光功率大幅度下降，系统信噪比降低，这类故障率约为50%，因此机房的清洁卫生也很重要。

（3）光端机的使用中要运行监测与记录

光端机设备内设置有微处理器，监测系统内部工作状态采集模块的各种工作参数，并通过LED和VFD显示系统直观显示，为了及时提醒值机人员，光发射机内设置了声光报警系统，维护人员只要根据运行参数确定故障原因，并及时进行处理，就能保障系统正常运行。

园区视频监控方案

项目需求

本项目中，共设置12个监控摄像机，分别位于园区六个出入口。出入口位置距离监控室400米-2000米，距离较远，同轴视频布线只适合在300米以内，故本设计采用数字视频光端机传输高质量视频信号。

产品应用

讯维数字视频光端机采用国际最先进的数字视频及千兆光纤高速传输技术，将多路视频及多路音频、数据、以太网、电话等信号在单芯或双芯光纤上无失真、高质量传输。该系列产品性价比较高，是远程视频监控光传输产品的首选。

视频发送机将音频、视频以及数据等通过光纤传送至远端视频接收机，视频接收机将这些数据恢复成多路的音频、视频或数据输送给相关的设备，如音箱、监视器、视频矩阵、云台控制器等。设备自带的多路数据接口还可用来连接路口信号机、电子警察、视频检测系统等各种网络系统。

系统设计

每个出入口和监控室之间配置一对DTV双路视频光端机，如果每个监控区域监控点较多，可以选用4路、8路等型号光端机。DTV系列光端机支持的传输功能有视频、音频、控制数据、计算机网络、电话。其中视频为基本功能，控制数据和音频为辅助功能，计算机网络和电话为增强功能，后两类功能需要用户根据实际需要选配。

系统特点

DTV系列数字视频光端机是通过光纤传输高质量的视频、音频信号和控制数据，是构建基于光纤的远程数字视频监控系统的关键设备，数字视频光端机能支持任何高分辨率运动、静止图像无失真传输；克服了常规的模拟调频、调相、调幅视频光端机多路信号同传时交调干扰严重、容易受环境干扰影响，传输质量高、长期工作稳定可靠。完全可以满足本项目对高质量视频传输的要求。

技术特点与发展趋势

目前，安防的视频监控仍采用同轴电缆作为近距离信号收发的传输介质;随着IP化的冲击，TCP/IP协议的网络传输方式也日渐得到应用。但无论哪些传输方式，都无法满足现代安防的传输需求。光端机作为传输介质的终端设备，在整个传输中显得成为重要。下面笔者将一一为您道来。

应用成熟

我国的光端机伴随着监控行业的发展而发展，从模拟到数字、从数字到高清，一步步走来，经过这么多年的技术积累，已经发展到一个很成熟的阶段;北京蛙视通信技术有限责任公司技术总监姚志宏说道：就目前来说，光端机已经没有太大的技术突破以，但在细分应用中，仍可对一些特殊功能进行开发和完善，包括系统稳定性、容量等常规性能的提升，这也是光端机厂商孜孜不倦寻求突破的动力。

发展不设限

稳住性能是第一要务

光端机技术已经相当成熟之际，许多厂商把开发重心转向产品性能的提升，目前主要从以下几点对光端机性能进行完善：

一是力主单模的发展，光纤按光在其中的传输可分为多模和单模。而单模可完全避免模态色散，传输效果好、不易受干扰、传输频带宽、传输容量大，适应大容量、远距离传输。二是模块化与混合接入设计，模块化设计灵活多变，可为系统的开发提供可扩展功能;随着数字化的趋势，SDI技术的融入，不同标准产品的并存给厂商带来不便，因此，除了模块化设计之外，还需采用混合接入设计，在设备中提供RJ-45网络接口、BNC接口等，使得在同一光端机中既可传模拟信号，也可接入网络等信号。

三是丰富光端机的应用形态，成都威迪数字系列刘学明提出anyaccesx技术方案，该技术将使得产品大为减少至一至两种规格，客户可任意进行接入，根据光纤接入点的情况方便规划，光端机不会再受点对点、节点、环形、汇聚等的限制，一种产品即兼容了所有的接入方式，大大减少光纤使用数量。四是应用复用技术(EDM、TDM、WDM的总称)，主要解决单光纤传输容量小的问题，尤其是HD-SDI应用，占用带宽大、业务量多，如能将复用技术与波分复用技术相融合，可得到数倍容量的提升，所以，复用技术的研发显得尤为重要。

光平台平滑前行

从2011安博会知道：现在的企业都在向着卖产品到提供系统完整解决方案演变的趋势，也使视频光端机产品开始向平台方向发展，所以将视频光端机等传输设备与其他设备整合，形成一个统一的系统平台将是未来的必然趋势。

光平台的出现已有一段时间，光平台的应用，一方面横向扩大了系统的容量，使接入的设备、采用的光纤大量增加，另一方面，带动了多业务的融合，再者，也保证了传输的质量，以前的模拟传输光信号在传输过程中不断的经过AD/DA转换，造成传输的延时和传输过程中信号的衰减，以致到达终端时，呈现的画质质量不高、实时性差，而光平台的出现，很好的解决了这一问题，只需调用任何一路数字图像到相应的端口去做DA转换，不需上墙的信号仍在层级之间进行数字的流动，这样，在整个过程中，只进行了一次AD/DA转换，减少了画质的损耗，实时性也得到了保证。

与高清共成长

高清化已经成为安防行业的发展趋势，作为信息的传递者，自不甘落后，也纷纷推出了相应的高清光端机产品HD-SDI光端机，HD-SDI光端机可实现HD-SDI高清视频的远距离光纤传输，能在一芯单模芯上传输2路基于SMPTE259M/292M/344M标准的非压缩高清数字视频信号和多路音频。但深圳诺龙刘小斌提到，由于广电与视频监控领域的应用差异及高造价高费用问题，使得HD-SDI视频光端机的发展并不是一帆风顺。不可否认的是，光端机的跟随行业发展的脚步是不会停止不行的，未来光端机厂商还会对光功率、复用等技术下一番苦功夫。

发展软肋

虽说光端机已经发展比较成熟，但仍存在一些技术瓶颈：一是兼容性，各个厂商自己定的模拟、数字转换及传输协议和标准都不一样，如一开放协议，很难基本没办法与其他厂商兼容;二是网络传输在冲击，武汉微创光电公司技术支持部石志军说道：IP监控的发展给光端机带来两种截然相反的影响：一种观点是二者未来向融合而非竞争方向发展，另一种则认为，随着IP进程的回事，光端机在整个安防中所占比较在缩小，千兆以太网的应用及传输灵活性等都优先光纤传输，如能突破传输距离的限制，取代光传输方式将会变成现实，这给光传输带来了极大挑战。

结束：

虽然光端机存在一些技术难点，但其优势是其它技术所无可代替的，光端机正着力于向设备网络管理、多业务及可靠性方面提升，在未来长一段时间内还会是传输的主力。所谓条条大中通罗马，光传输只是众多传输的一种，发展无止境，通过突破技术的瓶颈，我们也期待将来出现更多更成熟的传输技术或各种传输技术互补应用的方案，共同造福于安防。