光端机术语解释

光端机介绍

1.什么是光端机？

光端机是光通信系统中的传输设备，主要是进行光电转换及传输功用。一般用于电信、电力、监控、工业控制、视频传输等功能，在各个行业有着广泛的应用。常说的光端机指的是用于监控系统用来传输视频、数据、以太网、音频等综合信息的光端机。主要分模拟光端机和数字光端机。基于传输的介质的不同有单模光端机和多模光端机之分。

数字光端机是将所要传输的图像、语音以及数据信号进行数字化处理，再将这些数字信号进行复用处理，使多路低速的数字信号转换成一路高速信号，并将这一信号转换成光信号。在接收端将光信号还原成电信号，还原的高速信号分解出原来的多路低速信号，最后再将这些数据信号还原成图像、语音以及数据信号。模拟光端机就是将要传输的信号进行幅度或频率调制然后将调制好的电信号转化成光信号。在接收端将光信号还原成电信号，再把信号进行解调，还原出图像、语音或数据信号。

数字光端机传输信号质量高，没有模拟调频、调相、调幅光端机多路信号同传时的交调干扰严重、容易受环境影响、传输质量低劣、长期工作稳定性差的缺点，因此，数字光端机将逐渐取代模拟光端机。

目前在高速公路、交通、电子警察、监控、安防、工业自动化、电力、海关、水利、银行等领域，视频图像、音频、数据、以太网等光端机已开始普遍大量应用。图一是光端机的一个典型应用。

2.光端机术语解释

接口类型

光端机的典型物理接口如下：

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。

RJ-11接口

RJ-11接口就是我们平时所说的电话线接口。RJ-11是用于西部电子公司（Western Electric）开发的接插件的通用名称。其外形定义为6针的连接器件。原名为WExW，这里的x表示“活性”，触点或者打线针。例如，WE6W 有全部6个触点，编号1到6, WE4W 界面只使用4针，最外面的两个触点(1和6) 不用，WE2W 只使用中间两针（即电话线接口用）。

传输距离

传输距离是指光端机实际可传输光信号的最大距离。这是个标称数值，它取决于设备和实际环境等多种因素。

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

信噪比是指光端机音源产生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）是衡量数据在规定时间内数据传输精确性的指标。通常视/音频双向光端机的误码率应该在：（BER）≤10E-9。

信号电平

信号电平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。

问一：认识视频光端机

内部结构

问二：什么是光纤接口

光纤接口是光纤与光端机的连接口，光纤连接口在光端机中主要有FC SC ST三种类型，代表着三种不同的接口结构。FC是金属套螺丝结构, 光耦合性比较好，非常牢固，安装烦琐。SC是采用插拔式结构，外壳为矩形, 光耦合性不错，不牢固，安装简单，ST是带键的卡口式锁紧结构金属套连接头，也是螺丝锁紧结构，光耦合性不好，比较牢固，安装简单，三者的作用都是一样的，就是实现光纤的活动联接。现在大都采用FC为光纤接口。

问三：什么是最大光链路损耗

在这就要先了解发送光功率和光接收机灵敏度，发送光功率(典型值)是指光发射机正常输出光功率，以dbm为单位，光接收机灵敏度是指光接收机正常工作时所允许的输入光功率最小值。以dbm为单位。最大光链路损耗是对发射机和接收机正常工作时所允许的光纤传输通道最大损耗值(即发送光功率-光接收机灵敏度)。假设光端机的发送光功率为－4.50dbm,光接收机灵敏度为-14.8dbm,那最大光链路损耗为-4.5dbm-(-14.8)dbm=10.3dbm 。通过最大光链路损耗中我们就可以初步估算出光端机的最远传输距离。

问四：什么是PCM编码

PCM（脉码调制Pulse Code Modulation)。是一种对模拟信号数字化的取样技术，主要包括采样量化和编码3个过程。采样是把时间连续的模拟信号转换成时间离散幅度连续的采样信号；量化是将时间离散幅度连续的采样信号转换成时间离散幅度离散的数字信号；编码是将量化后的信号编码形成一个二进制码组输出。OT Systems 光端机全线产品为10 位PCM编码。

问五：什么是视频带宽

视频带宽是视频传输中非常重要的指标。光端机的带宽就如公路的车道，车道不够就会出现塞车现象，造成交通阻塞，带宽不够，画面细节部分就不够清晰，水平分辨率就低，甚至出现了色彩失真或丢失。常规视频带宽在8M以上，要求低一些也要在6.5M以上。对数字光端机来说，视频带宽主要是指数字化的采样频率。光端机采样频率越高，处理及传输的数据量越大，光端机的成本越高。用户如果使用清晰度比较高的摄像机，用眼睛就可以分辨出差异。OT Systems 光端机为16M采样频率，可以提供8M视频带宽。在带宽这个指标中大家的引起注意，很多不法厂商故意夸大产品的视频带宽欺骗客户, 某厂商生产的多路数字视频光端机宣称其视频带宽为8M，可其对外公布的视频采样频率是12.5M。按照奈奎斯特采样定律，要真实地还原信号，其采样频率至少应该是信号频率的两倍。如此算来，这家厂商的光端机其理论视频带宽无论如何也不可能超过6.25M。显然，这是一个夸大性能欺骗客户的谎言，这样没有商业信誉的厂商不应放在考虑选购范围之列。但并不是所有的客户都能够准确识别厂商的谎言，建议工程商和用户最好是观察图像的细节，通过图像的清晰度粗略判断设备的视频带宽。

问六：什么是APL范围足够宽

即图像平均电平，许多工程商不太熟悉这个指标。但是，如果说到工程中遇到的这么一个现像：视频信号经过光端机传输，当画面中有大面积的白色时（如摄像机被强光照射时）监视器上的画面就会水平抖

动，那么工程人员一定不陌生。这就是因为有些厂商生产的视频光端机的APL范围太窄，当图像信号中有大面积白色时，每行图像信号中的直流分量增大，APL将会升高，从而造成行同步信号幅度减小或丢失，监视器无法检测到行同步而发生画面抖动。

问七：什么是信噪比

信噪比(S/N)是图像信号峰－峰值与噪声信号峰－峰的比值，用db数表示。指传输处理过程中信号噪声增加的程度，也是反映信号质量很重要的指标。数字光端机对模拟信号的前置放大、滤波、电源纹波的大小、数字量化的级别、电路处理的水平等都会影响信噪比。信噪比从字面意思就看就能清楚的得知是一个比值，比值越大明光端机的效果就越好，S/N≥70db图像就能达到高清晰效果，部分厂家的S/N存在水份，大家还是要通过观察图像，从效果上辨别。

问八：什么是微分增益和相位

微分增益(DG)是由于图像亮度信号幅度变化引起的色度信号幅度的失真,用% 比表示。微分相位(DP)是由于图像亮度信号幅度变化引起的色度信号相位的失真,用°表示。即亮度信号对色度信号影响有多大的一个指标。如果用户感觉色度有失真，特别是随着亮度有明显变化，有可能这个指标就不太好。当然前后端的设备本身（比如摄像机、显示器）这个指标就很高的情况下

问九：什么是辅助功能模块

光端机除提供视频信号的传输通道外，还能提供丰富的其它信号传输通道，如音频信号、异步数据信号（RS232、RS422、RS485）、以太网信号、开关量信号、对讲信号和普通电话信号等。这些信号都可以用电缆直接连接，只是通过光端机连接能传输更远的距离且减少电缆数量，这时光端机在形式上就成了电缆的简单替代。工程商和客户在采购光端机时要事先了解好光端机所连接设备的数据类型和接口方式。

３.视频光端机在监控系统运用和特点

一、前言

随着时代的发展，以及用户对安全防范要求的日益提高，监控光端机在安防领域得到越来越广泛的运用，而且监控光端机的技术也越来越成熟，那么目前监控光端机已经可以实现在一芯光纤上传输多路视频、音频、数据、电话、以太网、报警等多种信号。

二、监控光端机传输的介质及其特点

监控光端机传输的介质是光纤，那么为什么要选择通过光纤来传输呢？光纤的主要组成物质是二氧化硅（SiO2），这种矿物质在整个地球的矿物质中所占的比例比较大，通常在石头、砂粒中都可以提取到。由二氧化硅（SiO2）组成的光纤脆如玻璃，细若发丝。由它的内部组成来看，光纤分为单模光纤和多模光纤，单模光纤的芯径为9μm，而多模光纤的芯径可分为50μm和62.5μm。由于光纤的组成成份，所以它具有传输距离远、不导电、抗干扰能力强、保密性好等特点，在远距离传输中，它通常是广大工程商的首选。

其他的附件：

1.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。

2．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。

3．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。

三、光纤传输系统中所需要的调试、检测仪器

1、光熔接机

它主要是通过电极，在瞬间放电的情况下，将光纤与光跳线熔接在一起，在熔接时，要注意光纤端面要切割整齐，并保持端面的干净。

2、OTDR光时域反射仪

这是一种检测仪器，它主要检测在光纤传输中，是否有光纤断裂的情况。

3、光功率计从字面上看，它是一种测功率的仪器，但它测的不是电压功率，而是光纤传输中光的功率，以及光在传输过程的衰减大小。

四、监控光端机的应用领域

随着社会对安全防范要求的日益增高，监控光端机已经被广泛地应用在了智能小区、厂矿监控、城市安防、银行联网、道路交通卡口、电子警察和高速公路收费等各行业的监控系统中。它保证了传输的实时性、安全性，并且传输容量大，不仅传输视频，还可以同时传输音频、数据、电话和以太网，受到人们的推崇。

三、光端机技术

１. 解析光端机的配置

光端机顾名思义就是光信号传输的终端设备。由于目前光纤的大幅降价及其在各个领域的广范应用，光端机的使用量越来越大，各光端机生产厂家也如雨后春笋般相继出现。但因其中一部分技术在光端机市场还很小时就已比较成熟，开发新技术又需耗费大量人力、物力，所以光端机生产厂家多以中小企业为主，各种品牌层出不穷，但质量却大相径庭。国外一些知名品牌的光端机（如IFS、fiber options、optelecom）以其良好的性能进入中国市场，成为一些大项目的指定品牌，但其昂贵的价格让一些用户无法接受，在这种环境下国内一些有影响力的光端机生产厂家开始把产品转向生产数字光端机，以求在性能上不输给国外品牌，价格又能让用户接受。国内这些企业从自身入手，从品质抓起的做法让光端机市场日趋规范，也让国人从新对国产品牌有了一个新的认识。

在远程光纤传输中，光缆对信号的传输影响很小，光纤传输系统的传输质量主要取决于光端机的质量，因为光端机负责光电转换以及光发射和光接收，它的优劣直接影响整个系统，所以就需要众多新用户或对此有意向的用户对光端机的性能和应用有所了解，才能更好地配置和进行采购。

光端机的应用分类

按应用领域当前光端机设备有以下几种：

1. 监控用光端机：用来传输视频信号（如普通摄像机输出的就是视频信号），并同时能辅助传输音频、控制数据、开关量信号和以太网信号，主要应用于高速公路、城市交通、社区安防以及需要监控的各个领域；

2. 广电用光端机：用来传输射频信号，其端机非点对点传输，它在光路中直接做分支，可由一个发射机对多个接收机，主要应用在有线电视的光传输领域；

3. 电信用光端机：其端机每个基本通道为2M，又俗称2M端机，每个2M通道可传输30路电话或传输2M带宽的网络信号，它只是一个固定带宽的通道，用途主要取决于和光端机相连的配套设备，其支持的协议为G.703协议,主要应用于固定带宽的电信光通讯领域。

基于这几个领域的不同应用，广电和电信所使用的光端机相对固定，品种也较少，这里就不详述。现主要介绍一下监控领域所用光端机的配置。

光端机的配置

对于光端机的配置主要是根据工程的设计和实际需要来确定，光端机主要传输的信号为视频、音频与控制信号，所以配置上也按这几方面来分。

视频指标

视频主要技术指标有：输入／输出电平、阻抗、信噪比、带宽、微分增益、微分相位等。输入／输出电平、阻抗和带宽在监控领域都有标准可遵循。视频输入输出：1VP-P，阻抗：75Ω，带宽：10Hz-10MHz(特殊应用要求除外)。在视频部分影响到光端机性能的主要指标有：

·信噪比（S/N）：信号和噪声的比值，此项值越高越好，在直观上图像有雪花、飘动状干扰图案，有规则的细斜纹图案等都属信噪比较低，在信噪比上数字光端机一般能达到67dB，而模拟光端机一般不超过60dB；

·微分增益（DG）：其指标主要影响彩色信号的饱和度，视频信号的 DG 失真是指系统的增益特性随输入信号的电平而变化。通俗的说，由于亮度消隐电平变到白电平时，在视频通道输出端产生色度信号幅度的变化，这样，在亮的部分和暗的部分，其彩色饱和度，色调（尤其是饱和度）有不同的变化。数字光

端机DG≤1%，而模拟光端机DG≤3%；

·微分相位（DP）：其指标主要影响彩色信号的色调，视频信号的 DP 失真是指系统的相移特性随输入视频信号而变化。传输线路上的相移量随不同亮度电平而变化，则色同步和色副载波之间相移就起变化，于是画面亮的部分和暗的部分的色调就不同。数字光端机DP≤0.70，而模拟光端机DP≤30；

·编码位数（只在数字光端机中体现）：一般有8/10/12bit，位数越高采样量越大，图像质量也就越好，但是数据通讯量也就会随之大幅增加，对传输介质的带宽要求比较严格。

从视频方面选择光端机主要跟据这些指标来评定光端机的质量，然后按路数进行选择，如：1、2、4、8、16、32等。

音频指标

在音频部分影响到光端机性能的指标有：带宽、阻抗、输入输出电平、最大输出功率、信噪比和非线性失真等。但由于音频的应用相对不固定，如：在监控点所布置的探头（拾音器）、公园等地的背景音乐或两地之间的对讲，它们对音频传输的要求都不尽相同，采购时应跟据实际情况酌情考虑。

音频选择除路数外还按实际需要分单向音频和双向音频，应用单向音频的地方如：在监控报警中传输拾音器的信号，它只是把音频信号从前端传回控制中心，应用双向音频的地方如：收费站等地的音频对讲。

控制数据参数

控制数据传输的选择则要考虑数据的用途，即系统两端的通讯设备，如矩阵、硬盘录像机或其它控制主机与前端终端设备之间的通讯。数据的各项参数有：

·数据接口：RS232、RS422、RS485和TTL；

·数据格式：Manchester、Bi-phase、双相制；

·数据速率：1200/2400/4800/9600/11520；

·工作模式：单式、半双工或全双工。

根据这些参数选择或定制光端机数据接口的类型和数量。

按上面所述，并与实际情况结合，确定各种信号的路数，考虑是否复用，即可得出各信息点应使用哪种或哪几种型号的光端机、光端机的数量、光端机所占光纤芯数，使系统配置更为合理，性价比更高。

2.光端机知识-光纤的优点

1.光纤的通频带很宽.理论可达30亿兆赫兹。

2.无中继段长.几十到100多公里，铜线只有几百米。

3.不受电磁场和电磁辐射的影响。

4.重量轻，体积小。

5.光纤通讯不带电，使用安全可用于易燃，易暴场所。

6.使用环境温度范围宽。

7.化学腐蚀，使用寿命长。

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六.节点式视频光端机

节点式光端机的概念

节点式光端机又称总线型光端机，其更准确的定义是采用单/双纤链路式组网形式的图像传输系统，也被称为链路式光端机。采用的技术是电信中常用的时分复用技术（TDM）和分插复用技术（ADM），具有节省光纤资源，延长传输距离等优点。由于采用ADM技术的链路式光端机在传输容量上受到较大限制，一般将TDM与ADM结合使用。在没有富余光纤资源的情况下，更多的是采用TDM技术，这样可以使不同业务平台的光通信系统完全在物理上隔绝的一芯光纤上传输。该系统目前在高速公路上的运用已经是相当的广泛。