如何選擇光端機

一、把握技術發(fā)展方向

光纖種類的選擇：光端機的傳輸媒介為光纖，因此光端機的選擇就要從了解光纖光纜開始。目前常用的光纖有兩大類：多模光纖和單模光纖。以多模光纖制成的光纜是最早投入商用的光纜，由于存在色散嚴重、衰耗大、可用帶寬窄、成本高等問題，已經(jīng)退出了作為光纜主戰(zhàn)場的電信運營商光纖網(wǎng)絡平臺，只是在智能樓宇的光纖布線方面還保留有一定的市場份額。當多模光纜用于視頻圖像傳輸時，只能滿足3km左右的傳輸距離，并且對視頻光端機的帶寬（針對模擬調(diào)制）和傳輸速率（針對數(shù)字式）有較大的限制，一般適用于短距、小容量、簡單應用的場合。以單模光纖（G.652光纖）制成的單模光纜由于有著優(yōu)異的特性和低廉的價格已經(jīng)成為當前光通信傳輸?shù)闹髁?。當前光纖通信領域?qū)映霾桓F的新技術，無論是遠距離、大容量、還是多業(yè)務方面，無一不是針對單模光纖研制的。光纜的使用壽命在25年以上，比光端機的實際使用周期要長的多。這就要從戰(zhàn)略資源的角度來考慮光纜的敷設，必須考慮到將來擴容、設備更新的情況下光纜芯數(shù)還夠用、還能繼續(xù)承載新業(yè)務。中國電信的光纖傳輸設備已經(jīng)更換了好幾代，但十幾、二十年前敷設的光纜還在正常使用就是一個最好的例證。還值得注意的是，以往存在單模光端機和多模光端機之間的設備價差正在逐漸減小，在多路視頻設備上的價差甚至為零，況且單模光纜還比多模光纜便宜，因此用戶使用多模設備的造價一定低的老觀念需要更新了。由此看來單模光纜是一種不錯的選擇，作為配套光端機也就要選擇支持單模光纖的。

模擬和數(shù)字的選擇：視頻監(jiān)控光端機在技術實現(xiàn)上分為模擬調(diào)制的光端機和數(shù)字非壓縮編碼光端機兩大類。模擬光端機發(fā)展至今已有十年以上的歷史，雖然也有不少技術改進，但總體來說設計思路沒有根本變化，已經(jīng)是比較成熟的產(chǎn)品，也是傳統(tǒng)光端機廠商的主導產(chǎn)品。由于技術門檻的降低，大量廠家進入這一領域，又使得價格大幅下降。目前不同廠商的模擬光端機產(chǎn)品間的主要區(qū)別是穩(wěn)定性和可靠性水平。由于調(diào)制的帶寬、元器件和濾波器設計與制作的限制，一般國內(nèi)廠商做到穩(wěn)定的4路視頻已實屬不易，還存在生產(chǎn)調(diào)試復雜，溫度特性差，指標一致性、設備互換性差的問題。模擬光端機已很難在視頻傳輸容量、多業(yè)務接口和傳輸質(zhì)量上有所突破。所以，建議在單纖傳輸容量較小如只傳送1～２路視頻，無須復雜數(shù)據(jù)等業(yè)務要求的情況下選擇使用模擬光端機。數(shù)字非壓縮編碼視頻光端機一經(jīng)面世，便以其優(yōu)異的傳輸質(zhì)量、豐富靈活的業(yè)務接口和穩(wěn)定的工作表現(xiàn)讓人們耳目一新。高速數(shù)字復接技術的應用，使得大容量的視頻、音頻、低速數(shù)據(jù)、高速以太網(wǎng)數(shù)據(jù)、電話以及開關量信號可以輕松地復接到一個高速數(shù)字碼流上穩(wěn)定傳輸，加上數(shù)字電路本身在可靠性、穩(wěn)定性和可重復性方面的優(yōu)勢，利于組織工業(yè)化的大規(guī)模生產(chǎn)，從而又可大幅度降低成本。目前數(shù)字4路視頻光端機價格趨近于模擬產(chǎn)品就是一個例證。雖然數(shù)字視頻光端機進入監(jiān)控市場的時間很短，但由于一些技術背景（主要是光通信產(chǎn)業(yè)）深厚的廠商積極介入和本身較高的性價比，其推廣速度超過了以往。從技術角度來看，數(shù)字取代模擬是必然趨勢，更何況制約模擬光端機的一些瓶頸也只能通過數(shù)字化來打破。建議單纖傳輸視頻容量在4路以上；高質(zhì)量、遠距離、超遠距離傳輸；多功能、多業(yè)務要求和復雜的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)采用數(shù)字光端機來實現(xiàn)。

采用何種技術方案的選擇;采用何種技術方案來實現(xiàn)光端機的功能，似乎只是光端機廠商的事，跟用戶無關，實則不然。采用不同技術方案的光端機，其技術指標、穩(wěn)定性、可靠性、工程造價等完全不同。限于篇幅，這里選擇一個16路視頻光端機為例。目前市場上各種品牌的多路光端機無外乎有下列幾種技術實現(xiàn)方案：

一、全數(shù)字化復接，完全按照標準的高速數(shù)字傳輸技術體制，用一個高速碼流實現(xiàn)多路視頻信號的復接，當然也就只需一個光波長就可完成在光纖中的傳輸。這種方式在2.5Gb的速率下可實現(xiàn)高達16～20路視頻信號的傳送，例如微創(chuàng)光電的S16000D數(shù)字光端機；

二、模擬制的頻分復用，在限定的帶寬內(nèi)將16個不同中心頻率，并經(jīng)調(diào)制后的視頻信號混合形成一個復合調(diào)制信號，再用一個光波長傳送，類似于有線電視的節(jié)目傳送方式。

三、采用波分復用方式，有制造8路視頻能力的就用兩個光波長合成，只有4路視頻能力的就用四個光波長合成，實際上是用多套設備通過光無源器件的堆疊使用，反正在設備外面你看到的是只用了一芯光纖傳送16路視頻。

第一種方式技術最先進，代表著技術發(fā)展方向，其各項技術指標也最高，特別是穩(wěn)定性和可靠性可以用電信級的標準來衡量。第二種是標準的模擬體制，也有一定的實用性。有線電視光傳輸采用類似這種方式也取得成功，但在有線電視光傳輸應用中，視頻副載波調(diào)制（采用專業(yè)AM-VSB調(diào)制器）與解調(diào)（通過電視機的高頻調(diào)諧器）功能均不包含在光端機中，有線電視光端機只是一個射頻傳輸平臺，而監(jiān)控光端機則多為基帶到基帶的傳輸，這使得這種技術實現(xiàn)方案在傳輸質(zhì)量、穩(wěn)定性特別是溫度漂移和復雜的調(diào)試方面存在更多的缺點。第三種應該說是一種過渡方案，它靠占用更多的光纖帶寬資源來實現(xiàn)，是在數(shù)字高速復接技術沒有達到突破時無奈的選擇。據(jù)統(tǒng)計光纖線路故障，有近90％與光無源器件有關，這是由光無源器件本身構(gòu)造和其制造工藝決定的。設備內(nèi)部復雜的光器件之間的連接，大大增加光鏈路衰耗不說，還留下大量隱患。所以，用戶在選擇光端機的時候要多了解一些技術實現(xiàn)方案，如此不但可以買得踏實、明白，還可大大減少工程開通和日后維護帶來的工作量。

二、滿足行業(yè)應用要求

光端機看起來完成的僅僅是遠距離視頻傳輸作用，但從它出現(xiàn)之日起就表現(xiàn)出強烈的行業(yè)特征，它完全是行業(yè)應用要求的產(chǎn)物。光端機發(fā)展至今，品種和功能更加豐富，與行業(yè)應用也越來越密切。下面就使用光端機較多的城市交通監(jiān)控、高等級公路監(jiān)控、傳統(tǒng)技防監(jiān)控和大型企業(yè)工業(yè)監(jiān)控應用領域逐一分析。

城市道路交通監(jiān)控應用

城市道路交通監(jiān)控是最早應用光端機的領域之一，也是光端機用量大戶。其光纖網(wǎng)絡的特征是節(jié)點眾多，并呈星型網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。也即每個交通道口都有獨立光纖連接到指控中心。在應用要求上，除了對監(jiān)控點有視頻圖像的回傳要求外，還涉及到高速球機控制、信號機的聯(lián)網(wǎng)控制、電子警察的數(shù)據(jù)回傳、電子誘導顯示屏的控制、實時流量檢測數(shù)據(jù)的回傳等，有的地方還要求有雙向音頻功能。因此在選擇光端機時，除了要求提供視頻通道外，還應提供2～3路雙向RS232/485數(shù)據(jù)通道和1路音頻通道。應特別注意的是電子警察設備要求的數(shù)據(jù)接口速率越來越高，從38.4K到115.2K，甚至有的要求通過10/100M以太網(wǎng)接口連接。這樣也就對光端機數(shù)據(jù)端口提出了更高的技術要求。另外在指控中心由于有大量需要放置的接收機，符合標準19英寸機架的高密度安裝子架是必須配置的。典型的應用如下圖所示;

高等級公路監(jiān)控應用

高等級公路監(jiān)控目前集中在收費站和橋梁、隧道等關鍵路段。其明顯特征是視頻容量大、距離遠、鏈型網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)、光纖資源較緊張。在傳輸接口要求方面，除大容量視頻端口外，往往有雙向?qū)χv如支持AIPHONE對講的接口、電話接口和滿足自動化辦公的10/100M以太網(wǎng)接口。在這種情況下，一般使用數(shù)字光端機粗波分復用CWDM技術來組網(wǎng)。目前數(shù)字非壓縮光端機單端單波長設備的最大視頻容量只有16路（2.5Gb速率），采用CWDM技術后，8個波即可滿足正向128路視頻傳輸，再加上反向應用1310nm波長即可構(gòu)成一個完整的大容量光纖傳輸體系。需要指出的是，這樣復雜的系統(tǒng)需要與生產(chǎn)廠商反復論證、計算來確定，不確定的問題還應要求生產(chǎn)廠商模擬工程環(huán)境，搭建實驗平臺來論證。

傳統(tǒng)的技防監(jiān)控應用

技防監(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，這些應用領域?qū)舛藱C的要求又不同，它們在功能上以視頻為主，再輔以反向控制數(shù)據(jù)接口控制鏡頭云臺和報警開關量接口即可，有的還有音頻監(jiān)聽的要求。由于這些應用領域?qū)r格極其敏感，故一般選用價格較低的單路視頻模擬光端機或性價比較高的4路視頻光端機。由于一般的光端機都不支持開關量的傳輸，有的生產(chǎn)廠商又專門設計了開關量擴展接口來支持這一應用。光端機的音頻接口一般都是線路電平，即電壓型小信號。輸入端必須接前置音頻放大器才能接麥克風，輸出端必須接音頻功放才能推動音箱，因此有監(jiān)聽要求時應注意光端機的前后配置。還需要注意的是由于一般低端模擬光端機產(chǎn)品在數(shù)據(jù)通道上僅配置1路RS485反向數(shù)據(jù)，而且一般只支持19.2Kb的最高速率（甚至更低），當碰到一些只能以標準的RS485半雙工方式操控的矩陣鍵盤、高速球機（也是兩線控制，極易混淆），以及采用19.2Kb的 Manchester編碼即曼碼時，將無法正常工作。

大型企業(yè)工業(yè)電視監(jiān)控應用

大型工礦企業(yè)由于電磁環(huán)境惡劣，干擾嚴重，是較早使用光端機進行工業(yè)電視監(jiān)控的行業(yè)。在這種應用中，主要是大量的視頻回傳，因此選擇純視頻光端機即可滿足要求。許多企業(yè)由于其企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)光纖網(wǎng)已經(jīng)開通，往往要求監(jiān)控設備能夠使用已有的光纖資源，這時必須搞清原光纖網(wǎng)絡的一些技術參數(shù)和富余纖芯狀況。當原光纖為多模光纖時，還要了解清楚是50/125mm還是62.5/125mm的多模光纖。否則將在選購光端機、匹配尾纖時帶來麻煩。

三、篩選優(yōu)秀生產(chǎn)廠家做合作伙伴

目前國產(chǎn)視頻光端機產(chǎn)品與國外產(chǎn)品差距越來越小，但制造廠商在技術力量、生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品質(zhì)量等方面良莠不齊，既有年產(chǎn)值數(shù)千萬的正規(guī)軍，也有幾十萬都不到的小作坊。在低端產(chǎn)品上的同質(zhì)化競爭嚴重，競爭已呈白熱化。那些缺乏核心技術、沒有齊全產(chǎn)品線、不具備規(guī)模經(jīng)營的小廠將被很快淘汰。光端機本身屬高技術、高精密的產(chǎn)品，而光端機的使用環(huán)境卻幾乎都是全天候的野外環(huán)境。一個成熟的光端機，除電路設計外，還必須涉及到環(huán)境溫度、電源適應能力、防震、防塵、防潮、防鹽堿腐蝕等問題，這些決不是急功近利的行為能做到的。而用戶只要對生產(chǎn)廠商的資質(zhì)進行實地考察和作嚴格的產(chǎn)品測試，就可以對廠商的選擇做到去偽存真。位居高端的數(shù)字視頻光端機要求的技術含量更高，對生產(chǎn)廠商在設計水平、員工素質(zhì)、工藝流程、質(zhì)量控制等方面的要求也高。特別是高速光纖傳輸平臺、高速數(shù)字復接技術和精密制造工藝方面并不是一般的生產(chǎn)廠商都能掌握的。比如現(xiàn)在幾乎所有的生產(chǎn)廠商都宣稱采用表面貼裝（SMT）的生產(chǎn)工藝，打開設備一看，也好像都是采用的表面貼裝元器件，似乎是沒區(qū)別了。實則不然，由于生產(chǎn)廠商之間生產(chǎn)規(guī)模不同，只有產(chǎn)量大，具備規(guī)模生產(chǎn)的廠家才會按照標準的SMT生產(chǎn)工藝流程，采用具有焊接質(zhì)量保證的全自動表面貼裝生產(chǎn)線組織生產(chǎn)。而從成本上考慮，大量小規(guī)模廠家是用貼片元件手工焊接的方式生產(chǎn)。焊接過程中靜電對芯片的損傷已經(jīng)不容忽視。如果對只有兩端的阻容元器件來說只是存在漏焊、虛焊和錯焊的隱患，但對一些數(shù)字光端機中大量使用的QFP封裝的精密、大數(shù)量引腳（高達200條以上）芯片來說可能就是滅頂之災。由于手工焊接使芯片在各個方向所受應力不等，極易使芯片引腳受損，這種損傷的隱患并不會立竿見影，但隨著時間推移，它們會逐漸發(fā)生形變，并導致引腳斷裂，從而使設備在工作一段時間后出現(xiàn)故障。光端機畢竟是專業(yè)性極強的設備，工程中的不可替代性遠大于其他安防產(chǎn)品如攝像機、DVR、監(jiān)視器等，采購商在選購過程中能得到售前、售中和售后的全程技術支持可以達到事半功倍的效果。在此建議采購商及用戶應選擇有生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品線長，品種齊全、功能完備、技術力量雄厚的光端機生產(chǎn)企業(yè)作為合作伙伴，以雙贏模式構(gòu)建新型的供應商、工程集成商和用戶產(chǎn)業(yè)鏈。