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视频光端机的选购及应用

发布时间:2012-03-30   被阅览数:6720 次    作者:银驼铃

    

视频光端机的采购,是很多采购人员和工程商关注的问题,如何根据施工方案来选购光端机,光端机的技术更新周期快,国产和进口的光端机差距怎样?广州邮通将告诉你如何选购一款性价比最好的视频光端机。

  视频光端机的选购指南

  采用何种技术方案来实现光端机的功能,似乎是光端机厂商的事,跟用户无关,实则不然。采用不同技术方案实现的光端机,其技术指标、稳定性、可靠性、工程造价等完全不同。

  (1)、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,*)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。

  (2).视频光端机的光路问题:

  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。由于系统覆盖范围一般都不大,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。

  (3)、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(3~4)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。

  (4).视频光端机的瞬态干扰的危害及应对措施

  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。

    视频光端机几种技术实现方案:

  一是全数字化复接,完全按照标准的高速数字传输技术体制,用一个高速码流实现多路视频信号的复接,当然也就只需一个光波长就可完成在光纤中的传输。这种方式在2.5Gb的速率下可实现高达 1620路视频信号的传送。

  二是模拟制的频分复用,在限定的带宽内将16个不同中心频率,并经调制后的视频信号混合形成一个复合调制信号,再用一个光波长传送,类似于有线电视的节目传送方式。

  三是采用波分复用方式,有制造8路视频能力的就用两个光波长合成,只有4路视频能力的就用四个光波长合成,实际上是用多套设备通过光无源器件的堆叠使用,反正在设备外面你看到的是只用了一芯光纤传送16路视频。

  三种技术各有长短,根据应用环境比较三种光端机,对选购合适自己的光端机,这点很重要。

  第一种方式技术最先进,代表着技术发展方向,其各项技术指标也最高,特别是稳定性和可靠性可以用电信级的标准来衡量。第二种是标准的模拟体制,也有一定的实用性。有线电视光传输采用类似这种方式也取得成功,但在有线电视光传输应用中,视频副载波调制(采用专业AM-VSB调制器)与解调(通过电视机的高频调谐器)功能均不包含在光端机中。有线电视光端机只是一个射频传输平台,而监控光端机则多为基带到基带的传输,这使得这种技术实现方案在传输质量、稳定性特别是温度漂移和复杂的调试方面存在更多的缺点。

  第三种应该说是一种过渡方案,它靠占用更多的光纤带宽资源来实现,是在数字高速复接技术没有达到突破时无奈的选择。据统计光纤线路故障,有近90%与光无源器件有关,这是由光无源器件本身构造和其制造工艺决定的。设备内部复杂的光器件之间的连接,大大增加了光链路衰耗不说,还留下大量隐患。

  如果在选择光端机的时候多了解一些技术实现方案,不但买得踏实、明白,还可大大减少工程开通和日后维护的工作量。

  目前国产视频光端机产品与国外产品差距越来越小,但制造厂商在技术力量、生产规模、产品质量等方面良莠不齐,既有年产值数千万的正规军,也有几十万都不到的小作坊。在低端产品上的同质化现象严重,竞争已经白热化。无疑缺乏核心技术、没有齐全产品线、不具备规模经营的小厂将被很快淘汰。另外,光端机本身属高技术、精密产品,而光端机的使用要求却几乎是全天候野外环境。一个成熟的光端机,除电路设计外,还必须涉及到环境温度、电源适应能力、防震、防尘、防潮、防盐碱腐蚀等问题,这些决不是急功近利的行为能做到的。只有对生产厂商进行实地考察和作严格的产品比较测试,就可以去伪存真。

  位居高端的数字视频光端机要求的技术含量更高,对生产厂商在设计水平、员工素质、工艺流程、质量控制等方面的要求也更高。特别是高速光纤传输平台、高速数字复接技术和精密制造工艺,并不是一般的生产厂商都能掌握的。举一小例:现在,几乎所有的生产厂商都宣称采用表面贴装(SMT)的生产工艺,打开设备一看,也好像都是采用的表面贴装元器件,似乎是没区别了。实则不然,由于生产厂商之间生产规模不同,只有产量大,具备规模生产的厂家才会按照标准的SMT生产工艺流程,采用具有焊接质量保证的全自动表面贴装生产线组织生产。

  而从成本上考虑大量小规模厂家是用贴片元件手工焊接的方式生产。焊接过程中静电对芯片的损伤已经达到不容被忽视的程度。还有,如果对只有两端的阻容元器件来说只是存在漏焊、虚焊和错焊的隐患而已,但对一些数字光端机中大量使用的以QFP封装的精密、大数量引脚(高达200条以上)芯片来说可能就是灭顶之灾。由于手工焊接使芯片在各个方向所受应力不等,极易使芯片引脚受损。这种损伤不会立竿见影,但随着时间推移,逐渐发生形变,导致断裂,引起设备在工作一段时间后出现故障。

  综上所述,选购视频光端机要从自身的需求,技术方案,成本等各方面入手,才能选购一款高性价比的光端机。

  视频光端机在视频监控中的应用领域

  城市道路交通监控应用:城市道路交通监控是最早应用光端机的领域之一,也是光端机用量大户。其光纤网络的特征是节点众多,并呈星型网络结构。也即每个交通道口都有独立光纤连接到指控中心。在应用要求上,除了对监控点有视频图像的回传要求外,还涉及到高速球机控制、信号机的联网控制、电子警察的数据回传、电子诱导显示屏的控制、实时流量检测数据的回传等,有的地方还要求有双向音频功能。因此在选择光端机时,除了要求提供视频通道外,还应提供23路双向RS232/485数据通道和1路音频通道。应特别注意的是电子警察设备要求的数据接口速率越来越高,从38.4K115.2K,甚至有的要求通过10/100M以太网接口连接。这样也就对光端机数据端口提出了更高的技术要求。另外在指控中心由于有大量需要放置的接收机,符合标准19英寸机架的高密度安装子架是必须配置的。

  高等级公路监控应用:高等级公路监控目前集中在收费站和桥梁、隧道等关键路段。其明显特征是视频容量大、距离远、链型网络结构、光纤资源较紧张。在传输接口要求方面,除大容量视频端口外,往往有双向对讲如支持AIPHONE对讲的接口、电话接口和满足自动化办公的10/100M以太网接口。在这种情况下,一般使用数字光端机粗波分复用CWDM技术来组网。目前数字非压缩光端机单端单波长设备的最大视频容量只有16(2.5Gb速率),采用CWDM技术后,8个波即可满足正向128路视频传输,再加上反向应用1310nm波长即可构成一个完整的大容量光纤传输体系。需要指出的是,这样复杂的系统需要与生产厂商反复论证、计算来确定,不确定的问题还应要求生产厂商模拟工程环境,搭建实验平台来论证。

  传统的技防监控应用:技防监控主要针对园区、要害部位、公共场所、金融和营业场所等,这些应用领域对光端机的要求又不同,它们在功能上以视频为主,再辅以反向控制数据接口控制镜头云台和报警开关量接口即可,有的还有音频监听的要求。由于这些应用领域对价格极其敏感,故一般选用价格较低的单路视频模拟光端机或性价比较高的4路视频光端机。由于一般的光端机都不支持开关量的传输,有的生产厂商又专门设计了开关量扩展接口来支持这一应用。光端机的音频接口一般都是线路电平,即电压型小信号。输入端必须接前置音频放大器才能接麦克风,输出端必须接音频功放才能推动音箱,因此有监听要求时应注意光端机的前后配置。还需要注意的是由于一般低端模拟光端机产品在数据通道上仅配置1RS485反向数据,而且一般只支持19.2Kb的最高速率(甚至更低),当碰到一些只能以标准的RS485半双工方式操控的矩阵键盘、高速球机(也是两线控制,极易混淆),以及采用19.2KbManchester编码即曼码时,将无法正常工作。

  大型企业工业电视监控应用:大型工矿企业由于电磁环境恶劣,干扰严重,是较早使用光端机进行工业电视监控的行业。在这种应用中,主要是大量的视频回传,因此选择纯视频光端机即可满足要求。许多企业由于其企业内部数据光纤网已经开通,往往要求监控设备能够使用已有的光纤资源,这时必须搞清原光纤网络的一些技术参数和富余纤芯状况。当原光纤为多模光纤时,还要了解清楚是50/125mm还是62.5/125mm的多模光纤。否则将在选购光端机、匹配尾纤时带来麻烦。

  位居高端的数字视频光端机要求的技术含量更高,对生产厂商在设计水平、员工素质、工艺流程、质量控制等方面的要求也高。特别是高速光纤传输平台、高速数字复接技术和精密制造工艺方面并不是一般的生产厂商都能掌握的。比如现在几乎所有的生产厂商都宣称采用表面贴装(SMT)的生产工艺,打开设备一看,也好像都是采用的表面贴装元器件,似乎是没区别了。实则不然,由于生产厂商之间生产规模不同,只有产量大,具备规模生产的厂家才会按照标准的SMT生产工艺流程,采用具有焊接质量保证的全自动表面贴装生产线组织生产。而从成本上考虑,大量小规模厂家是用贴片元件手工焊接的方式生产。焊接过程中静电对芯片的损伤已经不容忽视。如果对只有两端的阻容元器件来说只是存在漏焊、虚焊和错焊的隐患,但对一些数字光端机中大量使用的QFP封装的精密、大数量引脚(高达200条以上)芯片来说可能就是灭顶之灾。由于手工焊接使芯片在各个方向所受应力不等,极易使芯片引脚受损,这种损伤的隐患并不会立竿见影,但随着时间推移,它们会逐渐发生形变,并导致引脚断裂,从而使设备在工作一段时间后出现故障。

 

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