光端机产品知识培训资料光端机的产品知识 内容：光纤基础理论CCTV工程中图像的传输方式图像监控光端机的作用和传输优势光端机的分类和比较光端机系统传输框图图像监控光端机的选用 光纤传输基本原理光的特性：光是一种电磁波, 按照波长、 频率、 应用的不同，电磁波分类概况如下图所示。 光纤通信用的光波， 其波长在800—1 600nm的近红外区内， 使用四个低损耗窗口： 850nm、 1 300nm、 131 0nm、 1550nm。 光的折射， 反射和全反射因为光在不同物质中的传播速度是不同的， 所以光从一种物质射向另一种物质时， 在两种物质的交界面处会产生折射和反射。 而且， 折射光的角度会随入射光的角度...

　　光端机的产品知识 内容：光纤基础理论CCTV工程中图像的传输方式图像监控光端机的作用和传输优势光端机的分类和比较光端机系统传输框图图像监控光端机的选用 光纤传输基本原理光的特性：光是一种电磁波, 按照波长、 频率、 应用的不同，电磁波分类概况如下图所示。 光纤通信用的光波， 其波长在8001 600nm的近红外区内， 使用四个低损耗窗口： 850nm、 1 300nm、 131 0nm、 1550nm。 光的折射， 反射和全反射因为光在不同物质中的传播速度是不同的， 所以光从一种物质射向另一种物质时， 在两种物质的交界面处会产生折射和反射。 而且， 折射光的角度会随入射光的角度变化而变化。 当入射光的角度达到或超过某一角度时， 折射光会消失，入射光全部被反射回来， 这就是光的全反射。 不同的物质对相同波长光的折射角度是不同的（即不同的物质有不同的光折射率） ， 相同的物质对不同波长光的折射角度也是不同。 光纤传输原理光纤是由纤芯和包层两部分组成， 纤芯折射率n1， 包层纤芯折射率n2， 且n1 n2。 光纤周围是空气。 当光线以某一角度0射到光纤端面时， 在端面发生折射进入光纤后又射到纤芯和包层界面， 只要在界面的入射角大于全反射临界角，就能发生全反射， 由于入射角等于反射角， 当光纤是均匀圆柱体时， 光就在光纤的纤芯和包层的界面处发生全反射， 从而沿光纤全长传输。芯7~8 微米包层 光纤通信是指利用相干性和方向性极好的激光束作载波来携带信息， 并利用光纤来进行传输的通信方式。激光器是根据原子、 分子内能量变化制造的光波振荡器， 是谱线极窄、 方向性极好的相干光源， 可以对其进行类似于无线电波那样的调制。光纤通信原理 话音、 图像货物光波汽车调制装货光纤高速公路解调制卸货传输结果物归原主  1 966年， 英籍华人高锟预见， 利用玻璃可以制成衰减为20dB/km的光导纤维， 可以引导光波转弯， 实现通信。 1 970年， 美国康宁玻璃公司首先制成衰减为20dB/km的光导纤维。 1 974年， 光纤衰减降低到2dB/km。 1 976年， 打开了1. 31 和1. 55um两个低衰减波长窗口。 1 980年，光纤通信成为可能。1 . 55um波长衰减减低为0. 2 dB/km， 远距离的 进入80年代后， 采用注入油膏于光纤套管中， 使光纤与外界的水和潮气隔绝， 完善的光缆付诸工程应用。光纤通信的历史 光纤结构 ：光纤裸纤一般分为三层： 中心高折射率玻璃芯（芯径一般为50或62. 5 m） ， 中间为低折射率硅玻璃包层（直径一般为125 m） ， 最外是加强用的树脂涂层。光纤的结构和分类 光纤的分类按光在光纤中的传输模式可分为： 多模光纤和单模光纤按照按折射率分布情况分： 突变型和渐变型光纤按最佳传输频率窗口分 ： 常规型单模光纤和色散位移型单模光纤 多模光纤有芯径尺寸为50和62. 5m两种。 其带宽窄、 衰耗大、传输距离近、 多用于短途或低速数据。 其传输损耗为3. 5db/km，趋于淘汰。单模光纤芯径尺寸为 9m， 传输容量大、 损耗低、 传输距离远、 多用于长途或高速数据。 其传输损耗为1 310nm为0. 4db/km， 1 550nm为0. 25db/km， 在电信、 广电等行业得到广泛和大量应用， 是光纤发展的方向。 由于多模和单模光纤的特性不同， 必须使用不同的激光器， 因此使用的光端机也不同。目前， 由于单模光电器件的大量应用， 以往存在单模光端机和多模光端机之间的设备价差正在逐渐减小， 在多路视频设备上的价差甚至为零， 况且单模光缆还比多模光缆便宜。光纤的特性对比：光纤种类价格模式色散传输容量传输损耗传输距离单模便宜小极大低远多模较贵大小高近 通信频带宽、 容量大；1 31 0nm窗口大于10GHz1 550nm窗口大于30THz同轴电缆带宽1 GHz损耗小传输距离远；1 31 0nm窗口小于0. 45dB/km, 无中继传输距离大于30km1 550nm窗口小于0. 25dB/km, 无中继传输距离大于80km光纤通信的优点 抗电磁干扰、 无辐射、 保密性好；无金属或少用金属， 抗腐蚀能力强；重量轻， 可弯曲， 易敷设；不受气候、 温度影响；资源丰富， 价格便宜。 CCTV工程中图像的传输方式 在监控系统中， 监控图象的传输是整个系统的一个至关重要的环节， 选择何种介质和设备传送图象和其它控制信号将直接关系到监控系统的质量和可靠性。目 前， 在监控系统中用来传输图象信号的介质主要有：1、 同轴电缆 2、 双绞线、 光纤对应的传输设备分别是：1、 同轴视频放大器 2、 双绞线、 光端机 同轴电缆图像传输系统解码器云台视频电缆数据电缆对讲系统音频电缆控制键盘对讲系统监视器同轴电缆具有价格较便宜、 铺设较方便的优点， 所以， 一般在小范围的监控系统中， 由于传输距离很近， 使用同轴电缆直接传送监控图象对图象质量的损伤不大， 能满足实际要求。 根据对同轴电缆自身特性的分析， 一般来讲， 信号频率越高， 衰减越大。视频信号的带宽较宽， 达到6MHz， 并且， 图象的色彩部分被调制在频率高端， 这样， 视频信号在同轴电缆内传输时不仅信号整体幅度受到衰减， 而且各频率分量衰减量相差很大， 特别是色彩部分衰减最大。所以， 同轴电缆只适合于近距离传输图象信号， 当传输距离达到300米左右时， 图象质量将会明显下降，特别是色彩变得暗淡， 有失真感。 测试表明， 频率为5MHz的信号在75-5的同轴电缆内传输100m时， 将被衰减5dB左右， 信号频率越高， 受到的衰减越大。下图为75-5的同轴电缆传输200m距离时的实验室测试波形（第17行） ：原始信号传输200m信号 同轴电缆传输图象信号存在的缺点同轴电缆一般只能传视频信号， 如果系统中需要同时传输控制数据、 音频等信号时， 则需要另外布线同轴电缆抗干扰能力有限， 无法应用于强干扰环境气候变化影响大， 图象质量容易受到影响同轴电缆较粗， 在密集监控应用时布线不太方便 随着监控工程向智能化、 广域化和网络化发展，图像传输容量越来越大， 传输距离越来越远， 传输质量要求越来越高， 很明显同轴电缆已经越来越无法适应这些要求。 同时， 随着光纤通信应用的不断普及和光缆、 光器件价格的不断下降， 能有效解决上述应用问题的监控图像光端机向我们走来。 图像监控光端机的作用和传输优势 图像监控光端机的作用图像监控光端机是一种适合远程通信的传输设备， 它利用先进的单光纤双向传输技术和数字复接等技术， 提供灵活的多通道视、 音频、 数据传输能力， 将拾取的现场模拟图像信号和声音、 数据等其它现场信号一起经过一根光纤传送到控制中心， 同时将控制中心的控制指令传送到现场， 实现远程实时监控。应用： 国防、 城市交通、 高速公路、 银行系统、 大型企业、院校、 电力、 电信机房及住宅小区等各种远程监控场合。 光纤图像传输的典型应用（交通控制应用）信息诱导屏解码器云台对讲系统RS-232RS-485RS-422视频大屏显示电子警察管理系统对讲系统信号机管理系统信息诱导系统信号机电子警察控制键盘只要一芯光纤搞定！双向音频 光纤图像传输的优势 图像传输质量优异、 失真小 传输距离远、 抗干扰能力强 技术成熟、 性能稳定、 开通简便 设备寿命长、 维护简便 同一光纤传输平台实现多种传输业务 光端机的分类和比较 监控光端机从功能上可分为:1、 传输图像信号的图像监控光端机2、 传输数据的数据光端机3、 传输语音的音频光端机等。从传输方式上可分为：1、 模拟光端机2、 数字光端机不论哪种类型的光端机实质都是将所传输的图像、 语音或数据信号进行电光、 光电转换， 光端机实质上就是一个电信号到光信号、 光信号到电信号转换器。 转换的目的就是为了让各种信号在光纤中传输。监控光端机的分类 模拟光端机和数字光端机的比较模拟光端机：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，再把这信号进行解调， 还原出图像、 语音或数据信号。优点： 技术成熟、 价格低廉、 性能比较稳定 生产调试较困难， 一致性差单根光纤实现多路图象传输较困难， 性能会下降， 目前这种模拟光端机一般只能做到单根光纤上传输4路图象由于采用的是模拟调制解调技术， 其稳定性不够高， 随着使用时间的增加或环境特性的变化， 特别是多路视频光端机的性能也会发生变化， 给工程使用带来一些不便。模拟光端机的缺点 数字光端机：就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。 数字图像光端机由于数字技术与传统的模拟技术相比在很多方面都具有明显的优势， 所以正如数字技术在许多领域取代了 模拟技术一样， 光端机的数字化也是一种必然趋势。目 前， 数字图象光端机主要有两种技术方式： 一种是基于MPEG图象压缩的数字光端机， 另一种是非压缩数字图象光端机。 在安防监控领域性价比较高的是非压缩数字图象光端机。非压缩数字图象光端机的原理就是将模拟视频信号进行Ａ／ Ｄ 变换后和语音、 音频、 数据等信号进行高速数字复接，再通过光纤传输。 它用高的数据速率来保证视频信号的传输质量和实时性。 从技术角度来看， 数字视频具有以下优点：数字信号在传输过程中通过再生技术和纠错编解码技术使噪声不逐步积累， 基本不产生噪声， 保持信噪比基本不变， 收端图像质量基本与发端一致， 适合多环节、 长距离传输。 这一点是CCTV系统今后联网和扩展的基本特征和需求数字视频设备信号稳定可靠， 能够避免在模拟系统中非线性失真的影响， 消除了DG(微分增益) 和DP（微分相位） 失真引起的图像畸变采用时分多路数字技术， 可以实现信道多工复用， 利用数字编码方法，便于视频的保密数字视频信号具有可扩展性、 可分级性和互操作性， 便于在各类通信系统中传输易于实现信号的存贮和检索， 可采用非线性搜索方式高效快速搜索出各种所需类型文件， 避免了使用模拟信号近乎强制性的顺序搜索方法数字技术与计算机配合， 可以实现CCTV数字设备的自动控制和操作 显然， 数字视频比基带模拟视频信号在传输上具有明显的优势。 传输容量更大 传输质量更优 传输距离更远 多业务复用更方便 工作更稳定可靠 支持网络传输 图像监控光端机的分类图像监控光端机模拟光端机数字光端机多模光端机单模光端机单纤双向光端机双纤光端机非压缩光端机E1接口光端机以太网接口光端机（含单、 多路数据）（含单、 多路数据）（单路视频）（多路视频） 光端机系统传输框图 光端机的传输线路简图光端机Transmitter光端机Receiver光缆VideoVideoDataData传输系统主要由光发射机、 传输电缆和光接收机三大部分组成 光发射机： Transmitter是针对视频信号的传输而定义， 是指与视频信号源（一般是摄像机） 直接进行电连接并将该视频信号通过光纤发送到远端的光端设备， 它在系统中一般被置于前端。光接收机： Receiver是针对视频信号的传输而定义， 是指将远端光射机通过光纤传输过来的视频信号接收下来并馈送给与其直接进行电连接的视频显示或视频处理设备（一般是监视器或矩阵） 的光端设备， 它在系统中一般被置于中心端。 正向： 是指与视频信号相同的传输方向， 通常为从前端向中心端的传输方向。反向： 是指与视频信号相反的传输方向， 通常为从中心端向前端的传输方向。 光端机的传输线路简图光端机Transmitter光端机Receiver跳线耦合器光缆尾纤VideoVideoDataData传输系统主要由光发射机、 传输光缆和光接收机三大部分组成相关的配件有： 光纤跳线、 尾纤、 耦合器、 终端盒 图像监控光端机的选用 工程中选用光端机需要从以下几个方面考虑：光缆种类传输距离、 光纤芯数光纤活动连接器种类需传送的图像、 音频数量需传送的控制数据接口类型、 数率设备安装方式 光端机的选用光缆种类 一般按照光缆的传输模式分为多模光缆和单模光缆两种光纤中传输的模式就是光纤中存在的电磁场模式， 或者说是光场模式。 各种模式都是光波导中经过多次的反射和干涉的结果。 各种模式是不连续的离散的。 由于驻波才能在光纤中稳定的存在， 它的存在反映在光纤横截面上就是各种形状的光场。 即各种光斑。 若是一个光斑， 我们称这种光纤为单模光纤， 若是两个以上光斑， 我们称之为多模光纤。 多模光纤有芯径尺寸为50和62. 5m两种。 其带宽窄、衰耗大、 传输距离近、 多用于短途或低速数据。 其传输损耗为3. 5db/km， 趋于淘汰。单模光纤芯径尺寸为 9m， 传输容量大、 损耗低、传输距离远、 多用于长途或高速数据。 其传输损耗为1 31 0nm为0. 4db/km，1 550nm为0. 25db/km， 在电信、 广电等行业得到广泛和大量应用， 是光纤发展的方向。光纤的特性对比：光纤种类价格模式色散传输容量传输损耗传输距离单模便宜小极大低远多模较贵大小高近 由于多摸和单摸光纤的特性不同， 必须使用不同的激光器， 因此使用的光端机也不同。目 前， 由于单模光电器件的大量应用， 以往存在单模光端机和多模光端机之间的设备价差正在逐渐减小， 在多路视频设备上的价差甚至为零， 况且单模光缆还比多模光缆便宜， 由此看来单模光缆是当前推荐的选择， 当然光端机也就要使用支持单模光纤的光端机。 光端机的选用传输距离、 光纤芯数光端机是按照一系列标准的光电器件设计生产的，其传输距离取决于发射机...