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当前位置:首页 > 技术支持 > 数字视频光端机的原理及其应用

一、 概述

当今世界,光纤通信已成为通信的主要手段。同时,光纤通讯技术也在飞速的发展,使得光纤传输系统以其众多的优点,赢得了大家的青睐。

光纤传输系统具有以下显著优点:容量大、传输距离远。光纤理论带宽可达20000GHz,无中继传输距离可达50-80公里。由玻璃制成,抗电磁干扰、传输质量好,可用于电力网和变电所内等强电磁环境中。光纤重量轻,可以弯曲,易于铺设。可节约贵重金属,且抗腐蚀能力很强。制作光纤的原料丰富,随着工艺的进步、规模的扩大,其成本进一步下降,整个传输系统的成本也低。

二、 光纤传输系统简介

光纤传输即是以光波为载频,以光导纤维为传输介质的一种通信方式,因其拥有传输频带宽、信号损耗低、抗干扰能力强、重量轻等优点。光纤通信在近二十年来得到了飞速的发展。

1、光纤的结构: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62.5μm),中间为低折射率硅玻璃包层(直径一般为125μm),最外是加强用的树脂涂层。

2、光纤的分类:

1) 按传输模式来划分:

单模光纤(Single-mode):单模光纤只传输主模,由于完全避免了模式色散,使得单模光纤的传输频带很宽,因而适用于大容量、长距离的传输系统。

多模光纤(Multi-mode:多模光纤有多个模式在光纤中传输,由于色散和相差,其传输性能较差、频带较窄、容量小、距离也较短。

2) 按折射率分布来划分:

多模光纤可分为:阶跃型(突变型)和梯度型(渐变型、自聚焦型)。

单模光纤则为阶跃型。

3、常用光纤规格:

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。

4、光纤的衰减

造成光纤衰减的主要因素有:本征,弯曲,挤压,杂质,不均匀和对接等。

本征:是光纤的固有损耗,包括:瑞利散射,固有吸收等。

弯曲:光纤弯曲时部分光纤内的光会因散射而损失掉,造成的损耗。

挤压:光纤受到挤压时产生微小的弯曲而造成的损耗。

杂质:光纤内杂质吸收和散射在光纤中传播的光,造成的损失。

不均匀:光纤材料的折射率不均匀造成的损耗。

对接:光纤对接时产生的损耗,如:不同轴(单模光纤同轴度要求小于0.8μm),端面与轴心不垂直,端面不平,对接心径不匹配和熔接质量差等。

5、光纤传输系统原理

光传输系统由三部分组成:光源(光发送机),传输介质、检测器(光接收机)。

按传输信号划分,可分为数字传输系统和模拟传输系统。

在模拟传输系统中,是把输入信号变为传输信号的振幅(频率或相位)的连续变化。光纤的模拟传输系统是把光强进行模拟调制,其光源的调制功率随调制信号的幅度变化而变化。但由于光源的非线性较严重,因此其信噪比、传输距离和传输频率都十分有限。

数字传输系统是把输入的信号变换成“1”,“0”表示的脉冲信号,并以它作为传输信号。在接受端再把它还原成原来的信息。这样光源的非线性对数字码流影响很小,再加上数字通信可以采用一些编码纠错的方法,且易于实现多路复用,因此数字传输系统占有很大的优势,并在很多地方得到了广泛的应用。

三、数字视频光传输简介

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、电话等光端机开始普遍大量应用。初期主要以模拟调频、调幅、调相的模拟光端机为主,但数字代替模拟是光纤通信技术的发展趋势。由于数字光端机具有传输信号质量高,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,因此许多大型重点工程已普遍采用数字光端机。

人们早就知道数字通信具有许多优点,它最适于长途通信。由于数字信号在传输过程中可以不断地通过整形和判决再生,因此它可以实现无噪声积累和无非线性失真的高质量长途传输。光纤所具有的极宽传输带宽和极小传输损耗,使数字通信的广泛应用成为可能。数字视频光传输与传统的模拟光传输相比,具有如下显著特性:

1) 可级联,随距离的增加,SNR信噪比不会下降。

2) 由于是数字传输方式,采用数字编码纠错方式,具有高稳定性和高可靠性。

3) 多路信号同传时,采用数字时分复用技术(TMD),不会产生模拟传输时的交调失真。

4) 稳定性好,环境适应性高,比模拟传输系统易于维护与调节。

5) 易于实现大容量传输,且性价比高。

6) 采用无压缩编码,图像信号质量高,达广播级。

STF系列数字视频光端机采用国际最先进的10位数字视频编码技术,图像信号可达广播级质量。视频格式兼容PAL、NTSC、SECAM制式。可采用独立式,插卡式(配插卡机箱)安装方式。STF系列数字视频光端机可使用一根光纤同时传输多达8路视频(采用CWDM可达64路)以及多路双向音频和多路双向数据。数据格式有:RS-232、RS-422、RS-485、Manchester码。其前面板上有电源指示及工作状态指示。该系列数字视频光端机性能优异,是一种可靠性高、性价比好的远距离光传输系统。

四、 应用示例

TF系列数字视频光端机型号齐全、配置灵活,可广泛应用于社会的各行各业。其主要应用的行业有:智能交通监控系统(ITS)、安防系统、智能楼宇/智能小区、校园网、工业监控(电力、化工、钢铁、铁路等等)、军事监控(边防、守卫等)和体育场馆(现场直播音视频传输)。

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