淺談視頻監(jiān)控系統(tǒng)中光纖傳輸?shù)脑O(shè)計(jì)

　　摘要：隨著光電技術(shù)及信息時(shí)代的發(fā)展，人們對(duì)電視監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性和工作效能的要求越來越高。所謂“工作效能”，指的是系統(tǒng)能將多少只攝像機(jī)的畫面送到多少臺(tái)監(jiān)視器上去，傳輸距離有多遠(yuǎn)，能適應(yīng)多么嚴(yán)苛的工作環(huán)境等
　　關(guān)鍵詞：視頻監(jiān)控光纖傳輸
　　中圖分類號(hào)：TN92文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791(2011)03(a)-0000-00
　　1概述
　　良好的視頻傳輸設(shè)計(jì)是監(jiān)控系統(tǒng)非常重要的一部分，如果建設(shè)一套好的監(jiān)控系統(tǒng)，但是沒有良好的傳輸系統(tǒng)，最終在監(jiān)視器上看到的圖像將無法令人滿意。根據(jù)“木桶法則”，最終的圖像質(zhì)量將取決于整個(gè)系統(tǒng)中最差的一環(huán)，而這最差的一環(huán)往往就是傳輸系統(tǒng)。
　　2 監(jiān)控視頻傳輸方法的選擇
　　目前常用的傳輸方式有視頻基帶傳輸、光纖傳輸、網(wǎng)絡(luò)傳輸、微波傳輸、雙
　　絞線傳輸（平衡傳輸）以及寬頻共纜傳輸。
　　每種傳輸方式都有自己的適應(yīng)性和優(yōu)異之處，又有不足之處。傳輸方式是否得體不是看其方式本身如何，而是看其是否適用于應(yīng)用場(chǎng)所。
　　對(duì)于傳輸三、四百米內(nèi)的監(jiān)控環(huán)境，采用視頻基帶傳輸方式比較好，其頻率損失、圖像失真、圖像衰減的幅度都比較小，能很好地完成傳送視頻信號(hào)的任務(wù)。
　　對(duì)于傳輸距離較遠(yuǎn)的監(jiān)控環(huán)境，建議采用光纖傳輸，光纖傳輸具有衰減小、頻帶寬、抗電子電磁干擾強(qiáng)、重量輕、保密性好等眾多優(yōu)點(diǎn)，已成為長(zhǎng)距離視音頻及控制信號(hào)傳輸?shù)氖走x方式。
　　3 光纖傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
　　3.1光纖傳輸系統(tǒng)的組成
　　在光纖傳輸系統(tǒng)中，實(shí)際上光只是載波。由電磁波譜知，光的頻率比無線電信號(hào)的頻率要高幾個(gè)數(shù)量級(jí)（約1000倍以上）。而我們知道，載波頻率越高，可以調(diào)制到電纜上去的信號(hào)的帶寬也就越寬。由于光纖的帶寬實(shí)在是太寬了，許多發(fā)射機(jī)和接收機(jī)都能夠把許多路電視信號(hào)連同控制信號(hào)、雙向音頻信號(hào)一起調(diào)制到同一根光纖上去。
　　 在使用光纖傳輸系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)的畫面質(zhì)量只受限于攝像機(jī)、環(huán)境和監(jiān)視器這三個(gè)因素。光纖傳輸系統(tǒng)可以將畫面?zhèn)魉偷椒浅＿h(yuǎn)的地方，一般幾公里遠(yuǎn)，都不會(huì)使信號(hào)發(fā)生任何形式的畸變，更不會(huì)減損畫面的清晰度或細(xì)節(jié)。
　　傳輸系統(tǒng)主要有一個(gè)電光信號(hào)轉(zhuǎn)換/發(fā)送器，它將攝像機(jī)輸出的視頻電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，并被載在光波上，再經(jīng)耦合輸入到光纖光纜內(nèi)，接著經(jīng)光纜傳輸，被一個(gè)光電信號(hào)接收/轉(zhuǎn)換器接收。這個(gè)接收/轉(zhuǎn)換器將光纖傳來的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并解調(diào)出所傳送的視頻電信號(hào)，供監(jiān)視器顯示。。
　　3.2設(shè)計(jì)中的兩個(gè)重點(diǎn)
　　在安防監(jiān)控系統(tǒng)中一般傳輸?shù)男盘?hào)有視頻、音頻和數(shù)據(jù)三種信號(hào)，光源和檢測(cè)器的工作由光端機(jī)完成，它的主要作用就是實(shí)現(xiàn)電一光、光一電的轉(zhuǎn)換。以數(shù)字光端機(jī)為例，分為發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，發(fā)射機(jī)首先將輸入的信號(hào)變換成“1”，“0”數(shù)字脈沖信號(hào)，并以其作為傳輸信號(hào)，接收機(jī)再將收到的光信號(hào)還原成原來的信號(hào)。
　　光纖作為傳輸介質(zhì)，是光纖傳輸系統(tǒng)的重要因素。按照傳輸模式來劃分：光線只沿光纖的內(nèi)芯進(jìn)行傳輸，只傳輸主模我們稱之為單模光纖(Single—Mode)。有多個(gè)模式在光纖中傳輸，我們稱這種光纖為多模光纖（Multi-Mode）。
　　在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，我們就可以從兩個(gè)方面著手。認(rèn)真分析實(shí)際需求，統(tǒng)籌規(guī)劃，抓住光通路設(shè)計(jì)和光端機(jī)配置兩個(gè)方面。
　　3.3光通路的設(shè)計(jì)
　　光通路設(shè)計(jì)的實(shí)質(zhì)就是選擇正確的光纖光纜，按最優(yōu)方式進(jìn)行敷設(shè)。在設(shè)計(jì)時(shí)必須結(jié)合光端的選擇統(tǒng)一考慮。
　　首先，我們要決定用什么樣的光纖。如果是系統(tǒng)擴(kuò)容或改造，那么還是選用同樣的光纖，除非這樣做無法達(dá)到設(shè)計(jì)要求。如果是一個(gè)新的項(xiàng)目，則推薦采用單模光纖?？赡苡腥藭?huì)問，在進(jìn)行短距離（如2公里左右）傳輸時(shí)，為什么不用多模光纖呢？這是因?yàn)閱文９饫w由于沒有模式色散，能傳輸更高速的信號(hào)和更遠(yuǎn)的距離，這就是說單模光纖除比多模光纖能傳輸?shù)眠h(yuǎn)外，還具有更大的傳輸容量。另外目前單模光纖的價(jià)格已低于多模光纖了，而且單模光端機(jī)和多模光端機(jī)的價(jià)格已無明顯的差異。還有就是單模光纖熔接的設(shè)備已完全自動(dòng)化和小型化，且接續(xù)效果極好，已被廣泛使用。所以無論從工程造價(jià)還是系統(tǒng)性能來比較，單模光纖都應(yīng)該是首選。
　　其次，就是確定光纖芯數(shù)。一般而言，光纖的芯數(shù)當(dāng)然是越多越好，但這樣成本就高，而且可能造成資源浪費(fèi)。根據(jù)視頻監(jiān)控的具體要求以及安裝點(diǎn)位的實(shí)際情況，同時(shí)結(jié)合光端機(jī)的配置進(jìn)行確定。做到成本合理、常用的芯4/6/12/24/36/96等。
　　4光端機(jī)的配置
　　從目前市場(chǎng)情況來看，模擬光端機(jī)已逐步退出市場(chǎng)，數(shù)字代替模擬，這已是不可逆轉(zhuǎn)的歷史發(fā)展趨勢(shì)。因此在配置時(shí)我們應(yīng)采用數(shù)字光端機(jī)。
　　在進(jìn)行光端機(jī)配置前，我們先了解光端機(jī)的幾個(gè)主要指標(biāo)。
　　4.1光學(xué)指標(biāo)
　　主要有接口類型：ST、SC、FC；工作波長(zhǎng)；光纖類型；發(fā)射功率；接收靈敏度；傳輸距離等。
　　4.2視頻指標(biāo)
　　視頻主要技術(shù)指標(biāo)有：輸入／輸出電平、阻抗、信噪比、帶寬、微分增益、微分相位等。輸入／輸出電平、阻抗和帶寬在監(jiān)控領(lǐng)域都有標(biāo)準(zhǔn)可遵循。視頻輸入輸出：1VP-P，阻抗：75Ω，帶寬：10Hz-10MHz(特殊應(yīng)用要求除外)。從視頻方面選擇光端機(jī)主要跟據(jù)這些指標(biāo)來評(píng)定光端機(jī)的質(zhì)量，然后按路數(shù)進(jìn)行選擇，如：1、2、4、8、16、32等。
　　4.3音頻指標(biāo)
　　在音頻部分影響到光端機(jī)性能的指標(biāo)有：帶寬、阻抗、輸入輸出電平、最大輸出功率、信噪比和非線性失真等。音頻選擇除路數(shù)外還按實(shí)際需要分單向音頻和雙向音頻，應(yīng)用單向音頻的地方如：在監(jiān)控報(bào)警中傳輸拾音器的信號(hào)，它只是把音頻信號(hào)從前端傳回控制中心，應(yīng)用雙向音頻的地方如：收費(fèi)站等地的音頻對(duì)講。
　　4.4控制數(shù)據(jù)指標(biāo)
　　主要有數(shù)據(jù)方向：正向/反向/雙向；數(shù)據(jù)格式：RS232、RS422、RS485、Manchester；數(shù)據(jù)速率：1200/2400/4800/9600/11520等。
　　5結(jié)束語
　　隨著光纖技術(shù)的不斷發(fā)展，光纜價(jià)格的下降，更多的行業(yè)化應(yīng)用、更大的市場(chǎng)容量與更廣泛的客戶認(rèn)同度，必將帶動(dòng)光端機(jī)產(chǎn)品不斷的更新?lián)Q代，視頻光端機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展也帶動(dòng)監(jiān)控行業(yè)的飛速發(fā)展，在越來越多的監(jiān)控工程中，光纖傳輸將成為首選的方式，應(yīng)用的廣闊也必將帶動(dòng)更多新技術(shù)的出現(xiàn)，將會(huì)給視頻監(jiān)控領(lǐng)域的傳輸過程帶來更多質(zhì)的飛躍。
　　參考文獻(xiàn)
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