数字化视频光端机的应用技术探析

【摘 要】本文通过对数字化视频光端机的结构、原理及特点的具体论述，对数字化视频光端机应用技术的优势进行了具体的阐述，并对数字化视频光端机应用技术在未来的发展前景进行了探讨，为数字化视频光端机在通信领域的推广应用提高了有效的支撑。

【关键词】数字化；光端机；应用技术；探析

1引言

与电缆、无线等传输方法相比，光纤传输信号具有带宽高、传输距离远、抗干扰能力强的技术特点，而且随着光纤技术的逐渐成熟和价格的逐步降低，数字化视频光端机开始在交通监控、道路监控、城市安防、军事等远距离视频传输行业得到了广泛的应用。本文根据自身的实践经验，对数字化光端机的结构、原理以及技术特点进行了详细的论述，然后对数字化视频光端机的应用前景进行了具体的探讨，以期为数字化视频光端机的推广应用提供有力的支撑。

2数字化光端机简介

数字化光端机通常由发射端和接受端两部分组成，发射端主要作用是将用户端的模拟信号进行放大、A/D转换、复用等方法处理，然后通过光电转换把电信号转换成光信号，经过光纤传输到接受端；而接受端则与发射端相反，先通过光电转换将光信号转换成电信号，然后在经过电信号解复用、D/A转换、放大滤波后发送给用户。具体的工作原理如下：

（1）发射端：发射端主要由A/D转换器、复用器、光电发送模块、光纤等组成。在发射端工作时，输入的信号首先通过A/D转换器，将模拟信号转换成数字信号，然后数字信号输送给复用器，由复用器将多路并行的数字信号转换成高速串行信号，最后由光电发射模块进行光电转换，将电信号转化成光信号经过光纤传输出去。如果有多路视频需要传输，可以用可编程元器件先将多路数字信号进行第一次复用后在进入复用器，这样可以减轻复用器（并/串转换器）的压力，保证发射器的稳定。

（2）接受端：接受端主要有光电转化器、解复用器（串/并转换器）、可编程元件、D/A转换器以及滤波放大器等组成。在接受端工作时，光电转化器会首先将接收到的光信号转换成电信号，然后由解复用器（串/并转换器）转换成并行信号，然后由可编程元件进行第二次解复用（发射端使用了可编程器件），转换后的信号再由D/A转换器转换成模拟信号，再经过放大滤波后，就可以恢复成原始的模拟信号。

数字户视频光端机与传统模拟视频信号的微波技术发射和接收信号相比，具有清晰度高，不会失真、传输距离长的优点，而传统的模拟信号传输往往容易得到信号信噪低、雪花和重影现象严重的问题；PFM光纤传输系统采用一对一的传输方式虽然保证的传输质量，但难以实现多路信号综合传输，而且产品的一致性相对比较差，很难调试。随着通信技术和集成电路技术的迅速发展，数字化视频光端机可以完美的解决以上所有的问题，光端机采用了一种全新的、数字化非压缩技术、点对点传输技术，可以将视频、音频放在同一根光纤上同时进行传输，而且数字化视频光端机技术可以传输多种类型、多种格式的数据信号、增容网络信号，与传统的模拟视频信号相比，不仅解决了传输距离近、信噪比低的缺点，还有效的降低了微分增益失真和微分相位失真等问题，可以大大的提高图像的清晰度和质量，保证信号的纯度，提高了相互功能。

3数字化视频光端机的应用技术探讨

为了提高数字化视频光端机的应用范围，数字化视频光端机采用了更先进的通信技术和网络传输技术，实现了高清视频光端机的多通道传输，下面对高清数字化视频光端机的技术架构进行了具体的分析和探讨。

3.1数字化视频光端机的硬件技术分析

在现代化信息传输中，高清数字光端机采用全数字、非压缩解决方案，产品可以通常分为接口模块、视音频处理部分、光电转换模块以及网管模块，有时为了提高视频的输入、输出质量，可以在输入接口内安装电缆自动均衡器和时钟重定时器，再视音频信号的输出接口内置驱动器；为了提高视音频信号的安全，在输入、输出接口加入防雷、防浪涌等保护电路；在信号的接口部分，可以将音频、数据、以太网等业务模块化，从而达到灵活配置各个功能的效果。现代通信中的网管模块可以实现对数字化视频光端机的智能检测，可以检测设备的当前运行状态，可以记录历史故障和警告，可以使用FPGA对视音频信号进行综合处理，利用时分复用技术，将不同来源信号数据分解成一个个“时间片段”，通过某种特定的顺序和编码方式综合在一起，通过光电转化后在光纤中传播，接收端则是这个过程的逆过程。

在高清数字化视频传输中，视频标准、视音频标准、接口保护、稳定性是最重要的指标。视频标准主要反应光端机的信号源兼容性，视音频标准主要反应视音频的质量，如信噪比、图像清晰度、回波损耗性能、视频颜色深度等；接口保护可以大大的提高光端机的质量、降低光端机的维修率；高清光端机的高低温性能、长时间运行的稳定性是保证视频监控的关键，这些都需要采用严格的生产工艺来保证。

3.2数字化视频光端机的传输技术分析

在完成高清视频的发射和接受的同时，还需要实现数字信号的异步传输、音频、开关量、以太网等综合业务的传输，目前主要通过波分复用和时分复用来实现：时分复用技术是指将视频、音频、数据、以太网等多个信号结合成单个高速率的数据流，并将这些数据流以前规定的次数进行传输，同时必须维护号传输顺序，接收端才能准确无误的将数据流准确无误的分解开来；波分复用是将各个波长不同的光载波综合在一起进行传播，在接收端再将它们分开，这样可以将光纤的单一信道变成多信道传输，从而达到降低成本的目的，但视频质量会稍有降低。另外，高清光端机拥有智能化的管理功能，可以对设备进行自我诊断，用户也可以通过计算机对设备的运行状况进行直观的了解，方便对设备进行维护和管理。

3.3高清数字化视频光端机的应用

高清数字化视频光端机的应用范围非常广泛，如轨道交通、军事、安防监控和电视广播等。目前高清视频光端机主要应用在两个方面：一是将远端的高清视频信号传输到监控中心或演播室，二是将监控中心的信号传输给远端的显示设备，如HD-SDI高清光端机可以将HD-SDI摄像机采集到的高清视频信号无失真、全实时的传输到监控中心，实现高清视频远距离监控；HDMI/DVI/VGA等高清光端机可以将计算机、高清DVR等设备可以将高频视频信号传输至远端，从而达到远距离显示的目的。此外，通过异步传输、音频、TTL、以太网等业务可以实现对高清视频的控制和应用。

高清数字视频光端机应用非常广泛，用户对光端机的要求也开始呈现多样化，除去个别用户的特殊需求外，大部分用户对数字化光端机的要求是功能全、性能好、稳定性高。功能接口和传输距离是大部分用户首先关注的问题，如某用户使用HD-SDI光端机传输HD-SDI摄像机图像，又要控制云台转动、报警信号传输，那么就要求HD-SDI光端机可以支持摄像机、RS485/232、开光量的综合，而在一些监控场合则需要光端机长时间不间断的在高温、暴晒的条件下工作。

4结论

随着用户的需求和现代通讯的发展，高清数字视频光端机必然成为一种新的市场导向。高清数字化光端机要将自身的技术应用与市场导向相结合，不断的将自身技术、功能有点展示出来，为高清视频行业提供更好的服务，相信在不久的将来，数字化视频光端机必然得到更加广泛的应用。

参考文献：

[1]姜小春.模拟光端机和数字光端机的区别[J]. 中国交通信息产业 ，2008， （01）：52.

[2]杨世平， 张引发，邓大鹏，等.SDH 光同步数字传输设备与工程应用[M].北京：人民邮电出版社 ，2001.

[3]郭译群. 光端机技术的创新发展与应用[J]. 科技视界2015 （01）：124-126.