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        模擬光端機和數字光端機的區別

        2017年08月31日

        在人們的現代生活和工作當中,視頻圖像監控系統中已大量采用了以光纖傳輸為主導的信號傳輸方式。光纖傳輸的主要優點有: 
         ?。?)信號傳輸損耗低,傳輸距離遠。采用多模光纖可達5公里,采用單模光纖達80公里甚至更遠; 
         ?。?)電視信號具有很寬的頻帶,遠距離傳輸非常困難。用光纖傳輸視頻信號,傳輸帶寬最大可達幾百兆公里??杀WC遠距離傳輸具有很高的信噪比,不需高頻補償。這是常規電纜無法比擬的。 
         ?。?)抗干擾性強,無電磁輻射,無信號泄露,無接地和短路問題,系統功耗小。 
         ?。?)光纖傳輸壽命長,普通視頻線纜最多10-15年,光纜的使用壽命長達30-50年。 

          隨之而來的在高速公路、交通、電子警察、監控、安防、工業自動化、電力、海關、水利、銀行等領域視頻圖像、音頻、數據、以太網、電話等光端機開始普遍大量應用。初期模擬調頻、調幅、調相光端機在市場上占有相當的比例,其傳輸方式是將基帶的視頻、音頻、數據等信號調制在某一載頻上,通過發射光端機進行光纖傳輸,然后通過另一端的接收光端機進行解調,恢復成相應的基帶視頻、音頻、數據信號。而國內、國外工程上開始大量應用的數字式光端機是將多路模擬基帶的視頻、音頻、數據進行高分辨率數字化,形成高速數字流,然后將多路數字流進行復用,通過發射光端機進行發射,然后通過另一端的接收光端機進行接收,解復用,恢復成各路數字化信號,再通過數字模擬變換(A/D模數轉換)恢復成模擬視頻、音頻、數據。從目前市場情況來看,模擬光端機已逐步退出市場,而數字光端機如雨后春筍般開始在市場上普及,數字代替模擬,這也是光纖通信技術顯著的歷史發展趨勢。由于數字光端機具有傳輸信號質量高,沒有模擬調頻、調相、調幅光端機多路信號同傳時交調干擾嚴重、容易受環境干擾影響、傳輸質量低劣、長期工作穩定性差的缺點,因此許多大型重點工程已普遍采用數字光端機。 

          模擬視頻光端機與數字光端機究竟有何區別,這也是眾多用戶所關心的確問題,本文從以下幾個方面進行如下論述: 

          1、 光纖上傳輸的信號方式不一樣 

          顧名思義,模擬光端機上光頭發射的光信號是模擬光調制信號,它隨輸入的模擬載波信號的幅度、頻率、相位變化引起光信號幅度、頻率、相位變化而分別稱為調幅、調頻、調相光端機。而數字光端機上光頭發射的光信號是數字信號即0或1對應光信號強、弱兩種狀態,不同的0和1組合代表不同幅度的視頻、音頻、數據信號。 

          2、 模擬信號傳輸輸入和輸出處理方式不一樣 

          無論模擬、數字光端機,對輸入的基帶的視頻、音頻、數據信號都必須進行處理。對于模擬調幅光端機,處理方式是將視頻、音頻、數據的幅度對一高頻載波信號進行調制,使高頻載波信號的幅度隨視頻、音頻、數據的幅度變化而變化;而數字式光端機對輸入的基帶的視頻、音頻、數據進行高分辨率的模擬-數字轉換,如1Vp-p幅度范圍的幅度信號利用12bits的數字信號來表示,1V等分成4096,因此模數轉換后引起的最大電壓幅度誤差為1/4096V(約2.5mV),此誤差電壓稱為量化誤差電壓,各種幅度的電壓數值從0V、1/4096V、2/4096V...最大1V分別對應的數字編碼為000000000000、000000000001、000000000010...111111111111。數字編碼信號直接控制光頭發射的光信號的強、弱兩種狀態(對應0或1),接收光端機再將數字編碼進行數字-模擬轉換,恢復成原始的基帶的視頻、音頻、數據信號。 

          3、 處理方式的不同,引起的視頻、音頻、數據信號信號失真、變畸變、干擾不同 

          模擬光端機由于要進行調幅、調頻、調相,所以模擬信號的幅度的變化與載波信號因調制而引起的幅度、頻率、相位的變化是否為一一對應的線形關系成為擬光端機質量好壞的關鍵,到目前為止,很難做到真正線性調制,非線形必然引起信號失真;同時調制好的載波信號還要調制光信號,光信號的非線性也是一個非常重要的因素,眾所周知,光器件的非線性與環境溫度變化、工作電壓的穩定性、光發射功率有很大的影響,因此光器件在生產時需進行7-10天的熱循環老化等等工藝篩選、老化、測試也只能做到將這種變換控制在一定的范圍;光信號在光纖中長距離傳輸,會引起光信號的功率衰減,傳輸頻率漂移、相位失真,光信號色散效應同樣也會引起光信號畸變;光信號到達接收端,接收光器件仍然要引起非線性失真,由光電轉換后的模擬信號進入解調,解調與調制一樣會產生非線性畸變。所以綜合模擬光端機,從輸入信號調制-電光轉換-光輸出-光電轉換-解調這五個過程,都會引起非線形失真,而這些信號畸變失真是固有的,所以也必然是不可消除的,因此模擬光端機傳輸視頻圖象、音頻質量、數據的效果很難達到很滿意的效果。數字式光端機僅只有模數轉換的量化誤差(如1V視頻信號12bits時僅為2.5mv),不足以引起信號畸變。 

          4、 多路信號同傳引起的交調失真 

          在現場監控應用中,用戶可能有許多各種信號,如視頻圖像、音頻、數據、以太網、電話或其它用戶自定義的信號,每種信號分別用一對光端機來傳輸,必然價格昂貴,所以為了提高光纖的利用效率,降低成本,必須的各種信號在光端機進行復用,以便在一對或一根光纖上傳輸。對調頻、調幅、調相光端機來講,傳輸10/100M以太網信號或多路電話等高速信號是難以做到的,將多路視頻或音頻信號混合調頻、調幅、調相在某一載波上必然會引起各種鏡像、交調干擾。所以目前市場上不乏很多著名國外品牌的調頻、調幅、調相光端機多路視頻、音頻、數據同傳時經常出現相互干擾的現象,這些不穩定的現象都是模擬調制技術長期以來一直所固有且難以解決的問題和缺點。所以模擬光端機傳輸信號容量有限,一般不會超過4路信號同傳。而數字光端機傳輸的是數字信號,很容易進行大容量復用并且不會出現相互干擾。如深圳市南華偉業科技有限公司的全數字光端機,最多可以實現128路視頻、音頻、數據、以太網、電話在同一根光纖上傳輸而無任何交調干擾。 

          5、 穩定性不同 

        模擬調制光端機由于采取載波調制方式,載波及光頭很容易受環境溫度影響。出現傳輸質量隨環境變化而變化的缺點。正因為這種缺點,對一些大型、重要工程來講,模擬光端機的維護成了很令人頭疼的問題,由此也給很多工程承包商或業主帶來了很大不滿。所以對一些重要的工程選用數字光端機是一種明智的選擇。 

          6、 價格有所不同 

          由于體系結構不一樣,模擬光端機與數字光端機的價格略有不同,一般來說,單路視頻、音頻、數據數字光端機較單路模擬光端機價格稍高,四路以上視頻、音頻、數據數字光端機相反比模擬光端機便宜得多,而傳輸后的視頻效果遠高于模擬產品。所以,數字光端機的性價比要高于模擬光端機。

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