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光端機視頻編碼傳輸技術
2014/7/29

       光端機原理及編碼

  光傳輸系統由三部分組成:光源(光發送機)、傳輸介質、檢測器(光接收機) 其中光源和檢測器的工作都是由光端機完成的。光端機就是將多個E1(一種中繼線路的數據傳輸標準,通常速率為2.048MbPS,此標準為中國和歐洲采 用)信號變成光信號并傳輸的設備(它的作用主要就是實現電-光和光-電轉換)。光端機主要有模擬光端機和數字光端機兩種:

  1.模擬光端機

   模擬光端機采用了PFM調制技術實時傳輸圖像信號,是目前使用較多的一種。發射端將模擬視頻信號先進行PFM調制后(一般有調頻、調相、調幅幾種方式, 從而把模擬光端機分成調頻、調相、調幅等幾種光端機),再進行電-光轉換,光信號傳到接收端后,進行光-電轉換,然后進行PFM解調,恢復出視頻信號。由 于采用了PFM調制技術,其傳輸距離很容易就能達到30Km左右,有些產品的傳輸距離可以達到60Km,甚至上百公里。并且,圖像信號經過傳輸后失真很 小,具有很高的信噪比和很小的非線性失真。通過使用波分復用技術,還可以在一根光纖上實現圖像和數據信號的雙向傳輸。

  2.數字光端機

  由于數字技術與傳統的模擬技術相比在很多方面都具有明顯的優勢;所以正如數字技術在許多領域取代了模擬技術一樣,光端機的數字化也是一種必然趨勢。目前,數字圖像光端機主要有兩種技術方式:一種是MPEGII圖像壓縮數字光端機,另一種是非壓縮數字圖像光端機。

  圖像壓縮數字光端機一般采用MPEGII圖像壓縮技術,它能將活動圖像壓縮成N×2Mbps的數據流通過標準電信通信接口傳輸或者直接通過光纖傳輸。

 存在的問題及技術創新

  由于采用了圖像壓縮技術,它能大大降低信號傳輸帶寬,以利于占用較少的資源就能傳送圖像信號。同時,由于采用了N×2Mbps的標準接口,可以利用現有的電信傳 輸設備的富裕通道傳輸監控圖像,為工程應用帶來了方便。不過,圖像壓縮數字光端機也有其固有的缺點。其致命的弱點就是不能保證圖像傳輸的實時性。因為圖像 壓縮與解壓縮需要一定的時間,所以一般會對所傳輸的圖像產生1-2S的延時。因此,這種設備只適合用在對實時性要求不高的場所,另外,經過壓縮后圖像會產 生一定的失真,并且這種光端機的價格也偏高。

  非壓縮數字圖像光端機的原理就是將模擬視頻信號進行A/D變換后和語音、音頻、數據等信號 進行復接,再通過光纖傳輸。它用較高的數據速率來保證視頻信號的傳輸質量和實時性,由于光纖的帶寬非常大,所以這種高數據速率也并沒有對傳輸通道提出過高 要求。非壓縮數字圖像光端機能提供很好的圖像傳輸質量(信噪比大于60dB,微分相位失真小于2,微分增益失真小于2%),達到了廣播級的傳輸質量,并且 圖像傳輸是全實時的。由于采用數字化技術,在設備中可以利用己經很成熟的通信技術比如復接技術、光收發技術等,提高了設備的可靠性,也降低了成本。

 光端機存在的問題及技術創新

  當前光端機遇到的瓶頸是如何更好地融入到網絡化的應用中去。因此,提供全面、系統的應用解決方案,以及針對特定的應用改進產品和技術無疑是最佳的解決之道。

  1.光纖數字視頻網絡管理平臺

  光纖數字視頻網絡管理平臺(VAM)集合了以太網的標準化和通用化特點、非壓縮視頻的高質量回質優勢以及壓縮視頻的應用便利性,集傳輸、交換、存儲、分析、處理。應用等眾多功能于一體,為用戶提供一個完整的視頻監控應用系統解決方案。

   VAM系統有很多獨特的優勢:(1)系統將非壓縮視頻和壓縮視頻同時封裝成以太網數據包,而以太網接口又是目前應用最為廣范的通信接口形式,這樣只要能 承載以太網傳輸和交換的系統都能作為VAM系統的傳輸和交換通道。(2)VAM系統內傳輸和交換的內容是非壓縮數字視頻,也就是說VAM系統能提供高質量 的圖像,保證監控系統對視頻的無失真、全實時要求。壓縮視頻也能在VAM系統內與非壓縮視頻同時傳輸,突破了傳統視頻光端機的概念。VAM系統能根據用戶 的需要提供4種碼流,需要大屏顯示的地方,VAM系統可提供128M的非壓縮視頻碼濟保證,一般的監視器顯示VAM系統可以提供保證清晰度和實時性的SM 碼流數字視頻,桌面瀏覽可提供2M壓縮視頻碼流,而存儲則可提供512K或2M碼流壓縮視頻,在滿足各種需求的同時具有相當的靈活性。(3)在視頻信號的 數字化方面;VAM系統遵循國際標準ITUBT601、BT656對模擬視頻進行數字化,而BT656數字視頻是壓縮編碼或視頻分析處理的標準數字視頻碼 流,所以,在數字化的過程中,VAM系統能向應用系統提供最大限度地減少失真的視頻源。

  2.VPON無源光網絡非壓縮數字視頻

  VPON無源光網絡非壓縮數字視頻光端機也是一個系統級的產品。它創造性地將PON技術應用于非壓縮視頻的傳輸,帶來的好處是不僅節省光纖資源;同時也給非壓縮視頻的傳輸組網帶來了極大的靈活性。

   
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