自2001年以來，隨著寬帶數字光傳輸器件技術以及數字視頻技術的飛速發展，數字視頻光端機開始走向市場并逐漸取代了模擬光端機市場，迎來了數字視頻光端機高速發展的時代，并呈現出技術成熟、性能優越、應用面廣、需求旺盛的局面。

光端機發展概述

近年來，隨著安防市場需求的變化，視頻光端機的技術創新和產品變革呈現出了更強的應用性：(1)為適應高速公路外場監控的需要，級聯型鏈路式光端機取代傳統的點到點光端機大量應用;(2)為了滿足公安三四級聯網的應用，單纖傳輸雙向視頻、音頻、數據、電話、E1、以太網等的多功能光端機應運而生;(3)隨著平安城市建設規模的不斷擴大，光纖資源緊缺的問題暴露出來，光端機廠家又及時推出了匯聚光端機產品。

目前，安防視頻光端機呈現出高速發展的勢頭，其應用也大幅增長，核心編解碼技術及關鍵技術都有很大提高和創新，實際應用中存在的技術瓶頸和問題都得到了很大的完善。本文重點從視頻光端機的編解碼技術、技術創新及應用情況等進行分析探討。

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。

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。

1個OLT可以接入8個ONU，每個ONU上可以接入1到3路非壓縮數字視頻，這8個ONU和OLT之間可以任意組網、鏈型、樹形、星型，給應用帶來了極大的靈活性。

綜上所述，標準化和開放性能夠實現與其他設備的互聯互通，并可以提供專業化的應用產品。

其中視頻編碼技術在這里扮演著重要角色，如視頻光端機通過以太網接口來傳輸視頻信號，數字視頻碼流采用BT656標準、壓縮編碼采用H.264視頻壓縮標準等等，都在很大程度上保證了系統的標準化和開放性。

光端機在視頻監控領域的應用

由于光纖傳輸的種種優點，光端機應用的場合非常廣泛。目前光端機應用最多的方面就是長距離視頻和數據的傳輸;在高速公路、銀行、電力、電信等監控領域都要求對視頻信號進行遠程的傳輸，它是利用光端機將視頻信號轉化為數字信號通過光纖進行傳輸;并在遠程視頻會議、遠程教學、遠程醫療、通訊等諸多領域都有很廣闊的應用前景。

其中，視頻光端機在社會治安動態監控系統中得到充分的應用。隨著“平安城市建設”、“3111試點工程”、“城市報警與監控系統”等項目建設和推廣，視頻光端機在城市社會治安動態監控系統中發揮著巨大的作用。在一些大型的城市社會治安動態監控系統中，為了保證視頻光端機產品的質量，公安部門作為使用方對無端機產品以及其他重要設備實行單獨招標。例如，2007年，青島市公安局對青島市社會治安動態監控系統一期工程1000個監控點使用的視頻光端機產品采用設備單獨招標的方式，不僅保證了視頻光端機產品質量，也降低了系統成本。

總結

視頻監控產業的快速發展為視頻光端機帶來了黃金般的發展機遇。從長遠來看，數字傳輸的應用將會成為主流，模擬傳輸方式的產品還會存在，但可能會用來做一些短距離的傳輸。

隨著日益加大的交通流量，對圖像、聲音和數據的綜合傳輸要求也會越來越高，數字光端機將會被業主們作為一種必需的設備而采用。與此同時，這幾年基于IP網絡的數字壓縮視頻監控產品也異軍突起，這兩類技術對安防市場的爭奪日趨激烈。因此，替代性的競爭風險是光端機繁榮背后的一片越來越重的陰影。