隨著社會的進步和經濟的發展,人民生活開始富裕,經濟寬裕的家庭用戶已開始考慮使用監控產品來保護自己,監控已經呈現融入家庭生活的趨勢。就數字監控而言,雖然是后起之秀,但依然是現階段發展趨勢。光端機在視頻監控領域的應用非常廣泛。由于視頻監控是個復雜的系統工程,不同環境對于光端機要求不盡相同。
視頻監控中的光端機是干什么用的?
光端機,顧名思義就是光信號傳輸的終端設備。由于目前光纖的大幅降價及其在各個領域的廣范應用,光端機的使用量越來越大,各光端機生產廠家也如雨后春筍般相繼出現。但因其中一部分技術在光端機市場還很小時就已比較成熟,開發新技術又需耗費大量人力、物力,所以光端機生產廠家多以中小企業為主,各種品牌層出不窮,但質量卻大相徑庭。
國外一些知名品牌的光端機(如IFS、fiber、options、)以其良好的性能進入中國市場,成為一些大項目的指定品牌,但其昂貴的價格讓一些用戶無法接受,在這種環境下國內一些有影響力的光端機生產廠家開始把產品轉向生產數字光端機,以求在性能上不輸給國外品牌,價格又能讓用戶接受。國內這些企業從自身入手,從品質抓起的做法讓光端機市場日趨規范,也讓國人從新對國產品牌有了一個新的認識。
視頻監控中的光端機是光通信系統中的傳輸設備,主要是進行光電轉換及傳輸功用。一般用于電信、電力、監控、工業控制、視頻傳輸等功能,在各個行業有著廣泛的應用。常說的光端機指的是用于監控系統用來傳輸視頻、數據、以太網、音頻等綜合信息的光端機。主要分模擬光端機和數字光端機。基于傳輸的介質的不同有單模光端機和多模光端機之分。
數字光端機是將所要傳輸的圖像、語音以及數據信號進行數字化處理,再將這些數字信號進行復用處理,使多路低速的數字信號轉換成一路高速信號,并將這一信號轉換成光信號。在接收端將光信號還原成電信號,還原的高速信號分解出原來的多路低速信號,最后再將這些數據信號還原成圖像、語音以及數據信號。模擬光端機就是將要傳輸的信號進行幅度或頻率調制然后將調制好的電信號轉化成光信號。在接收端將光信號還原成電信號,再把信號進行解調,還原出圖像、語音或數據信號。數字光端機傳輸信號質量高,沒有模擬調頻、調相、調幅光端機多路信號同傳時的交調干擾嚴重、容易受環境影響、傳輸質量低劣、長期工作穩定性差的缺點,因此,數字光端機將逐漸取代模擬光端機。
目前在高速公路、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、以太網等光端機已開始普遍大量應用。圖一是光端機的一個典型應用。
光端機在視頻監控領域的應用狀況
視頻光端機進入中國市場已有20多年時間。視頻光端機最早的應用主要集中在公安、軍隊、政府等資金情況較好、對視頻業務有迫切需求,以及要求較高傳輸效果的行業。最早的光纖線路大多是多模,傳輸距離一般僅有2Km,傳輸效果差,容易受干擾。隨著單模光纖和光端機技術的普及,傳輸距離可以輕松實現30-40Km。
我國城市交通和高速公路建設的快速發展,對監控系統中的設備要求也越來越高,由于光纖傳輸具有帶寬大、傳輸距離遠、抗干擾的優勢被廣泛應用。光端機由于其諸多傳輸優勢,加上這幾年的市場需求猛增,光纜成本大幅降低,已經進入相對良性的產業發展軌道。。2006年前后開始的“平安城市”建設,光端機已經幾乎成為標準配置,讓光端機廠商迎來“黃金時代”。目前,平安城市、城市智能交通、高速公路、城市軌道交通項目是光端機的主要市場。
目前,光端機的價格由于應用領域、產品質量、品牌、服務的區別,差異較大。在高速公路、石油、石化等工業視頻監控領域,由于對產品質量、品牌、服務的要求較高,可以進入的廠家并不多,因此價格相對較高;而其他安防監控應用領域則對價格更加敏感。以1V1D光端機產品為例,價格在高速公路領域可能達到1000元以上,而安防一般應用領域則可能低至500元左右,甚至在網上還能找到200元左右的。
全國北京、廣東(深圳廣州為主)、湖北、浙江、上海5省市是國內視頻光端機主要生產基地,目前攝像機和光端機的使用比例大約為200:1,光端機及相關通信配套產品市場規模在16億元左右。目前國內視頻光端機生產企業主要有3類。
第一類是依靠較強的光通信技術立足的通信企業,這些企業技術基礎較好,企業規模大多數屬于中等(年銷售額在5000萬左右),這一類也包括兼營視頻光端機的通信廠家,他們是這個子行業的核心企業。
第二類是一些安防行業中規模較大的綜合性視頻監控廠家,視頻光端機只是其產品鏈中的一環,這類企業規模較大、綜合技術實力較強,視頻光端機在其產值的比重多少不一。
第三類是加工型企業,數目最多。由于光端機行業技術門檻較低,一兩個從光通訊企業離職的設計開發人員就能成立一家企業,以小作坊的方式組裝生產視頻光端機,視頻光端機是其主要產品,在這類企業中仿冒產品盛行。
從目前的行業格局來看,光端機剛進入成熟期,隨著安防行業的不斷擴張,未來幾年光端機市場的整體還會繼續保持穩定的增長。
運作故障時有何處理方法?
1、光端機的光路問題
安防監控工程中,光纜大多數都由用戶自行敷設,一般為G652單模光纖。由于系統覆蓋范圍一般都不大,用標配(≤20KM)設備光鏈路損耗都很富裕,因此,光端機對光路損耗沒有過高的要求,但是用戶常會遇到無圖像、圖像跳動、圖像質量差等問題,這時多數問題都出在光路兩端的尾纖、跳線或適配器上,而極少與主干光路有關。常見的問題有:1、光纖活動連接器插入不正確;2、光纖活動連接器纖芯(陶瓷管)被污染。解決辦法是:1、重新插入活動連接器或調換光纖跳線;2、用99.9%無水乙醇擦拭插頭,插座纖芯;3、用萬用表檢查攝像機視頻纜,判斷有無視頻信號。
2、光端機的數據接口
為適應安防監控的需要,系統各種設備(矩陣,硬錄,解碼器)都提供RS-485方式的數據接口,此格式的數據接口的優點是傳輸距離長,負載能力強,并能組成四線全雙工通信總線,線上任何兩臺設備都能實現雙向通信,而四線RS-422總線則只能實現主、從機之間的雙向通信,從機之間則不能。它的缺點是有一個使能端,呈三態形式,給通信帶來不穩定甚至“卡死”現象。如果出現不能通信(失控),應從以下幾方面查找原因:
☉檢測有無控制信號用萬用表交流10V檔測控制器(矩陣、硬錄等)輸出RS-485口,看其有無控制信號輸出。
☉判斷光端機RS-485接口是否正常,若UA-B電壓為零則視為不正常
云臺亂轉不能控,這種現象是兩個原因造成:a)RS-485端口A ,B-接反;b)系統阻抗嚴重不匹配。
3、光端機的開關量
開關量信號是TTL電平的脈沖串,它能控制警燈、警鈴、繼電器等工作,開關量接口的負載能力以所控制的電流大小來衡量,如EW系列光端機的開關量負載能力為≤1.5A。
☉EW系列光端機開關量接口支持常開按鈕,但是如下圖接法時,則常開、常閉形式均支持:
☉開關量接口不能直接并聯使用,如有需要只能通過分配電路接入。
☉有些客戶用RS-485總線傳輸開關量,根據我們的實踐經驗證明,這種方式不可取,常會出現工作一段時間(如3~4天)即死機現象。開關量轉RS-485的轉換器制作有缺陷可能是問題所在。
4、光端機的瞬態干擾的危害及應對措施
☉瞬態干擾的產生:瞬態干擾產生于大型感性負載,如電機、變壓器、繼電器等設備的開關轉換,以及雷電的發生過程中,它往往以靜電感應的方式入侵光端機。
☉瞬態干擾的危害:由于它干擾頻率高、持續時間短、干擾幅度大(成百上千伏)、它可以燒壞光端機的RS-485接口芯片、主芯片等關鍵部位,卻不留痕跡,尤其是夏季雷雨季節,這種破壞力影響很大,使用戶、商家和廠家都十分傷腦筋。
☉應對措施:盡管光端機制造商采用了各種保護手段,如旁路法(自恢復二極管)、吸收法(雙向抑制二極管等)、隔離法(光耦隔離),但是仍不能完全消除瞬態干擾造成的破壞,RS-485接口損壞頻繁,給用戶和廠家都造成很大的壓力。
視頻光端機未來發展要求不盡相同
☉ 在視頻監控領域
國產光端機隨著技術的不斷成熟和完善,在功能和性能方面也在不斷進步。比如視頻的AGC(自動增益控制,即自動監測輸入視頻信號的幅度、動態調整增益,使接收機中輸出標準的1Vp-p視頻信號)功能。技術升級還體現在功能的多樣性,如能提供更豐富的業務接口、電池斷電報警、字符迭加、防雷防潮、設備網管等各個方面,體現出產品面向方便應用提升,具備故障預診斷系統的視頻光端機。視頻光端機技術升級也體現在功能模塊化設計,將產品的主要功能,如光電轉換、視頻、數據、音頻等功能模塊設計為完全獨立可插拔的,把安防里涉及的信號都融合到一臺光端機里。
防雷設計也是現今光端機提升功能的重要課題。防雷需要在光端機的所有外部接口上進行考慮,而不僅僅是數據接口,還應該考慮視頻、音頻等所有外部接口和電源輸入接口,不然雷電在很多時候是從防護最薄弱的環節侵入設備,導致設備損壞。
☉ 在防盜報警領域
光纖天生具有傳導、感應性好的特點。目前一種利用光纖特性為基礎的周界防護系統問世,并在世界范圍內廣泛運用。這種技術既利用光纖作為傳導傳輸信號的工具,還將光纖作為前方的探測器使用。在實際應用中,將光纖埋入設防的地面、圍墻內,當入侵者入侵設防區域,光纖會自動感應,傳輸到后端進行報警。而這種周界防護方式由于對光纖信號要求特別高,在光端機的質量要求方面也是上乘的。該種周界防護方式,相比傳統的方式最大的不同就是隱蔽性極強,解決了長久以來防盜報警系統易受破壞的問題。