数字视频光端机和模拟视频光端机的区别
在人们的现代生活和工作当中,视频图像监控系统中已大量采用了以光纤传输为主导的信号传输方式。
2001~2003年,随着宽带数字光传输器件技术以及数字视频技术的飞速发展,数字光端机开始走向市场。
由于在市场以及应用领域上,数字光端机和模拟光端机基本重叠,所以数字光端机凭借其优势,在短时间内就占据了模拟光端机的市场,并使得国内外众多光端机厂商趋之若骛。
目前市场上模拟光端机与数字光端机的市场份额比例大概是2:8。
是什么原因导致这样的情况呢?模拟光端机与数字光端机究竟有何区别,这也是众多用户所关心的确问题。
我们公司以前生产过模拟光端机,目前主要生产数字光端机,结合我们公司生产模拟光端机和数字光端机的一些经验从以下几个方面来论述模拟光端机和数字光端机的区别:
1、光纤上传输的信号方式不一样
对于单路视频信号而言模拟光端机一般有两种信号传输方式:(1)视频信号基带传输,即视频信号直接经过电光转换在光纤上传输,用光的强弱直接代表电信号的强弱。
(2)视频信号调制传输,把输入的模拟信号进行调幅、调频、或调相然后再变化为光信号进行传输。
对于单路视频信号而言采用基带模拟传输则电路比较简单生产成本比较低,但是由于基带传输信号随着距离的变长会有所衰减,所以这种方式传输距离比较近,即使采用单模光纤距离一般也不会超过5KM。
对于单路视频信号而言采用调制方式传输的模拟光端机,则电路比较复杂生产成本比较高。
对于多路视频信号在一根光纤中传输,模拟光端机则必须采用调制的方式传输,这时电路将非常复杂生产成本很高。
另外模拟光端机是用模拟信号传输所以传输的质量跟光器件的线性度关系很大。
如果光器件的线性度不够好的话将对传输的质量影响非常大。
而目前市场上的光器件的线性度离散性比较大这必然影响着模拟光端机的传输质量。
下图为我们公司实际测量出来的光器件的发光线性图,从这个图中可以看出光器件的发光特性并不是完全线性。
数字光端机光头发射的光信号是数字信号即0或1对应光信号强、弱两种状态,不同的
0和1组合代表不同幅度的视频、音频、数据信号。
具体处理过程如下:数字式光端机对输入的基带的视频、音频、数据进行高分辨率的模拟-数字转换,如1Vp-p幅度范围的幅度信号利用12bits的数字信号来表示,1V等分成4096,因此模数转换后引起的最大电压幅度误差为1/4096V(约 2.5mV),此误差电压称为量化误差电压,各种幅度的电压数值从0V、1/4096V、2/4096V...最大1V分别对应的数字编码为000000000000、000000000001、000000000010...111111111111。
数字编码信号直接控制光头发射的光信号的强、弱两种状态(对应0或1),接收光端机再将数字编码进行数字-模拟转换,恢复成原始的基带的视频、音频、数据信号。
另外采样数字化传输对光器件的线性度要求不高,根据我们的测试,数字光端机的发光功率在-2dbm~-9dbm,而接收灵敏度能达到-34dbm所以无失真无中继传输距离能达到60KM,这是模拟光端机很难做到的。
2、处理方式的不同,引起的视频、音频、数据信号信号失真、畸变、干扰不同
模拟光端机由于要进行调幅、调频、调相,所以模拟信号的幅度的变化与载波信号因调制而引起的幅度、频率、相位的变化是否为一一对应的线形关系成为拟光端机质量好坏的关键,到目前为止,很难做到真正线性调制,非线性必然引起信号失真;同时调制好的载波信号还要调制光信号,光信号的非线性也是一个非常重要的因素,众所周知,光器件的非线性与环境温度变化、工作电压的稳定性、光发射功率有很大的影响,光信号在光纤中长距离传输,会引起光信号的功率衰减,传输频率漂移、相位失真,光信号色散效应同样也会引起光信号畸变;光信号到达接收端,接收光器件仍然要引起非线性失真,由光电转换后的模拟信号进入解调,解调与调制一样会产生非线性畸变。
所以综合模拟光端机,从输入信号调制-电光转换-光输出-光电转换-解调这五个过程,都会引起非线形失真,而这些信号畸变失真是固有的,所以也必然是不可消除的,因此模拟光端机传输视频图象、音频质量、数据的效果很难达到很满意的效果。
数字式光端机仅只有模数转换的量化误差(如1V视频信号12bits 时仅为2.5mv),不足以引起信号畸变。
3、多路信号同传引起的交调失真
在现场监控应用中,用户可能有许多各种信号,如视频图像、音频、数据、以太网、电话或其它用户自定义的信号,每种信号分别用一对光端机来传输,必然价格昂贵,所以为了提高光纤的利用效率,降低成本,必须的各种信号在光端机进行复用,以便在一对或一根光纤上传输。
对调频、调幅、调相光端机来讲,多路视频或音频信号混合调频、调幅、调相在某一载波上必然会引起各种镜像、交调干扰。
所以目前市场上不乏很多著名国外品牌的调频、调幅、调相光端机多路视频、音频、数据同传时经常出现相互干扰的现象,这些不稳定的现象都是模拟调制技术长期以来一直所固有且难以解决的问题和缺点。
所以模拟光端机传输信号容量有限,一般不会超过4路信号同传。
而数字光端机传输的是数字信号,很容易进行大容量复用并且不会出现相互干扰。
我们公司目前在一个波长上做到16路视频时分复接传输。
传输质量跟单路视频传输一样好。
4、稳定性不同
模拟调制光端机由于采取载波调制方式,载波及光头很容易受环境温度影响。
出现传输质量随环境变化而变化的缺点。
正因为这种缺点,对一些大型、重要工程来讲,模拟光端机的维护成了很令人头疼的问题,由此也给很多工程承包商或业主带来了很大不满。
所以对一些重要的工程选用数字光端机是一种明智的选择。
5、价格有所不同
由于体系结构不一样,模拟光端机与数字光端机的价格略有不同,一般来说,单路视频、音频、数据数字光端机较单路模拟光端机价格稍高,四路以上视频、音频、数据数字光端机相反比模拟光端机便宜得多,而传输后的视频效果远高于模拟产品。
所以,数字光端机的性价比要高于模拟光端机。