视频模拟光纤传输系统解决方案
监控系统中的信号有三类:图像、音频、数据,如何将这三种信号置于有效的控制之下要考虑的因素之一是----传输问题。在光纤应用之前,铜缆因为费用低廉而被大量采用(但在远距离传输上采用光纤传输的成本要低于采用铜缆传输),但是没有经过补偿(加权放大)的铜缆传输越来越暴露其缺点,传输距离短,保密性差,容易受到电磁干扰,维护费用高等等。光纤出现之后,光纤通讯的应用得到迅猛发展,已经成为远距离/近距离传输(超过1500/1800米的距离)的首选,可以预料当光纤成本进一步下降,光纤可部分取代铜缆大量应用。
光纤监控系统的传输中,按传送信号的模式大致可分为两种方式:其一是模拟光纤传输,其二是数字光纤传输。目前,模拟光纤传输因为其成熟的技术保证而得到广泛的应用。通常采用的模拟光纤传输,大致可分为以下几类:VIDEO、DATA、AUDIO、VIDEO+DATA、VIDEO+AUDIO、VIDEO+DATA+AUDIO等。
在本篇中主要讨论模拟光纤传输的技术、工艺、设备类型、视频信号的几个重要参数名词解释、测试问题以及设计方案(选用设备)要考虑的安全、有效的维护保证和成本等因素。
光纤传输设备的技术和工艺
(1)传统的模拟光端机所采用的技术有两种:FM和AM。早期各大公司的光纤传输设备大多采用AM技术,而随着时间的推移,FM技术已经成为市场的主流,下表将AM与FM的特点作以定性比较:
项目 | AM | FM |
系统允许光衰减(optic attenuator) | 小 | 较大 |
视频信号传输带宽(transmission bandbroad)/ 路 | 小 | 大 |
传输信噪比(S/N) | 低 | 高 |
对光源线形的要求 | 高 | 低 |
抗干扰性 | 差 | 好 |
表1 由上表比较可知,FM技术较AM技术更为可靠:抗干扰能力强,保真度高,在线形良好的介质中传输,对非线形失真的要求不高,可大幅度提高光接收机的灵敏度。
(2)早期的光纤传输设备所采用的焊接工艺为插件式,插件焊接工艺有其先天不足的一面,如板间电磁干扰大,设备功耗大,产品体积大等等,这样就对传输系统造成了一定的影响,由于板间电磁干扰较大,系统引入的噪声也较大,从而影响到系统的信噪比和系统的视频指标;现在的产品大多采用SMT工艺,降低了系统的电磁噪声影响,可以更好的体现设计意图。
光纤传输设备的类型
光纤传输设备传输方式可简单的分成:多模光纤传输设备和单模光纤传输设备。
(1) 多模光纤传输设备所采用的光器件是LED,通常按波长可分为850nm和1300nm两个波长,按输出功率可分为普通LED和增强LED----ELED。多模光纤传输所用的光纤,有62.5mm和50mm两种。不同波长的光在多模光纤上的传输特性如下:
工作波长 | 普通LED-带宽 | 普通LED-衰减 | 增强LED-带宽 | 增强LED-衰减 | |
62.5mm | 850nm | 160MHz.km | 2.7---3.8dB/km | 400MHz.km | 2.3---3.0dB/km |
50mm | 1300nm | 400MHz.km | 0.6---0.8dB/km | 400MHz.km | 0.5---0.7dB/km |
表2 由上表可见,在多模光纤上传输决定传输距离的主要因素是光纤的带宽和LED的工作波长,例如,如果采用工作波长1300nm的LED和50微米的光纤,其传输带宽是400MHz.km,链路衰减为0.7dB/km,如果基带传输频率F为150MHz,对于出纤功率为-18dBm,接收灵敏度为-25 dBm的光纤传输系统,其最大链路损耗为7 dB,则可计算:
那么实际传输测试时,L£2.6km,由此可见,决定传输距离的主要因素是多模光纤的带宽。
(2) 单模传输设备所采用的光器件是LD,通常按波长可分为850nm和1300nm两个波长,按输出功率可分为普通LD、高功率LD、DFB-LD(分布反馈光器件)。单模光纤传输所用的光纤最普遍的是G.652,其线径为9微米。不同波长的光在G.652光纤上传输特性见下表
工作波长 | 衰减 | 色散 |
1310nm | 0.34dB/km | 3.5ps/(nm.km) |
1550nm | 0.22dB/km | 20 ps/(nm.km) |
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