音頻光端機

音頻光端機是一種音頻設備，發射端把傳統的音頻模擬信號轉換成光信號，通過光纖傳輸到接收端，在接收端再轉換成模擬信號。

基本介紹

• 中文名：音頻光端機
• 比特率：16bits 20bits 24bits
• 聲音頻寬：10 Hz -24 kHz
• 採樣精度：44.1KHz/s

基本信息

音頻光端機概念

音頻光端機

音頻光端機就是發射端把傳統的音頻模擬信號轉換成光信號，通過光纖傳輸到接收端，在接收端再轉換成模擬信號的一種音頻設備。

音頻光端機的幾個重要指標

1、比特率：

16bits 20bits 24bits,比特率越高越能細緻地反映聲音的細微變化。

視音頻光端機

2、採樣精度：

48K 96K(CD的採樣精度為44.1KHz/s),專業的音頻光端機一般採用48K採樣，96K是未來的一個方向。

3、信噪比

即我們通常說的 動態範圍，單位是DB，動態範圍和比特率的關係是：比特率每增加1比特，動態範圍就增加6dB。16比特時，動態範圍是96dB。這可以滿足一般的需求了，24比特可以做到144 dB的動態範圍，是發燒級的。所以目前專業的光端機指標可以總結為：24比特 48K採樣 90DB 。

音頻光端機分為1～N路音頻或者加上1路控制數據，還要注意音頻中單聲道/雙聲道(及立體聲），單向/雙向，平衡輸出/非平衡輸出的細節。

音頻光端機特性:

數字非壓縮傳輸

●視頻採用8位數字編碼

●彩色圖像信號

●高質量實時傳輸

●10 Hz -24 kHz 聲音頻寬

●完全兼容NTSC, PAL, SECAM制式圖像

●可傳輸RS232, RS485, RS422標準數據

●可同時傳輸乙太網信號

●指示燈能幫助對系統故障做出快速診斷

●在各種戶外條件下的高可靠性

●支持網管功能

●安裝簡易，無需調節

光端機常用配件及相關儀器

1.光跳線

主要起到連線作用，它將光端機和光纖連線起來。那么，從光跳線兩端的連線器上來看，光跳線分為FC跳線、ST跳線、SC跳線；從光跳線的長度來看，它可分為3米跳線、5米跳線、10米跳線等。

常用光纖規格：單模：8/125μm，9/125μm，10/125μm 多模：50/125μm，歐洲標準 62.5/125μm，美國標準 工業，醫療和低速網路：100/140μm，200/230μm 塑膠：98/1000μm，用於汽車控制

2．終端盒

終端盒又稱熔接盒，主要是保護光跳線和光纖之間的熔接處，通過光纖熔接機將光纖與跳線熔接進終端盒內。通常情況下，在前端每個光發射機處分別需要一個終端盒，在中心控制室只需要一個終端盒。 　終端盒從它的容積上看，可以分為8口、12口和24口。

3．法蘭盤

法蘭盤也是一種連線器，通常光端機上有一個光纖接口，這就是法蘭盤，也就是連線光跳線和光端機的一個連線器。從它的規格上來看，它可以分為FC、ST、SC三種。

4、光熔接機

它主要是通過電極，在瞬間放電的情況下，將光纖與光跳線熔接在一起，在熔接時，要注意光纖端面要切割整齊，並保持端面的乾淨。

5、OTDR光時域反射儀

這是一種檢測儀器，它主要檢測在光纖傳輸中，是否有光纖斷裂的情況。

6、光功率計

從字面上看，它是一種測功率的儀器，但它測的不是電壓功率，而是光纖傳輸中光的功率，以及光在傳輸過程的衰減大小。

音頻光端機

音頻光端機與電話光端機區別

工程的套用中，我們用到的音視頻光端機不同於電話光端機的套用：

1）音視頻光端機通常是音頻信號與視頻信號一起套用於安防系統中，用來傳輸監控的攝像頭視頻和監聽頭音頻；而電話光端機稱為PCM，屬於傳統的電信產品，比如通過光纖傳輸30路程控電話。

2）傳統2M網如果要傳輸視頻則需要配備音視頻編解碼器，這樣音視頻就可以通過SDH網傳輸

3）市場中，音視頻光端機是按照路數來區別產品報價的，有1、2、4、8、16等路數，而電話光端機則是在同一塊主機板上疊加，例如8路的主機板上6路電話和7路電話價格差不大，30路的板子上25路和30路價格差不大。

4）音視頻光端機和電話光端機都可以疊加乙太網、工控數據等，具體根據各個廠家的做法而異。

5）一芯的光纖可以傳輸最多128路無壓縮視頻，一芯的光纖最多可以傳輸480路電話（30/E1 * 6E1=480）

使用與保養

1、光端機供電及安裝環境

一般發射機由於安裝位置跟隨前端視頻採集設備，所以安裝位置都比較分散，需要配獨立的機殼給其供電。在安防監控供電方面通常有兩種方式：中心集中供電和本地供電，由於採用光端機傳輸的現場，前後端距離都較遠，所以較少使用集中供電方式。接收機一般都位於監控中心的機房內，不像發射機那么分散，在供電方式上如果跟前端的發射機一樣採用機殼電源供電的話，會占用機房大量空間，顯得雜亂無章，無法統一管理。因此中心接收機供電可以採用插卡式機箱供電，不要把插槽全插滿，可以每隔幾個插槽空開一個，有利於光端機散熱。需要注意的是光端機的雷射器組件和光電轉換模組最忌瞬時脈衝電流的衝擊，因此不宜頻繁開關機。 前端發射機多安裝在前端配電箱中，要注意做好配電箱的防塵防水，在配電箱塞和較滿時為了利於光端機散熱就要考慮帶風扇的配電箱。監控中心的機房要保持環境整潔，經常注意清理，不要有結塵，最好是在機房裝修好後再將設備裝入機房，如遇機房裝修改造，要及時清理乾淨。機房內一般會有很多設備集中安裝在機櫃中，設備發熱量很大，在通風散熱條件又差時，最好安裝空調系統以保證光端機正常工作。 安裝光端機時要做好現場的防護措施，防潮、防水、防塵，同時注意現場的實際操作，必須配備合適的光纖使用，不能使用殘缺故障的光纖，如果不匹配，則會嚴重影響光端機傳輸質量，涉及光纜熔接時，也要注意測量光纜的光衰減或損耗在有效值範圍內。

2、光端機防雷

光端機特別是作為前端設備的發射機通常安裝於室外的設備箱中，現場環境相當惡劣，防雷就顯得異常重要，防雷措施的優劣直接決定了光端機發生故障的幾率。雷電的破壞方式主要分為直擊雷、感應雷和地電位反擊三種形式，對光端機而言影響最嚴重的主要是地電位反擊。

所謂地電位反擊是當避雷針等接閃器將直擊雷強大的雷電流經過引下線和接地體泄入大地時，在引下線，接地體以及與其相連的金屬物體上會產生相當高的瞬間電壓，這個高電壓會對離他們很近但是又沒有直接接觸的金屬物體、線纜等電子設備之間產生巨大的電位差，這個電位差引起的電擊就是地電位反擊。地電位反擊是通過以下形式對光端機造成損壞的：當雷電流泄入大地時，接地網的地電位會在數微秒之內被抬高到數萬或數十萬伏。高度破壞性的雷電流將從各種設備的接地部分流向這些設備，或者通過擊穿大地絕緣而流向其它附近設備，最終造成設備的破壞或損害（破壞示意圖見圖2），損壞的部分主要有：機殼電源的PCB板上電子元器件、視頻接口處晶片及其相關電子元器件、音頻及數據連線埠處晶片。

雖然雷電的破壞形式多種多樣，但還是可以通過採取科學的防護措施來降低光端機故障發生幾率。首先，保證接地裝置效果良好是防雷措施的前提，因為所有感應電流最後都是要泄入大地的。一般而言，接地電阻越小泄流效果越好，通常將接地電阻控制在4歐姆以內為佳，可使用接地鉗表對接地電阻進行測量。對於某些土壤電阻率高的地方，可以考慮在土壤中加入降阻劑，從而降低接地電阻。其次，前端設備要加裝浪涌保護器，正常電壓時，浪涌保護器呈高阻狀態，只有很小的泄漏電流，功率損耗很小，當線路中出現過壓時，浪涌保護器呈低阻狀態，過電壓以放電電流的形式通過浪涌保護器流入大地，過電壓被抑制下來，浪涌電壓過後，線路電壓恢復正常時，浪涌保護器又呈高阻絕緣狀態，因此浪涌保護器必須有良好的接地裝置與之配合。前端攝像機的視頻信號輸出口和發射機的視頻輸入口處接浪涌保護器，若發射機連有其他一些數據線時，需要在控制信號線的起始端和結束端加裝數據防雷器，並在攝像機和光端機的電源輸入端也加上電源防雷器等防雷設備。裝防雷器時務必使防雷器緊貼接入口，若防雷器距離視頻口、數據口太遠是發揮不了防雷效果的。

加好防雷設備後，剩下的便是接地網的設計問題。接地樁一定要打到位，保證光端機良好接地，一個好的低阻抗接地網設計能夠保證系統中的防雷設備發揮良好效果且能有效均衡整個傳輸系統內各部位電壓，防止地電位差對線路中設備的干擾，同時也可有效避免地電位反擊對設備的損壞。

3、光端機的調試

做好以上幾點後，就要開始正常的調試了，主要是對光纖和數據通道的調試。由於光端機數據的可選類型較多，根據現場的實際需求不同，現場使用的光端機數據類型也不盡相同，在調試時一定要參照相應的說明書，按照說明書上的數據撥碼和接口定義來進行數據接線。

由於光端機現場安裝的環境複雜，有些用戶在調試不通的情況下通常首先懷疑產品有故障，其實光端機產品技術已非常成熟，產品出廠前都經過反覆測試與拷機，所以產品本身問題可能性較小，因此，在現場有問題時首先需要考慮的是安裝問題，可以從以下幾個方面去排查：

·光纖本身沒有經過測試，光路不通或不穩定或光衰減過大等；

·前端設備故障，如攝像機沒有視頻或沒通電等；

·後端設備故障，如監視器無視頻，鍵盤控制協定不對，本身不能控制等；

·連線線路故障，如視頻頭沒的焊接好不通，控制線接錯，或連線線交叉接錯、接反等。

以上現象尤其是線路故障發生的機率最大，在遇到問題時需要仔細檢查。排除故障時，可以採用排除法，一個設備一個設備排除，最後準確判斷問題關鍵所在。在判斷光端機是否有問題時建議用戶將發射機與接收機放在一起近距離測試，如若還不通，則為光端機本身故障，就需要跟廠家聯繫調換了。為了減少問題，用戶儘可能在安裝前，近距離測試光端機，這樣便能快速通過安裝與調試，節省工期。

4、光端機日常保養

通常狀況光端機的工作環境相當惡劣，使用時要注意保持光纖頭的清潔。光端機對灰塵非常敏感，而由於光端機運輸過程中或是客戶使用一段時間後，都有可能在光纖口處出現灰塵或雜物造成堵塞，從而影響視頻及數據的正常傳輸，此時可使用工業無水酒精和無塵紙對光纖頭進行清洗，避免粘附灰塵。

光端機內部的光纖跳線與外部光纖是通過適配器連線的，通常適配器為陶瓷管芯，在插拔光纖頭時要特別注意，切勿用力不當以防將陶瓷套管擠裂或是壓碎，造成光端機無法正常傳輸信號。

光端機的原理和使用範圍

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。光端機一般成對使用，由發射端和接收端構成。發射端將用戶端的模擬信號通過放大、A/D轉換、復用等處理，最後通過電/光轉換把電信號轉換成可經光纖傳輸的光信號由光纖傳輸到接收端。在接收端則進行相反的處理，先經過光/電轉換把接收的光信號還原為電信號，電信號解復用，再通過D/A及放大濾啵送給客戶端。不同種類光端機原理都是這樣的。常說的光端機指的是用於監控系統用來傳輸視頻、數據、乙太網、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。基於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位化處理，再將這些數位訊號進行復用處理，使多路低速的數位訊號轉換成一路高速信號，並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，最後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製然後將調製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。

光端機多用與監控系統中，當同軸電纜傳輸距離不夠時候採用光纜傳輸可採用光端機.光端機不僅可傳輸視頻信號還可以傳輸音頻信號.即現場的視\音頻一起傳輸到控制中心,最常見利用光端機的例子就是十字路口的監控.一般這些攝象機離控制中心都幾公里遠.用銅纜+放大器都無法達到距離的時候採用光端機用光纜傳輸。

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、乙太網等光端機已開始普遍大量套用。

音頻光端機套用

音頻光端機的選擇

用戶在選擇音頻光端機時一般從它的先關參數和實用性考慮，相關參數在光端機出廠說明書都有具體說明，再次我們從實用性方面講述下音頻光端機的選擇。

1、外觀大方，結構合理

音頻光端機技術含量高，其外觀應小巧精緻，美觀大方，整體結構必須儘量的符合工程安裝要求。一般室內型數字視頻光端機除採用19 寸機櫃外，還應能兼顧工程中將光端機置於桌面或壁掛的需要。數字光端機 另外，音頻光端機還必須具有良好的散熱性能和電氣接觸性能。

2、接口豐富，布局合理

音頻光端機除要求足夠的視頻接口外，還可能要求或者將來可能要求配備其他功能豐富的接口，如高保真音頻接口、電話接口、異步數據接口、乙太網接口和開關量接口等，這就要求選擇的數字視頻光端機必須具備系統升級能力，不至於因網路升級或系統功能改變而完全更換設備，從而保護用戶的前期投資，電話光端機接口種類多，數量多，與這些接口相配套的可能還有一些模式設定撥碼開關，所有這些元素構成的用戶操作界面應該布局合理，接口間留有相當的操作空間，方便工程安裝和維修，例如視頻接口太過密集，實際套用中就會出現了為維修某一個視頻接頭，必須拔掉其他正常視頻接頭的尷尬局面。

3、 指示燈含義明確，方便工程開通和維護

為方便工程開通和工程維護，電話光端機應標示有含義明確的指示燈。除電源指示燈外，數字視頻光端機的收發端機都必須具備視頻有無指示燈，指示相應的視頻通道有無視頻信號輸入或輸出，工程人員和用戶在工程開通階段和工程維護階段就可以根據視頻指示燈的指示，判斷開通和維護中的情況，定位故障點，儘快地解決可能發生的問題。

光端機品牌

在選擇音頻光端機時，我們不僅要注意它的參數和實用性，還要注重它的的售後服務，如果所選品牌的售後服務不到位，光端機出現故障時維修檢測就會相對的麻煩，會給工程帶來極大的不變。

國外部分品牌（排名不分先後）：

NTK、INFINOVA、ANV、Diview、BIC、CWY、STV、MRD、OSD、OPTILINKS、PELCOOPTELECOM、Meridian（子午線）、Siemens （西門子）、Alcatel（阿爾卡特）、雅圖等。

國內部分品牌（排名不分先後）

光網視（ONV）、北京陽光耀華、北網通信、成都哈雷、安特視訊、成都安視、松拓網路、深圳科姆仕、成都安視、訊維、 廣州銀訊 、視橋光網 、 新創、 華龍、 奧普泰、 天翼訊通（WINGMAX) 、北京奧博光電子（AOBO）、北京華興易誠、北京視得清、訊維、華誠、上海來威、北京譽華、

音頻光端機簡單故障處理

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。由於系統覆蓋範圍一般都不大，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，而極少與主幹光路有關。常見的問題有：1、光纖活動連線器插入不正確;2、光纖活動連線器纖芯(陶瓷管)被污染。解決辦法是：1、重新插入活動連線器或調換光纖跳線;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。

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，並能組成四線全雙工通信匯流排，線上任何兩台設備都能實現雙向通信，而四線RS-422匯流排則只能實現主、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： 1.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。 2.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。 雲台亂轉不能控，這種現象是兩個原因造成：a)RS-485連線埠A+，B-接反;b)系統阻抗嚴重不匹配。

光端機的開關量

開關量信號是TTL電平的脈衝串，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。 1.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： 2.開關量接口不能直接並聯使用，如有需要只能通過分配電路接入。 3.有些客戶用RS-485匯流排傳輸開關量，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)即當機現象。開關量轉RS-485的轉換器製作有缺陷可能是問題所在。

光端機的瞬態干擾的危害及應對措施

瞬態干擾的產生：瞬態干擾產生於大型感性負載，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。 2.瞬態干擾的危害：由於它干擾頻率高、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接口晶片、主晶片等關鍵部位，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。 3.應對措施：儘管光端機製造商採用了各種保護手段，如旁路法(自恢復二極體)、吸收法(雙向抑制二極體等)、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。

音頻光端機的視頻監控方案

項目需求

本項目中，共設定12個監控攝像機，分別位於園區六個出入口。出入口位置距離監控室400米-2000米，距離較遠，同軸視頻布線只適合在300米以內，故本設計採用數字視頻光端機傳輸高質量視頻信號。

產品套用

數字視頻光端機採用國際最先進的數字視頻及千兆光纖高速傳輸技術，將多路視頻及多路音頻、數據、乙太網、電話等信號在單芯或雙芯光纖上無失真、高質量傳輸。該系列產品性價比較高，是遠程視頻監控光傳輸產品的首選。

視頻傳送機將音頻、視頻以及數據等通過光纖傳送至遠端視頻接收機，視頻接收機將這些數據恢復成多路的音頻、視頻或數據輸送給相關的設備，如音箱、監視器、視頻矩陣、雲台控制器等。設備自帶的多路數據接口還可用來連線路口信號機、電子警察、視頻檢測系統等各種網路系統。

系統設計

每個出入口和監控室之間配置一對DTV雙路視頻光端機，如果每個監控區域監控點較多，可以選用4路、8路等型號光端機。DTV系列光端機支持的傳輸功能有視頻、音頻、控制數據、計算機網路、電話。其中視頻為基本功能，控制數據和音頻為輔助功能，計算機網路和電話為增強功能，後兩類功能需要用戶根據實際需要選配。

園區出入口監控系統圖

系統特點

DTV系列數字視頻光端機是通過光纖傳輸高質量的視頻、音頻信號和控制數據，是構建基於光纖的遠程數字視頻監控系統的關鍵設備，數字視頻光端機能支持任何高解析度運動、靜止圖像無失真傳輸；克服了常規的模擬調頻、調相、調幅視頻光端機多路信號同傳時交調干擾嚴重、容易受環境干擾影響，傳輸質量高、長期工作穩定可靠。完全可以滿足本項目對高質量視頻傳輸的要求。