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視頻監控系統知識 |
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| 光端機的應用 |
在高速公路、銀行、電力、電信等的監控領域都要求對視頻信號進行遠程的傳輸，目前主要的解決方法是利用光端機將視頻信號或將視頻信號轉化為數字信號通過光纖進行,光纖有單纖和多纖之分，這兩種光纖由于能提供的帶寬以及接不同而使實際應用的解決方案有很大的不同。
由于光纖資源的寶貴，傳輸的帶寬要求更加節省，不僅要求進行單纖的傳輸，而且要求單纖的多路傳輸。現在的光端機廣泛的采用WDM和CWDM。WDM技術通過利用光復用器將在不同光纖中傳輸的波長結合到一根光纖中傳輸來實現。在鏈路的接收端，利用解復用器將分解后的波長分別送到不同的光纖，后者分別接到不同的接收機，WDM是最早被利用在光端機上的波分復用技術。
稀疏波分復用（CWDM）技術的首次商用是在20世紀80年代初，在多模光纖中用來傳輸數字視頻信號。Quante公司推出了一個工作在800nm窗口、每信道的速率為140M比特／秒的四波系統，這些系統首先應用在有線電視的廣播鏈路。
CWDM越來越廣泛地被業界所接受。和DWDM系統不同，CWDM系統采用的是不帶冷卻器的分布式反饋（DFB）激光器和寬帶光濾波器，因此CWDM系統具有以下優點：功率損耗低、尺寸小和成本低。
CWDM目前有三個可用波段，分別是：（單位：nm）O-Band：1275.7, 1300.2, 1324.7, 1349.2
E-Band：1380, 1400, 1420, 1440
S+C+L-Band: 1470, 1490, 1510, 1530, 1550, 1570, 1590, 1610
目前，商業CWDM系統集中在1500nm窗口，全波段的CWDM尚在發展中。CWDM目前尚沒有形成統一的技術標準，不過，CWDM用戶組已經成立，估計不遠的將來，這種混亂的局面將結束。美國的1400nm商業利益組織正在致力于為CWDM系統制定標準。目前建議草案考慮的CWDM系統波長柵格分為三個波段。 “O波段”包括四個波長：1290、1310、1330和1350nm，“E波段”包括四個波長：1380、1400、1420和1440nm，“S＋C+L”波段包括從1470nm到1610nm的范圍，間距為20nm的八個波長。這些波長利用了光纖的全部光譜，包括在1310、1510和1550nm處的傳統光源，從而增加了復用的信道數。20nm的信道間距允許利用廉價的不帶冷卻器的激光發射機和寬帶光濾波器，同時，它也躲開了1270nm高損耗波長，并且使相鄰波段之間保持了30nm的間隙。
CWDM系統采用的DFB激光器不需要冷卻，當CWDM系統工作在0℃到70℃的溫度范圍內，其激光器的波長一般會有6nm的漂移。這個波長漂移再加上激光器生產過程造成的±3nm波長變化，總共大約有±12nm的變化。這樣就要求光濾波器的通帶和激光器信道間距必須足夠寬。在這些系統中，在信道帶寬為13nm的情況下信道間距一般為20nm。
CWDM還存在一些性能上的局限。目前尚存在以下4點不足：一、CWDM在單根光纖上支持的復用波長個數較少，導致日后擴容成本較高；二、復用器、復用解調器等設備的成本還應進一步降低，這些設備不能只是DMDM相應設備的簡單改型；三、CWDM不適用于城域網，城域網節點間距離較短，在遠程傳輸有一定的難度，運營商用在CWDM設備擴容上的錢完全可以用來埋設更多的光纜，得到更好的效果；四、CWDM還未形成標準。
光端機也可以采用密集波分復用DWDM技術，顧名思義，是稀疏波分復用的近親，它們的區別主要有二點：一、CWDM載波通道間距較寬，因此，同一根光纖上只能復用5到6個左右波長的光波，“稀疏”與“密集”稱謂的差別就由此而來；二、CWDM調制激光采用非冷卻激光，而DWDM采用的是冷卻激光。冷卻激光采用溫度調諧，非冷卻激光采用電子調諧。由于在一個很寬的波長區段內溫度分布很不均勻，因此溫度調諧實現起來難度很大，成本也很高。CWDM避開了這一難點，因而大幅降低了成本，整個CWDM系統成本只有DWDM的30%。
在長途傳輸中，DWDM由于采用了EDFA（摻鉺光纖放大器）將光信號直接放大，節省了大量的電中繼設備，從而大大節約了成本。但另外一方面，由于EDFA平坦增益帶寬較窄和它本身某些增益特性的限制，人們不得不采用高波長穩定度的激光器和密集波分復用器及解復用器，并且在整個線路上進行光功率均衡；此外，由于電中繼傳輸距離加長，對激光器的色散容限和啁啾特性也提出了很高的要求。這些技術又提高了系統成本，過高的成本限制了DWDM在實際中的應用，所以目前用的比較多的是采用WDM和CWDM技術，但DWDM是未來的發展方向。
目前光端機產品的類型比較多，主要有FM光端機、AM光端機、數字光端機、WDM、以及DWDM光端機，FM、AM、和數字光端機應用的時間較長，技術方面比較成熟，但對光纖資源的要求較多，所以WDM和CWDM產品近幾年的市場份額在逐步的增加，幾大國際知名的光端機廠商目前都在致力于CWDM光端機的研制，目前已經出現了一些比較完善的產品，如美國的OPTELECOM公司的CWDM光端機就是在實際應用中非常好的產品，DWDM光端機也一直都被放在十分重要的地位上，對這一技術的研究和投資一直沒有停止，這也被各大光端機廠商看作是對未來的市場以及技術的爭奪。
遠程的視頻傳輸中光端機的應用非常廣泛，不僅在CCTV系統中，而且在遠程視頻會議、遠程教學、遠程醫療、通訊等諸多領域都有很廣闊的用武之地，它的技術隨著計算機技術和通訊技術的不斷發展而不斷的發展，未來的光端機將向著數字化、網絡化的方向發展，前景無疑是非常廣闊的。 |
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