解決方案

光纖視頻解決方案(3)

光纖視頻解決方案(3)


因n≌n1=n2,定義 △=(n1-n2)/ n,則有:NA≌nsinθmax=n 
    顯然,折射率差大,NA大,光纖可以傳播的光越多。
    2.傳輸損耗,以db/km表示,引起光纖損耗的原因有:材料吸收(熱損耗)、散射損耗(傳播模轉移為非傳播模)、結構缺陷等。材料吸收是指光在光纖中傳播時,其功率以熱的形式消耗的過程,材料不純是產生材料吸收的主要原因。散射損耗是由光纖的幾何參數或折射率的不均勻性造成的,因為它會引起一個傳播模的光功率轉移到另一個模上去,這就是散射。如果轉移模為非傳播模,就產生了散射損耗。光纖結構的缺陷是產生損耗的~個原因,如芯子包層界面不光滑、氣泡、應力,直徑的變化和軸線的彎曲等,都會引起損耗。
    3.傳輸帶寬,它表示光纖的傳輸速率,主要是受到色散的影響(導致脈沖展寬)。主要有材料色散、波導色散和模色散。理論上在 1.3 μm處可制造出零色散單模光纖;還可把零色散點移到損耗最小的 1.55μm處,即色散位移(DS)光纖;在較寬的波長范圍內色散均很低的光纖為色散平坦光纖,是大容量、高速率通信光纖。 
    通常用帶寬距離口(F.km)表示光纖的傳輸能力<
 
五、光纖視頻傳輸技術在監控中的應用分析
1、序言
為了保持和促進國民經濟持續高速增長,國家連年實施積極的財政政策,在監控系統建設上進行了大量投資,
在監控網絡建設規模不斷擴大的同時,如何更有效地提高監控系統的遠距離傳輸能力以更好地促進經濟發展已經成為交通、公安等行業管理部門關注的焦點,其中一個主要的解決方案就是不斷利用當代先進的通信信息技術提升監控系統的智能化管理水平。
作為智能化系統中的一項重要技術構成,各種新的監控遠程視頻傳輸技術在近年已經得到越來越廣泛的應用。
本文從應用的角度出發,簡要分析了當前幾種主要比較新穎的遠程視頻傳輸技術在監控中的適應性。
 2、監控系統遠程視頻傳輸的一般性技術要求
一套完整的遠程視頻監控系統至少包括視頻采集、傳輸、存儲、控制等基本功能,其中傳輸部分對于遠程系統而言尤其顯得重要。
監控系統應用中的遠程視頻傳輸雖然具有非常鮮明的行業特征,但由于每一個具體的交通監控項目在周邊環境、系統功能、前瞻性、資源投入等方面存在顯著的差異,因此,只有具體項目具體分析才有可能做出正確的技術選擇。
根據我們的理解,監控系統遠程視頻傳輸的技術要求主要體現在以下幾個方面:
傳輸距離
傳輸質量
傳輸容量
輔助業務
網絡拓撲結構與組網
網絡管理和網絡升級
下面我們結合監控系統遠程視頻傳輸技術的現狀對上述要求做更進一步的闡述:
2.1、傳輸距離
遠程視頻監控系統覆蓋的地理范圍一般都比較大,相應的視頻信號傳輸距離往往從幾公里一直到數百上千公里都有需求,而且視頻信號的傳輸一般都屬于寬帶通信的范疇。
從通信的角度,滿足這樣的傳輸距離的方式一般包括光纖通信、地面微波通信和衛星通信等3種主要的長途通信手段。
從技術的發展來看,地面微波通信由于其傳輸帶寬的局限以及對環境的抗干擾能力有限已經逐漸退居二線,成為光纖通信的備份或者僅僅用于線纜架設非常困難的特定環境中。
衛星通信的資源非常稀缺,成本很高而且傳輸時延過大,這使之幾乎沒有在遠程視頻監控中得到過推廣應用。
因此,光纖通信基本成為監控遠程視頻傳輸中的當然選擇。本文后續的論述中也將主要圍繞與光纖通信技術有關的技術進行討論。
光纖通信技術本身的內涵非常廣泛,大體上可以首先劃分為模擬光纖通信技術和數字光纖通信技術。站在與視頻傳輸相關的角度看,模擬光纖通信技術主要包括調幅(AM)光纖通信技術、調頻(FM)光纖通信技術和脈沖頻率調制(PFM)光纖通信技術3類;數字光纖通信技術一般可以劃分為以PDH/SDH為代表的常規電信光纖通信技術、以視頻信號數字化傳輸為核心的專用數字光纖通信技術以及以IP包傳輸為核心的數據光纖通信技術。
從傳輸距離的角度看,只有數字光纖通信技術可以通過數字再生中繼手段幾乎無損傷地長距離傳輸監控視頻信號。
2.2、傳輸質量
視頻信號傳輸質量的界定并不簡單。遠程監控視頻傳輸的信號源往往是監控攝像機,對傳輸質量的直觀要求就是要將攝像機的視頻輸出信號(一般是復合模擬視頻信號)盡可能完美地、連續地、實時地傳送到遠方。從應用的角度,我們至少應該關心2項技術性能:保真度和實時性。
模擬光纖通信技術都是將視頻信號直接對發光器件進行各種形式的調制后傳輸,傳輸的實時性和連續性都很好,頻譜效率也比較高;而保真度則與產品設計、應用方式等多種因素息息相關,其核心原因源自模擬通信技術固有的抗干擾能力弱、難以無損中繼傳輸(只能在模擬視頻接口上背靠背接力傳輸)以及傳輸系統本身的非線性。一般而言,1路視頻短距離點到點傳輸時,模擬光纖通信技術是一個非常不錯的選擇;而長距離、有中繼或者要求同時傳輸多路視頻信號時,則需要仔細權衡。
數字光纖通信技術的視頻信號傳輸質量
單純從傳輸信道角度來看,任何設計良好的數字光纖通信設備都可以做到幾乎無損的長距離傳輸,而且端到端時延可以做到忽略不計。這似乎說明所有數字光纖通信技術在傳輸質量上都非常適合于監控視頻信號的傳輸,但實際上我們需要進一步看看視頻信號具體的傳輸方式才能下結論。
采用數字光纖通信技術的視頻信號傳輸質量從本質上取決于分配給視頻信號的傳輸帶寬,而具體的傳輸帶寬需求與視頻信號的編碼方式相關。
對于視頻傳輸專用數字光纖通信系統,它一般是將攝像機輸出的復合視頻信號直接抽樣量化后形成連續的數字比特流,然后進行數字復接,再直接調制發光器件,以數字光脈沖的形式將視頻信號發送出去。這種技術方案的實時性、連續性、保真度都非常好,傳輸多路視頻信號時均采用時分復用(TDM)方式,每路視頻信號擁有獨享的帶寬資源。這種系統的視頻信號傳輸質量往往可以滿足要求最高的演播級視頻信號的傳輸要求,可以說是傳輸質量最好的監控視頻信號遠程傳輸技術。在單位帶寬成本不斷迅速降低的今天,這種技術在經濟上的可行性已經達到了可以被普遍接受的水平。這類技術方案中有時為了進一步擴大系統傳輸容量,還可以采用無損或損傷很小的淺壓縮技術。
對于常見的PDH/SDH數字光纖通信設備,它更是經典的TDM系統,其最初的設計目的是為了進行大容量話路的遠距離傳輸。由于其廣泛的存在,它已經成為現代公用通信網的核心基礎。隨著公用通信網上綜合業務需求的增加,它也能夠支撐包括視頻信號在內的各種非話音業務的傳輸。由于歷史的原因,這類系統都有特定的適合于話音傳輸的群路復用等級和相應的傳輸接口,在使用這類系統傳輸視頻信號時必須先通過比較復雜的技術處理將數字化視頻信號適配到相應的接口;另外由于這類系統更多地考慮了電信營運部門的各種技術要求,其一次性投入和單位帶寬的建設成本往往較高,為了節約帶寬,往往需要對視頻信號進行深度壓縮編碼,這又帶來另一方面的成本增加和實時性降低;而且這類系統并沒有專門針對非對稱
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