音频光端机

音频设备

音频光端机是一种音频设备，发射端把传统的音频模拟信号转换成光信号，通过光纤传输到接收端，在接收端再转换成模拟信号。

音频光端机概念

音频光端机就是发射端把传统的音频模拟信号转换成光信号，通过光纤传输到接收端，在接收端再转换成模拟信号的一种音频设备。

音频光端机的几个重要指标

1、比特率：

16bits 20bits 24bits,比特率越高越能细致地反映声音的细微变化。

2、采样精度：

48K 96K(CD的采样精度为44.1KHz/s),专业的音频光端机一般采用48K采样，96K是未来的一个方向。

3、信噪比

即我们通常说的动态范围，单位是DB，动态范围和比特率的关系是：比特率每增加1比特，动态范围就增加6dB。16比特时，动态范围是96dB。这可以满足一般的需求了，24比特可以做到144 dB的动态范围，是发烧级的。所以专业的光端机指标可以总结为：24比特 48K采样 90DB 。

音频光端机分为1～N路音频或者加上1路控制数据，还要注意音频中单声道/双声道（及立体声），单向/双向，平衡输出/非平衡输出的细节。

音频光端机特性

数字非压缩传输

●视频采用8位数字编码

●彩色图像信号

●高质量实时传输

●10 Hz -24 kHz 声音频宽

●完全兼容NTSC, PAL, SECAM制式图像

●可传输RS232, RS485, RS422标准数据

●可同时传输以太网信号

●指示灯能帮助对系统故障做出快速诊断

●在各种户外条件下的高可靠性

●支持网管功能

●安装简易，无需调节

光端机常用配件及相关仪器

1.光跳线

主要起到连接作用，它将光端机和光纤连接起来。那么，从光跳线两端的连接器上来看，光跳线分为FC跳线、ST跳线、SC跳线；从光跳线的长度来看，它可分为3米跳线、5米跳线、10米跳线等。

常用光纤规格：单模：8/125μm，9/125μm，10/125μm 多模：50/125μm，欧洲标准 62.5/125μm，美国标准工业，医疗和低速网络：100/140μm，200/230μm 塑料：98/1000μm，用于汽车控制

2．终端盒

终端盒又称熔接盒，主要是保护光跳线和光纤之间的熔接处，通过光纤熔接机将光纤与跳线熔接进终端盒内。通常情况下，在前端每个光发射机处分别需要一个终端盒，在中心控制室只需要一个终端盒。　终端盒从它的容积上看，可以分为8口、12口和24口。

3．法兰盘

法兰盘也是一种连接器，通常光端机上有一个光纤接口，这就是法兰盘，也就是连接光跳线和光端机的一个连接器。从它的规格上来看，它可以分为FC、ST、SC三种。

4、光熔接机

它主要是通过电极，在瞬间放电的情况下，将光纤与光跳线熔接在一起，在熔接时，要注意光纤端面要切割整齐，并保持端面的干净。

5、OTDR光时域反射仪

这是一种检测仪器，它主要检测在光纤传输中，是否有光纤断裂的情况。

6、光功率计

从字面上看，它是一种测功率的仪器，但它测的不是电压功率，而是光纤传输中光的功率，以及光在传输过程的衰减大小。

音频光端机与电话光端机区别

工程的应用中，我们用到的音视频光端机不同于电话光端机的应用：

1）音视频光端机通常是音频信号与视频信号一起应用于安防系统中，用来传输监控的摄像头视频和监听头音频；而电话光端机称为PCM，属于传统的电信产品，比如通过光纤传输30路程控电话。

2）传统2M网如果要传输视频则需要配备音视频编解码器，这样音视频就可以通过SDH网传输

3）市场中，音视频光端机是按照路数来区别产品报价的，有1、2、4、8、16等路数，而电话光端机则是在同一块主板上叠加，例如8路的主板上6路电话和7路电话价格差不大，30路的板子上25路和30路价格差不大。

4）音视频光端机和电话光端机都可以叠加以太网、工控数据等，具体根据各个厂家的做法而异。

5）一芯的光纤可以传输最多128路无压缩视频，一芯的光纤最多可以传输480路电话（30/E1 * 6E1=480）

使用与保养

1、光端机供电及安装环境

一般发射机由于安装位置跟随前端视频采集设备，所以安装位置都比较分散，需要配独立的机壳给其供电。在安防监控供电方面通常有两种方式：中心集中供电和本地供电，由于采用光端机传输的现场，前后端距离都较远，所以较少使用集中供电方式。接收机一般都位于监控中心的机房内，不像发射机那么分散，在供电方式上如果跟前端的发射机一样采用机壳电源供电的话，会占用机房大量空间，显得杂乱无章，无法统一管理。因此中心接收机供电可以采用插卡式机箱供电，不要把插槽全插满，可以每隔几个插槽空开一个，有利于光端机散热。需要注意的是光端机的激光器组件和光电转换模块最忌瞬时脉冲电流的冲击，因此不宜频繁开关机。前端发射机多安装在前端配电箱中，要注意做好配电箱的防尘防水，在配电箱塞和较满时为了利于光端机散热就要考虑带风扇的配电箱。监控中心的机房要保持环境整洁，经常注意清理，不要有结尘，最好是在机房装修好后再将设备装入机房，如遇机房装修改造，要及时清理干净。机房内一般会有很多设备集中安装在机柜中，设备发热量很大，在通风散热条件又差时，最好安装空调系统以保证光端机正常工作。安装光端机时要做好现场的防护措施，防潮、防水、防尘，同时注意现场的实际操作，必须配备合适的光纤使用，不能使用残缺故障的光纤，如果不匹配，则会严重影响光端机传输质量，涉及光缆熔接时，也要注意测量光缆的光衰减或损耗在有效值范围内。

2、光端机防雷

光端机特别是作为前端设备的发射机通常安装于室外的设备箱中，现场环境相当恶劣，防雷就显得异常重要，防雷措施的优劣直接决定了光端机发生故障的几率。雷电的破坏方式主要分为直击雷、感应雷和地电位反击三种形式，对光端机而言影响最严重的主要是地电位反击。

所谓地电位反击是当避雷针等接闪器将直击雷强大的雷电流经过引下线和接地体泄入大地时，在引下线，接地体以及与其相连的金属物体上会产生相当高的瞬间电压，这个高电压会对离他们很近但是又没有直接接触的金属物体、线缆等电子设备之间产生巨大的电位差，这个电位差引起的电击就是地电位反击。地电位反击是通过以下形式对光端机造成损坏的：当雷电流泄入大地时，接地网的地电位会在数微秒之内被抬高到数万或数十万伏。高度破坏性的雷电流将从各种设备的接地部分流向这些设备，或者通过击穿大地绝缘而流向其它附近设备，最终造成设备的破坏或损害（破坏示意图见图2），损坏的部分主要有：机壳电源的PCB板上电子元器件、视频接口处芯片及其相关电子元器件、音频及数据端口处芯片。

虽然雷电的破坏形式多种多样，但还是可以通过采取科学的防护措施来降低光端机故障发生几率。首先，保证接地装置效果良好是防雷措施的前提，因为所有感应电流最后都是要泄入大地的。一般而言，接地电阻越小泄流效果越好，通常将接地电阻控制在4欧姆以内为佳，可使用接地钳表对接地电阻进行测量。对于某些土壤电阻率高的地方，可以考虑在土壤中加入降阻剂，从而降低接地电阻。其次，前端设备要加装浪涌保护器，正常电压时，浪涌保护器呈高阻状态，只有很小的泄漏电流，功率损耗很小，当线路中出现过压时，浪涌保护器呈低阻状态，过电压以放电电流的形式通过浪涌保护器流入大地，过电压被抑制下来，浪涌电压过后，线路电压恢复正常时，浪涌保护器又呈高阻绝缘状态，因此浪涌保护器必须有良好的接地装置与之配合。前端摄像机的视频信号输出口和发射机的视频输入口处接浪涌保护器，若发射机连有其他一些数据线时，需要在控制信号线的起始端和结束端加装数据防雷器，并在摄像机和光端机的电源输入端也加上电源防雷器等防雷设备。装防雷器时务必使防雷器紧贴接入口，若防雷器距离视频口、数据口太远是发挥不了防雷效果的。

加好防雷设备后，剩下的便是接地网的设计问题。接地桩一定要打到位，保证光端机良好接地，一个好的低阻抗接地网设计能够保证系统中的防雷设备发挥良好效果且能有效均衡整个传输系统内各部位电压，防止地电位差对线路中设备的干扰，同时也可有效避免地电位反击对设备的损坏。

3、光端机的调试

做好以上几点后，就要开始正常的调试了，主要是对光纤和数据通道的调试。由于光端机数据的可选类型较多，根据现场的实际需求不同，现场使用的光端机数据类型也不尽相同，在调试时一定要参照相应的说明书，按照说明书上的数据拨码和接口定义来进行数据接线。

由于光端机现场安装的环境复杂，有些用户在调试不通的情况下通常首先怀疑产品有故障，其实光端机产品技术已非常成熟，产品出厂前都经过反复测试与拷机，所以产品本身问题可能性较小，因此，在现场有问题时首先需要考虑的是安装问题，可以从以下几个方面去排查：

·光纤本身没有经过测试，光路不通或不稳定或光衰减过大等；

·前端设备故障，如摄像机没有视频或没通电等；

·后端设备故障，如监视器无视频，键盘控制协议不对，本身不能控制等；

·连接线路故障，如视频头没的焊接好不通，控制线接错，或连接线交叉接错、接反等。

以上现象尤其是线路故障发生的概率最大，在遇到问题时需要仔细检查。排除故障时，可以采用排除法，一个设备一个设备排除，最后准确判断问题关键所在。在判断光端机是否有问题时建议用户将发射机与接收机放在一起近距离测试，如若还不通，则为光端机本身故障，就需要跟厂家联系调换了。为了减少问题，用户尽可能在安装前，近距离测试光端机，这样便能快速通过安装与调试，节省工期。

4、光端机日常保养

通常状况光端机的工作环境相当恶劣，使用时要注意保持光纤头的清洁。光端机对灰尘非常敏感，而由于光端机运输过程中或是客户使用一段时间后，都有可能在光纤口处出现灰尘或杂物造成堵塞，从而影响视频及数据的正常传输，此时可使用工业无水酒精和无尘纸对光纤头进行清洗，避免粘附灰尘。

光端机内部的光纤跳线与外部光纤是通过适配器连接的，通常适配器为陶瓷管芯，在插拔光纤头时要特别注意，切勿用力不当以防将陶瓷套管挤裂或是压碎，造成光端机无法正常传输信号。

光端机的原理和使用范围

光端机是光通信系统中的传输设备，主要是进行光电转换及传输功用。光端机一般成对使用，由发射端和接收端构成。发射端将用户端的模拟信号通过放大、A/D转换、复用等处理，最后通过电/光转换把电信号转换成可经光纤传输的光信号由光纤传输到接收端。在接收端则进行相反的处理，先经过光/电转换把接收的光信号还原为电信号，电信号解复用，再通过D/A及放大滤啵送给客户端。不同种类光端机原理都是这样的。常说的光端机指的是用于监控系统用来传输视频、数据、以太网、音频等综合信息的光端机。主要分模拟光端机和数字光端机。基于传输的介质的不同有单模光端机和多模光端机之分。

数字光端机是将所要传输的图像、语音以及数据信号进行数字化处理，再将这些数字信号进行复用处理，使多路低速的数字信号转换成一路高速信号，并将这一信号转换成光信号。在接收端将光信号还原成电信号，还原的高速信号分解出原来的多路低速信号，最后再将这些数据信号还原成图像、语音以及数据信号。模拟光端机就是将要传输的信号进行幅度或频率调制然后将调制好的电信号转化成光信号。在接收端将光信号还原成电信号，再把信号进行解调，还原出图像、语音或数据信号。

数字光端机传输信号质量高，没有模拟调频、调相、调幅光端机多路信号同传时的交调干扰严重、容易受环境影响、传输质量低劣、长期工作稳定性差的缺点，因此，数字光端机将逐渐取代模拟光端机。

光端机多用与监控系统中，当同轴电缆传输距离不够时候采用光缆传输可采用光端机.光端机不仅可传输视频信号还可以传输音频信号.即现场的视\u97f3频一起传输到控制中心,最常见利用光端机的例子就是十字路口的监控.一般这些摄象机离控制中心都几公里远.用铜缆+放大器都无法达到距离的时候采用光端机用光缆传输。

在高速公路、交通、电子警察、监控、安防、工业自动化、电力、海关、水利、银行等领域，视频图像、音频、数据、以太网等光端机已开始普遍大量应用。

音频光端机的选择

用户在选择音频光端机时一般从它的先关参数和实用性考虑，相关参数在光端机出厂说明书都有具体说明，再次我们从实用性方面讲述下音频光端机的选择。

1、外观大方，结构合理

音频光端机技术含量高，其外观应小巧精致，美观大方，整体结构必须尽量的符合工程安装要求。一般室内型数字视频光端机除采用19 寸机柜外，还应能兼顾工程中将光端机置于桌面或壁挂的需要。数字光端机另外，音频光端机还必须具有良好的散热性能和电气接触性能。

2、接口丰富，布局合理

音频光端机除要求足够的视频接口外，还可能要求或者将来可能要求配备其他功能丰富的接口，如高保真音频接口、电话接口、异步数据接口、以太网接口和开关量接口等，这就要求选择的数字视频光端机必须具备系统升级能力，不至于因网络升级或系统功能改变而完全更换设备，从而保护用户的前期投资，电话光端机接口种类多，数量多，与这些接口相配套的可能还有一些模式设置拨码开关，所有这些元素构成的用户操作界面应该布局合理，接口间留有相当的操作空间，方便工程安装和维修，例如视频接口太过密集，实际应用中就会出现了为维修某一个视频接头，必须拔掉其他正常视频接头的尴尬局面。

3、指示灯含义明确，方便工程开通和维护

为方便工程开通和工程维护，电话光端机应标示有含义明确的指示灯。除电源指示灯外，数字视频光端机的收发端机都必须具备视频有无指示灯，指示相应的视频通道有无视频信号输入或输出，工程人员和用户在工程开通阶段和工程维护阶段就可以根据视频指示灯的指示，判断开通和维护中的情况，定位故障点，尽快地解决可能发生的问题。

光端机品牌

在选择音频光端机时，我们不仅要注意它的参数和实用性，还要注重它的的售后服务，如果所选品牌的售后服务不到位，光端机出现故障时维修检测就会相对的麻烦，会给工程带来极大的不变。

国外部分品牌（排名不分先后）：

NTK、INFINOVA、ANV、Diview、BIC、CWY、STV、MRD、OSD、OPTILINKS、PELCOOPTELECOM、Meridian（子午线）、Siemens （西门子）、Alcatel（阿尔卡特）、雅图等。

国内部分品牌（排名不分先后）

光网视（ONV）、北京阳光耀华、北网通信、成都哈雷、安特视讯、成都安视、松拓网络、深圳科姆仕、成都安视、讯维、广州银讯、视桥光网、新创、华龙、奥普泰、天翼讯通（WINGMAX) 、北京奥博光电子（AOBO）、北京华兴易诚、北京视得清、讯维、华诚、上海来威、北京誉华、

故障处理

光端机的光路问题

安防监控工程中，光缆大多数都由用户自行敷设，一般为G652单模光纤。由于系统覆盖范围一般都不大，用标配(≤20KM)设备光链路损耗都很富裕，因此，光端机对光路损耗没有过高的要求，但是用户常会遇到无图像、图像跳动、图像质量差等问题，这时多数问题都出在光路两端的尾纤、跳线或适配器上，而极少与主干光路有关。常见的问题有：1、光纤活动连接器插入不正确;2、光纤活动连接器纤芯(陶瓷管)被污染。解决办法是：1、重新插入活动连接器或调换光纤跳线;2、用99.9%无水乙醇擦拭插头，插座纤芯;3、用万用表检查摄像机视频缆，判断有无视频信号。

光端机的数据接口

为适应安防监控的需要，系统各种设备(矩阵，硬录，解码器)都提供RS-485方式的数据接口，此格式的数据接口的优点是传输距离长，负载能力强，并能组成四线全双工通信总线，线上任何两台设备都能实现双向通信，而四线RS-422总线则只能实现主、从机之间的双向通信，从机之间则不能。它的缺点是有一个使能端，呈三态形式，给通信带来不稳定甚至“卡死”现象。如果出现不能通信(失控)，应从以下几方面查找原因： 1.检测有无控制信号用万用表交流10V档测控制器(矩阵、硬录等)输出RS-485口，看其有无控制信号输出。 2.判断光端机RS-485接口是否正常，若UA-B电压为零则视为不正常。云台乱转不能控，这种现象是两个原因造成：a)RS-485端口A+，B-接反;b)系统阻抗严重不匹配。

光端机的开关量

开关量信号是TTL电平的脉冲串，它能控制警灯、警铃、继电器等工作，开关量接口的负载能力以所控制的电流大小来衡量，如EW系列光端机的开关量负载能力为≤1.5A。 1.EW系列光端机开关量接口支持常开按钮，但是接法时，则常开、常闭形式均支持： 2.开关量接口不能直接并联使用，如有需要只能通过分配电路接入。 3.有些客户用RS-485总线传输开关量，根据我们的实践经验证明，这种方式不可取，常会出现工作一段时间(如3~4天)即死机现象。开关量转RS-485的转换器制作有缺陷可能是问题所在。

光端机的瞬态干扰的危害及应对措施

瞬态干扰的产生：瞬态干扰产生于大型感性负载，如电机、变压器、继电器等设备的开关转换，以及雷电的发生过程中，它往往以静电感应的方式入侵光端机。 2.瞬态干扰的危害：由于它干扰频率高、持续时间短、干扰幅度大(成百上千伏)、它可以烧坏光端机的RS-485接口芯片、主芯片等关键部位，却不留痕迹，尤其是夏季雷雨季节，这种破坏力影响很大，使用户、商家和厂家都十分伤脑筋。 3.应对措施：尽管光端机制造商采用了各种保护手段，如旁路法(自恢复二极管)、吸收法(双向抑制二极管等)、隔离法(光耦隔离)，但是仍不能完全消除瞬态干扰造成的破坏，RS-485接口损坏频繁，给用户和厂家都造成很大的压力。

音频光端机的视频监控方案

项目需求

本项目中，共设置12个监控摄像机，分别位于园区六个出入口。出入口位置距离监控室400米-2000米，距离较远，同轴视频布线只适合在300米以内，故本设计采用数字视频光端机传输高质量视频信号。

产品应用

数字视频光端机采用国际最先进的数字视频及千兆光纤高速传输技术，将多路视频及多路音频、数据、以太网、电话等信号在单芯或双芯光纤上无失真、高质量传输。该系列产品性价比较高，是远程视频监控光传输产品的首选。

视频发送机将音频、视频以及数据等通过光纤传送至远端视频接收机，视频接收机将这些数据恢复成多路的音频、视频或数据输送给相关的设备，如音箱、监视器、视频矩阵、云台控制器等。设备自带的多路数据接口还可用来连接路口信号机、电子警察、视频检测系统等各种网络系统。

系统设计

每个出入口和监控室之间配置一对DTV双路视频光端机，如果每个监控区域监控点较多，可以选用4路、8路等型号光端机。DTV系列光端机支持的传输功能有视频、音频、控制数据、计算机网络、电话。其中视频为基本功能，控制数据和音频为辅助功能，计算机网络和电话为增强功能，后两类功能需要用户根据实际需要选配。

园区出入口监控系统图

系统特点

DTV系列数字视频光端机是通过光纤传输高质量的视频、音频信号和控制数据，是构建基于光纤的远程数字视频监控系统的关键设备，数字视频光端机能支持任何高分辨率运动、静止图像无失真传输；克服了常规的模拟调频、调相、调幅视频光端机多路信号同传时交调干扰严重、容易受环境干扰影响，传输质量高、长期工作稳定可靠。完全可以满足本项目对高质量视频传输的要求。

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