解决方案

光纤视频解决方案(3)

光纤视频解决方案(3)


因n≌n1=n2,定义 △=(n1-n2)/ n,则有:NA≌nsinθmax=n 
    显然,折射率差大,NA大,光纤可以传播的光越多。
    2.传输损耗,以db/km表示,引起光纤损耗的原因有:材料吸收(热损耗)、散射损耗(传播模转移为非传播模)、结构缺陷等。材料吸收是指光在光纤中传播时,其功率以热的形式消耗的过程,材料不纯是产生材料吸收的主要原因。散射损耗是由光纤的几何参数或折射率的不均匀性造成的,因为它会引起一个传播模的光功率转移到另一个模上去,这就是散射。如果转移模为非传播模,就产生了散射损耗。光纤结构的缺陷是产生损耗的~个原因,如芯子包层界面不光滑、气泡、应力,直径的变化和轴线的弯曲等,都会引起损耗。
    3.传输带宽,它表示光纤的传输速率,主要是受到色散的影响(导致脉冲展宽)。主要有材料色散、波导色散和模色散。理论上在 1.3 μm处可制造出零色散单模光纤;还可把零色散点移到损耗最小的 1.55μm处,即色散位移(DS)光纤;在较宽的波长范围内色散均很低的光纤为色散平坦光纤,是大容量、高速率通信光纤。 
    通常用带宽距离口(F.km)表示光纤的传输能力<
 
五、光纤视频传输技术在监控中的应用分析
1、序言
为了保持和促进国民经济持续高速增长,国家连年实施积极的财政政策,在监控系统建设上进行了大量投资,
在监控网络建设规模不断扩大的同时,如何更有效地提高监控系统的远距离传输能力以更好地促进经济发展已经成为交通、公安等行业管理部门关注的焦点,其中一个主要的解决方案就是不断利用当代先进的通信信息技术提升监控系统的智能化管理水平。
作为智能化系统中的一项重要技术构成,各种新的监控远程视频传输技术在近年已经得到越来越广泛的应用。
本文从应用的角度出发,简要分析了当前几种主要比较新颖的远程视频传输技术在监控中的适应性。
 2、监控系统远程视频传输的一般性技术要求
一套完整的远程视频监控系统至少包括视频采集、传输、存储、控制等基本功能,其中传输部分对于远程系统而言尤其显得重要。
监控系统应用中的远程视频传输虽然具有非常鲜明的行业特征,但由于每一个具体的交通监控项目在周边环境、系统功能、前瞻性、资源投入等方面存在显著的差异,因此,只有具体项目具体分析才有可能做出正确的技术选择。
根据我们的理解,监控系统远程视频传输的技术要求主要体现在以下几个方面:
传输距离
传输质量
传输容量
辅助业务
网络拓扑结构与组网
网络管理和网络升级
下面我们结合监控系统远程视频传输技术的现状对上述要求做更进一步的阐述:
2.1、传输距离
远程视频监控系统覆盖的地理范围一般都比较大,相应的视频信号传输距离往往从几公里一直到数百上千公里都有需求,而且视频信号的传输一般都属于宽带通信的范畴。
从通信的角度,满足这样的传输距离的方式一般包括光纤通信、地面微波通信和卫星通信等3种主要的长途通信手段。
从技术的发展来看,地面微波通信由于其传输带宽的局限以及对环境的抗干扰能力有限已经逐渐退居二线,成为光纤通信的备份或者仅仅用于线缆架设非常困难的特定环境中。
卫星通信的资源非常稀缺,成本很高而且传输时延过大,这使之几乎没有在远程视频监控中得到过推广应用。
因此,光纤通信基本成为监控远程视频传输中的当然选择。本文后续的论述中也将主要围绕与光纤通信技术有关的技术进行讨论。
光纤通信技术本身的内涵非常广泛,大体上可以首先划分为模拟光纤通信技术和数字光纤通信技术。站在与视频传输相关的角度看,模拟光纤通信技术主要包括调幅(AM)光纤通信技术、调频(FM)光纤通信技术和脉冲频率调制(PFM)光纤通信技术3类;数字光纤通信技术一般可以划分为以PDH/SDH为代表的常规电信光纤通信技术、以视频信号数字化传输为核心的专用数字光纤通信技术以及以IP包传输为核心的数据光纤通信技术。
从传输距离的角度看,只有数字光纤通信技术可以通过数字再生中继手段几乎无损伤地长距离传输监控视频信号。
2.2、传输质量
视频信号传输质量的界定并不简单。远程监控视频传输的信号源往往是监控摄像机,对传输质量的直观要求就是要将摄像机的视频输出信号(一般是复合模拟视频信号)尽可能完美地、连续地、实时地传送到远方。从应用的角度,我们至少应该关心2项技术性能:保真度和实时性。
模拟光纤通信技术都是将视频信号直接对发光器件进行各种形式的调制后传输,传输的实时性和连续性都很好,频谱效率也比较高;而保真度则与产品设计、应用方式等多种因素息息相关,其核心原因源自模拟通信技术固有的抗干扰能力弱、难以无损中继传输(只能在模拟视频接口上背靠背接力传输)以及传输系统本身的非线性。一般而言,1路视频短距离点到点传输时,模拟光纤通信技术是一个非常不错的选择;而长距离、有中继或者要求同时传输多路视频信号时,则需要仔细权衡。
数字光纤通信技术的视频信号传输质量
单纯从传输信道角度来看,任何设计良好的数字光纤通信设备都可以做到几乎无损的长距离传输,而且端到端时延可以做到忽略不计。这似乎说明所有数字光纤通信技术在传输质量上都非常适合于监控视频信号的传输,但实际上我们需要进一步看看视频信号具体的传输方式才能下结论。
采用数字光纤通信技术的视频信号传输质量从本质上取决于分配给视频信号的传输带宽,而具体的传输带宽需求与视频信号的编码方式相关。
对于视频传输专用数字光纤通信系统,它一般是将摄像机输出的复合视频信号直接抽样量化后形成连续的数字比特流,然后进行数字复接,再直接调制发光器件,以数字光脉冲的形式将视频信号发送出去。这种技术方案的实时性、连续性、保真度都非常好,传输多路视频信号时均采用时分复用(TDM)方式,每路视频信号拥有独享的带宽资源。这种系统的视频信号传输质量往往可以满足要求最高的演播级视频信号的传输要求,可以说是传输质量最好的监控视频信号远程传输技术。在单位带宽成本不断迅速降低的今天,这种技术在经济上的可行性已经达到了可以被普遍接受的水平。这类技术方案中有时为了进一步扩大系统传输容量,还可以采用无损或损伤很小的浅压缩技术。
对于常见的PDH/SDH数字光纤通信设备,它更是经典的TDM系统,其最初的设计目的是为了进行大容量话路的远距离传输。由于其广泛的存在,它已经成为现代公用通信网的核心基础。随着公用通信网上综合业务需求的增加,它也能够支撑包括视频信号在内的各种非话音业务的传输。由于历史的原因,这类系统都有特定的适合于话音传输的群路复用等级和相应的传输接口,在使用这类系统传输视频信号时必须先通过比较复杂的技术处理将数字化视频信号适配到相应的接口;另外由于这类系统更多地考虑了电信营运部门的各种技术要求,其一次性投入和单位带宽的建设成本往往较高,为了节约带宽,往往需要对视频信号进行深度压缩编码,这又带来另一方面的成本增加和实时性降低;而且这类系统并没有专门针对非对称
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