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视频监控系统知识 |
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| 光端机的应用 |
在高速公路、银行、电力、电信等的监控领域都要求对视频信号进行远程的传输，目前主要的解决方法是利用光端机将视频信号或将视频信号转化为数字信号通过光纤进行,光纤有单纤和多纤之分，这两种光纤由于能提供的带宽以及接不同而使实际应用的解决方案有很大的不同。
由于光纤资源的宝贵，传输的带宽要求更加节省，不仅要求进行单纤的传输，而且要求单纤的多路传输。现在的光端机广泛的采用WDM和CWDM。WDM技术通过利用光复用器将在不同光纤中传输的波长结合到一根光纤中传输来实现。在链路的接收端，利用解复用器将分解后的波长分别送到不同的光纤，后者分别接到不同的接收机，WDM是最早被利用在光端机上的波分复用技术。
稀疏波分复用（CWDM）技术的首次商用是在20世纪80年代初，在多模光纤中用来传输数字视频信号。Quante公司推出了一个工作在800nm窗口、每信道的速率为140M比特／秒的四波系统，这些系统首先应用在有线电视的广播链路。
CWDM越来越广泛地被业界所接受。和DWDM系统不同，CWDM系统采用的是不带冷却器的分布式反馈（DFB）激光器和宽带光滤波器，因此CWDM系统具有以下优点：功率损耗低、尺寸小和成本低。
CWDM目前有三个可用波段，分别是：（单位：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，商业CWDM系统集中在1500nm窗口，全波段的CWDM尚在发展中。CWDM目前尚没有形成统一的技术标准，不过，CWDM用户组已经成立，估计不远的将来，这种混乱的局面将结束。美国的1400nm商业利益组织正在致力于为CWDM系统制定标准。目前建议草案考虑的CWDM系统波长栅格分为三个波段。 “O波段”包括四个波长：1290、1310、1330和1350nm，“E波段”包括四个波长：1380、1400、1420和1440nm，“S＋C+L”波段包括从1470nm到1610nm的范围，间距为20nm的八个波长。这些波长利用了光纤的全部光谱，包括在1310、1510和1550nm处的传统光源，从而增加了复用的信道数。20nm的信道间距允许利用廉价的不带冷却器的激光发射机和宽带光滤波器，同时，它也躲开了1270nm高损耗波长，并且使相邻波段之间保持了30nm的间隙。
CWDM系统采用的DFB激光器不需要冷却，当CWDM系统工作在0℃到70℃的温度范围内，其激光器的波长一般会有6nm的漂移。这个波长漂移再加上激光器生产过程造成的±3nm波长变化，总共大约有±12nm的变化。这样就要求光滤波器的通带和激光器信道间距必须足够宽。在这些系统中，在信道带宽为13nm的情况下信道间距一般为20nm。
CWDM还存在一些性能上的局限。目前尚存在以下4点不足：一、CWDM在单根光纤上支持的复用波长个数较少，导致日后扩容成本较高；二、复用器、复用解调器等设备的成本还应进一步降低，这些设备不能只是DMDM相应设备的简单改型；三、CWDM不适用于城域网，城域网节点间距离较短，在远程传输有一定的难度，运营商用在CWDM设备扩容上的钱完全可以用来埋设更多的光缆，得到更好的效果；四、CWDM还未形成标准。
光端机也可以采用密集波分复用DWDM技术，顾名思义，是稀疏波分复用的近亲，它们的区别主要有二点：一、CWDM载波通道间距较宽，因此，同一根光纤上只能复用5到6个左右波长的光波，“稀疏”与“密集”称谓的差别就由此而来；二、CWDM调制激光采用非冷却激光，而DWDM采用的是冷却激光。冷却激光采用温度调谐，非冷却激光采用电子调谐。由于在一个很宽的波长区段内温度分布很不均匀，因此温度调谐实现起来难度很大，成本也很高。CWDM避开了这一难点，因而大幅降低了成本，整个CWDM系统成本只有DWDM的30%。
在长途传输中，DWDM由于采用了EDFA（掺铒光纤放大器）将光信号直接放大，节省了大量的电中继设备，从而大大节约了成本。但另外一方面，由于EDFA平坦增益带宽较窄和它本身某些增益特性的限制，人们不得不采用高波长稳定度的激光器和密集波分复用器及解复用器，并且在整个线路上进行光功率均衡；此外，由于电中继传输距离加长，对激光器的色散容限和啁啾特性也提出了很高的要求。这些技术又提高了系统成本，过高的成本限制了DWDM在实际中的应用，所以目前用的比较多的是采用WDM和CWDM技术，但DWDM是未来的发展方向。
目前光端机产品的类型比较多，主要有FM光端机、AM光端机、数字光端机、WDM、以及DWDM光端机，FM、AM、和数字光端机应用的时间较长，技术方面比较成熟，但对光纤资源的要求较多，所以WDM和CWDM产品近几年的市场份额在逐步的增加，几大国际知名的光端机厂商目前都在致力于CWDM光端机的研制，目前已经出现了一些比较完善的产品，如美国的OPTELECOM公司的CWDM光端机就是在实际应用中非常好的产品，DWDM光端机也一直都被放在十分重要的地位上，对这一技术的研究和投资一直没有停止，这也被各大光端机厂商看作是对未来的市场以及技术的争夺。
远程的视频传输中光端机的应用非常广泛，不仅在CCTV系统中，而且在远程视频会议、远程教学、远程医疗、通讯等诸多领域都有很广阔的用武之地，它的技术随着计算机技术和通讯技术的不断发展而不断的发展，未来的光端机将向着数字化、网络化的方向发展，前景无疑是非常广阔的。 |
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