让安防更美好 光端机技术难点与日常养护需知
- 来源：中国安防展览网整理 作者：编辑部
- 2016/8/17 9:09:3047810
让安防更美好 光端机技术难点与日常养护需知
光端机的种类很多，按照接口来分类有视频光端机、音频光端机、HD-SDI光端机、VGA光端机、DVI光端机、HDMI光端机、数据光端机、电话光端机、以太网光端机、开关量光端机，如果按传输方式来分，有数字光端机和模拟光端机。近些年来，光端机给安防领域高清化和集中解决方案的实现带来了巨大影响。IPC从2005开始发展，一直发展缓慢，相比模拟摄像机，IPC具备数字化、高清化等特点，应该说这是摄像机发展的趋势，也符合整个安防行业数字化，高清化，集中模块化的大趋势，但一直到2010年，很多安防公司还在不断致力于研发SDI摄像机，因为IPC虽然可以解决高清化问题，无法解决传输距离和带宽问题。在光纤大规模应用之前，所有的安防企业一直被如何解决远距离传输和大容量传输这两个问题弄的焦头烂额。光端机作为一个延长数据传输的光纤通信设备，通过信号调制、光电转化等技术，利用光传输特性来达到远程传输的目的，有效解决了以上问题，因而备受欢迎。
高清监控的发展，安防行业对光端机市场的需求一片光明。对于光端机厂家来说，顺应市场需求，及时调整发展的战略，是势在必行的。要想在安防市场立于不败之地，光端机厂家必须要克服一些技术难关。
单纤多路高清视频多业务光端机必须逾越的技术难点
1）时钟系统复杂困难。例如，输入的高清视频码流锁定，时钟恢复。高清制式多样，使用者也并不知晓实际视频的制式，所以，必须自适应视频输入，这样，对参考时钟的系统，锁定状态机变的很复杂。当然，还有其他时钟的同步、锁定、去抖等处理。
2）在现有器件、成本等条件下，传输多路高清视频是很困难的，1路HDSDI带宽已达1.485G，这就是市场只有单路高清视频光端机的主要原因。要将1.485G码流中的视频拆解、嵌入、组装，不影响视频质量，必须对高清视频标准体系有非常深刻的认识。
3）一般高清视频传输采用YCBCR422格式，要求20BIT的传输，所以必须至少10BITSERDERS通道，以并保证光纤传输过程中不缺位不丢位（也就是在传输过程中不掺水分，比如8bit），从而保证高清视频的编码精度、原汁原味。为保证光纤传输过程中视频编码不缺位不丢位，必须对光纤传输技术有比较深刻的认识（例如，加扰解扰、ALIGN字节对齐等、既要效率高又要不误码）。
4）还由于每路高清视频是异步的，时钟频率，相位并不一致，无法将多路高清视频码流直接复用起来，必须实现多路异步高清视频的帧同步。由于速率高，储存量大，无法采用类似FIFO、RAM的时域调整方式，又由于高清视频码流的全实时、码流中含有各种时钟、同步等信息，每个字节既不能加也不能扣减，所以也不能采用码速调整方案。这也是市场急需而没有多路高清视频光端机的主要原因。
5）为了降低传输容量又保证高清视频的原汁原味，只传输视频有效数据。由于传输过程中，各种嵌入的同步信号，时钟信号，辅助数据：如TRS，DE，HS，VS，XYZ，VIP等都已消失。在接收端必须重新生成各种同步信号，并组装生成与输入同样制式的视频码流。而高清视频格式有标准的、非标的、有兼容861的，有逐行、隔行的、频率50、60HZ等等，格式生成状态机将变得十分复杂、工作量大。
6）由于业务烦杂，需要处理各种不同接口的帧结构、数率、时钟。可以按照业务要求直接输出各种高清视频制，（如SDI、HDSDI、HDMI以及音频嵌入、解嵌等）避免了外加各种价格不菲的转换器。此外，还可提供网络、数据、电话、音频等接口。
而对于光端机用户来说，懂得一些入场维护与基本问题解决办法也十分有必要。
光端机日常使用及保养细节
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，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，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，终造成设备的破坏或损害，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：
3.1.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;
3.2.前端设备故障，如摄像机没有视频或没通电等;
3.3·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;
3.4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，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。
光端机让安防变得更美好！