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光端机在视频监控领域中的应用介绍,视频光端机未来发展前景!

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监控视频怎样走光纤?视频光端机原理、接口与改造边界

浏览次数: 飞畅科技原创 作者:飞畅科技技术团队

监控室离摄像机很远时,光纤可以承担中间的长距离传输,但先要看摄像机输出什么信号。传统模拟视频光端机接收视频电信号,转换后送进光纤,再在另一端恢复视频;网络摄像机已经输出IP数据,通常需要以太网光纤收发器或带光口的交换机。两种设备都用光纤,入口、处理过程和录像设备却不同。

先分清接口:同样是BNC,不一定是同一种视频

传统监控摄像机常用同轴线和BNC接头输出复合视频,简称CVBS。亮度、颜色和同步信息组合在连续变化的电压里。它不是一根网线里的IP数据。数字视频光端机名称中的“数字”,可能只是说明设备内部把模拟信号数字化,并不表示它能直接接网络摄像机。

SDI也是常见的BNC视频接口,但入口已经是串行数字信号,其速率、格式和接收电路与CVBS不同。AHD、TVI、CVI等高清同轴制式也不能只凭接头判断兼容。买设备时应把摄像机型号、实际输出制式、接收端输入制式逐一列清;只有接口形状相同,没有格式支持说明,不能视作能互通。

传统数字视频光端机内部怎样工作

以CVBS入口为例,前端电路先接收并调理视频电压。模数转换器简称ADC,按时间间隔测量电压,并把测量结果表示为数字。采样频率决定能否跟上信号变化,量化精度影响每次测量的细致程度。因此“变成数字”不等于自动增加原有画面的细节,输入噪声也可能被一起采进去。

设备随后组织这些数字信息,多路机型还会把几个视频通道复用到共同的光链路。复用可以理解成按约定编排多个通道,但不能把它当成任意分光后都能解码的广播。发射电路驱动光器件,使光信号携带编码后的信息;光纤传的是随时间变化的光信号,不是完整画面在纤芯里移动。

接收端的光探测器把光变化转换为电信号。接收电路完成判决和必要的时序恢复,再把各通道分开。数模转换器简称DAC,将数字序列还原为模拟视频电压,送到对应BNC输出和兼容的录像机。两端的复用方式及通道配置必须配套,不能随意混用不同系列的发射机与接收机。

CVBS摄像机经ADC采样、通道复用和光发射器传入光纤,接收端经光探测、解复用和DAC恢复至DVR
图1:CVBS入口的通用数字化光传输机制,内部结构与波形为示意,不代表某款实物拆机或实测。

它在监控系统中承担什么,不承担什么

视频光端机适合保留既有模拟摄像机和兼容录像机,同时把门岗、厂区或道路点位的回传干线换成光纤。它主要解决传输介质与距离问题;摄像机的镜头、照明和原有清晰度仍决定能看到什么。相机本来没拍清的车牌,不能靠后端更换光端机凭空恢复。

数字化光传输可以减少长距离模拟同轴链路带来的连续衰减影响,光纤介质本身也不受电磁场以与铜线相同的方式耦合干扰。不过电源、视频入口和控制线仍可能受扰,链路预算不够或端面污染也会导致失锁。不能把“使用光纤”写成零误码、零延迟、永不丢画面的保证。

部分综合业务机型同时提供串口、音频、电话或开关量。视频回传通常由现场指向中心,云台控制可能反向传送。通道数量、数据方向、串口电气标准和报警形式应查具体手册;设备上出现网络口,也不证明BNC的视频会被自动转换成网络码流。

改造为网络监控时,为什么还需要编码器

模拟摄像机接入IP平台,需要视频编码器或具备对应功能的录像设备:除数字化之外,还要完成视频压缩及网络封装,并与录像平台建立兼容的流媒体连接。这一步与传统光端机内部为传输而进行的编码组织不同。H.264或H.265是常见视频压缩方式,并不是所有数字视频光端机内置的功能。

如果旧摄像机和原有录像端仍满足需求,可以继续采用匹配的视频光端机。如果希望保留模拟摄像机但统一进网络平台,可以评估编码器,再经交换机和光纤网络上传。若直接更新为IP摄像机,压缩编码一般在摄像机里完成,光纤收发器只承担以太网介质转换。选择路线时应同时比较兼容性、维护能力与停机安排,不把新旧技术简单排成优劣顺序。

保留CVBS到DVR的视频光端机路线,与CVBS经视频编码器进入交换机和网络录像平台的改造路线对比
图2:两条监控改造路线的设备和信号关系示意。光纤介质转换不等于视频压缩编码。

选型不能只问“能传几公里”

首先核对视频制式与同时工作通道数,其次核对光纤类型、单纤或双纤、接口和对应端设备。标称距离只是特定光器件和链路条件下的选型信息。应把光缆衰减、接头与熔接损耗、维修余量放进光功率预算,并确认接收功率既不低于灵敏度,也不超过过载上限;短距离使用高功率长距器件同样需要核查。

飞畅专用光端机分类中的FCP-V4F4pO8K8D8详情列出4路视频、BNC接口、PAL/NTSC/SECAM制式及多种附加业务。对于需要保留传统模拟视频、同时回传其它接口的点位,这些配置有明确价值;它们不表示任意4K同轴或SDI设备都能直接接入。具体业务组合、订购版本及接线以确认后的规格书为准。

如果摄像机输出SDI,应转向高清视频产品分类及对应SDI型号。比如FCVH-V1b的3G HD-SDI详情明确列出SDI格式支持;这是不同输入机制的产品证据,不应套用到CVBS设备。4K、8K是否可传,应查完整格式、速率和端到端支持,不能由“光纤带宽很大”推出。

安装、排障与交付要按链路分段

安装前可在短光纤上做两端联调,确认画面制式、每路编号和控制通道,再转到现场光缆。视频同轴线、屏蔽与终端阻抗按设备要求处理;电源电压、极性及防护按图纸核查。不得直视可能工作的光口或纤芯,也不要把普通室内机直接暴露在雨水中。

遇到黑屏,先检查摄像机本地输出和录像端输入,再看发射端视频状态、接收端光链路状态,最后核查通道对应与制式。光链路亮灯只说明某一层状态成立,并不证明所有视频都正常。维护中应记录端面清洁、光功率、供电和告警变化,不用不断调高增益掩盖源头故障;是否具备AGC、OSD或特定告警,必须查型号。

验收应同时查看所有通道、录像回放和控制响应,并在现场允许范围内检查断电、断链后的告警和恢复。另需区分光纤通信与光纤周界传感:后者需要专门的传感光缆、检测设备和算法,普通视频光端机不会因为接了光纤就具备入侵检测。门岗项目可继续阅读出入口回传规划,IP系统另见网络高清监控光纤设计。

资料说明:接口与产品配置核对飞畅上述分类和详情;网络改造概念参考Axis视频编码器白皮书。本文原理图为通用机制示意,非具体产品内部结构、现场实拍或性能测试;删除旧文过时市场预测,不把宣传性判断作为技术指标。