信息時代的快速發展讓光端機帶領安防高清騰

安全一直是人類社會面臨的一個重大問題，在進入21世紀后，公共安全再次成為人們關注的熱點。從紅外報警，門禁，到視頻監控，智能分析監控，安防領域對安全問題的處理技術正在不斷革新，安防的概念也在不斷變化，安防的需求和定義也在不斷的延伸?，F今安防正沿著以智能為中心，結合視頻、警報、移動、物聯網、大數據等一切要素，形成一個巨大的安防體系。目前安防領域出現兩大趨勢。視頻采集已經由模擬轉向數字，視頻采集清晰度越來越高，隨之而來，需要傳輸和存儲的數據量也越來越大。另一方面，安防工程的建設也越來越科學、規范，各類解決方案尤其大型項目都會設計一個高集中度的監控中心來集中管理安防。由此而來數據量不斷增大和遠距離傳輸就成了我們目前需要解決的問題。而無論是模擬傳輸的同軸電纜還是網絡傳輸的網線，在傳輸速率和傳輸距離上都難以達到要求。目前而言，用光纖來做傳輸介質已是公認的好選擇。

網絡通信技術發展到今天，光纖等技術已相當成熟，成本已大大降低，另外得益于電信運營商不斷的廣告宣傳，光纖的概念幾乎家喻戶曉，家里裝光寬帶的時候我們會用到光貓，但很少有人知光端機。其實光貓就是一種光端機，它可以把我們的以太網信號和光信號相互轉換，實現數據的轉發和接收，從而進行通信。光端機按照接口來分類有視頻光端機、音頻光端機、HD-SDI光端機、VGA光端機、DVI光端機、HDMI光端機、數據光端機、電話光端機、以太網光端機、開關量光端機，如果按傳輸方式來分，有數字光端機和模擬光端機。由于模擬光端機的模擬傳輸系統，是把輸入信號變為傳輸信號的振幅（頻率或相位）的連續變化，光源的非線性較嚴重，因此其信噪比、傳輸距離和傳輸頻率都十分有限，因此很少使用。但數字光端機的非線性對數字碼流影響很小，再加上數字通信可以采用一些編碼糾錯的方法，且易于實現多路復用，因此在得到了廣泛的應用。

光端機的種類繁多，也給我們在安防解決方案實際應用中提供了豐富的接口，幾乎可以適應現今所有的安防設備。比如視頻光端機和以太網光端機。視頻光端機可以把普通模擬信號轉換成光信號，這類光端機也會根據業務的不同配有一個或多個BNC口和光纖接口。以太網光端機主要針對IPC或其他以RJ45為數據傳輸接口的設備。同樣，根據業務的不同，會配有一個或多個RJ45口和光纖接口。光端機一般來說是成對使用，我們看一下圖示（圖1）就能明白光端機的應用方式。

我們可以看到，光端機的主要作用是對各類輸入信號轉換成光信號用于傳輸。不需要前端攝像機或是后端的設備做技術上的改變。一個光端機傳輸系統，可以看作是適用于各種傳輸介質的“中繼器”，這個“中繼器”，可以遠距離大容量的傳輸各類信號。

近些年來，光端機給安防領域高清化和集中解決方案的實現帶來了巨大影響。IPC從2005開始發展，一直發展緩慢，相比模擬攝像機，IPC具備數字化、高清化等特點，應該說這是攝像機發展的趨勢，也符合整個安防行業數字化，高清化，集中模塊化的大趨勢，但一直到2010年，很多安防公司還在不斷致力于研發SDI攝像機，因為IPC雖然可以解決高清化問題，無法解決傳輸距離和帶寬問題。在光纖大規模應用之前，所有的安防企業一直被如何解決遠距離傳輸和大容量傳輸這兩個問題弄的焦頭爛額。HDCVI和HDTVI便是在這樣思維方式下的嘗試。但似乎這些都是治標不治本的解決方法，因為安防發展的今天，我們需要大幅的增加傳輸距離，大幅的提升傳輸能力來實現視頻圖像高清化。

我們在安防施工中，前方的布點，即我們的監控攝像頭，會有一部分離監控中心很遠的距離，比如一個大型廠房，遠處的監控攝像機可能會距離監控中心超過2公里。這樣，無論選用網絡傳輸還是同軸電纜傳輸（同軸電纜的遠傳輸距離只有500米，網線的傳輸距離只有100米），在監控中心得到的視頻圖像效果會非常差，甚至會出現視頻圖像丟失的情況。另一方面如果攝像頭采用同軸電纜作為傳輸，同軸電纜的傳輸速率只有10M，因此對于一個片區的攝像頭每一個都配一根同軸電纜鏈接到監控中心。要解決上述問題，在不使用光纖的情況下，我們只能使用各種中繼器，導致出現復雜的級聯和設計方案，無論是施工成本還是施工難度都會大幅增加。若可以用光纖作為傳輸介質，則可以很好的解決這些問題。光纖的傳輸距離可以達到10KM以上，傳輸能力也能達到1000M級別以上，一根光纖便可以傳輸高達100路1080P視頻圖像。在布線成本上，長距離光纖的布線成本甚至低于我們傳統的布線成本，非常適用小區、樓宇、廠區等多布點，長距離布線的安防工程。

光端機的出現，使得前端攝像機高清化一下子成為可能。IPC也出現井噴式的發展。如今1080P采集分辨率已經成為攝像機的標配，廠家甚至開始推出4K攝像機，清晰度成倍的提高。而這些，都得益于光端機可以大量地應用在安防工程中。

光端機在工程上安裝施工非常簡單易用。一般施工人員只要經過簡單的培訓便可進行施工。如果有成套的配線，直接接入對應接口即可。碰到問題時，只要參考光端機的各個信號指示燈，便可以基本排查出問題，基本不增加施工難度。此外，因為光端機的種類豐富，我們還可以在監控系統升級或改造的情況下應用光端機?？梢詫⒉糠謪^域的攝像機升級為更高清的SDI攝像機或IPC，并作集中傳輸管理，省去大量的改造成本，而光纖具備的大容量傳輸能力，除了新增布點，光纖線路就可以滿足今后支持更進一步的改造升級。

所以，光端機讓安防變得更美好。我們在設計安防方案時可以不用再考慮布點到監控中心的傳輸距離，不必再精算組建高清布點時傳輸帶寬不足的問題，因為光纖的傳輸距離和傳輸帶寬對這些來說已綽綽有余。那么光端機還有什么更好的發展方向，帶給安防領域新變化呢？

光端機在目前安防系統中扮演的是傳輸數據的角色，解決遠距離傳輸和大容量傳輸。因為前端攝像頭等采集源的接口不同，光端機成對使用，一個光端機把前端的輸入信號轉換成光信號，另一個光端機再把光信號還原成輸入信號送給終端。這也意味著在安防施工的過程中，針對每一個布點線路我們都配用一對光端機。在安防解決方案中，各個方向的布點數據，都會匯集到監控中心，如果我們能對光端機進行整合，在光端機的設計中也引入交換機的概念，采用一個多路光端機來接入來自不同布點線路的光信號，我們就可以省去一半數量的光端機，對大型項目來說可以大量節約成本。這種集中管理的方式這有別于一般的多模光端機，多模形式在視頻圖像傳輸時，帶寬（針對模擬調制）和傳輸速率（針對數字式）有較大的限制，特別是因色散的影響大大限制了采用高速率傳輸的非壓縮數字光端機在傳輸距離、容量方面的應用。而集中管理，是使用適應光纖自身特性的標準協議對接收的多個信號進行編碼，將多個光信號合成一路光信號。實現用單模方式傳輸多路視頻圖像。如同RJ45口一樣，光端機也可以成為“網卡”，成為交換機、路由器。未來我們還可以把光端機模塊化，將光端機與不同的設備進行整合，形成統一的接口。未來監控中心可以不再布置成百上千的視頻線和網線，只需要簡單的拓撲網絡便可以完成整個工程的布局，提高整個監控中心的安全性和穩定性。

實現這個目標，我們需要出臺標準的規范，需要設計光纖的傳輸協議，需要不斷提升光端機的處理能力，數字化、多功能化、智能化、標準化、集成化，勢必成本光端機未來的方向。不過隨著光端機核心芯片的不斷發展，我們似乎很快就能看到這一天。