光端机的昨天、今天和明天(2)

二、 模拟光端机的变革
1997～2000年期间，随着光通信技术的完善和发展，以及市场需求的扩展，如视频业务量的增多、单一传输模式的不足以及对视频联网共享的迫切需求，光端机有了新的发展，就出现了模拟总线式（级联式）光端机（如BOCOM的3000系列、7000系列）、多业务光端机（音频信号、报警开关量信号等）等较为复杂的光端机。光端机品牌也逐渐增多，很多国产品牌也开始自主研发生产。
此时的模拟视频技术虽然出现了更为复杂先进的调频技术，但并没有质的飞跃，光端机的进步主要是因为引进了光纤通信中的粗波分复用（CWDM）技术，即从在单芯光纤传输一、两个光波段扩展到八、九个光波段。这些新技术的采用，使得光端机在传输容量、传输模式等方面都得到了极大的发展和进步，如 BOCOM的3000系列光端机就能够在一芯光纤上传输32路视频信号，还能够做到多前点——单中心的总线传输。此外，伴随着大型视频矩阵系统的引入，视频传输也脱离了简单的线状传输结构，搭建视频联网系统、广泛实现人们对视频信号的共享成为流行。此时，光端机的应用领域已扩展到高速公路、消防、海关等领域。但随着高速公路等行业飞速发展壮大、城市道路交通监控系统规模的进一步扩展，变革后的模拟光端机虽然在很大程度上完善了光端机在传输容量、以及传输模式等方面的问题，但基于模拟视频技术，瓶颈逐渐凸现：
1、传输容量依然不足，且大容量传输代价过高
随着光端机大量的应用于高速公路领域以及城市道路交通监控系统规模的逐渐扩大，很多视频监控项目出现了上百路甚至数百路视频的传输需求。模拟光端机的单芯传输容量依然不足，同时，由于粗波分复用光器件的价格昂贵，导致大容量光端机，特别是在超过8路视频的时候，传输代价大幅度上扬。如何提高单波段的传输容量成为问题的关键。
2、视频联网出现瓶颈
大家知道，模拟视频信号易受干扰，易衰减，模拟复用光端机就是利用调频技术，在传输流上加载额外的通道，但这需要光信号转换回电信号后才能完成加载。重复的光／电转换，使得电噪声累积，直接影响图像质量。这个问题在大型视频联网系统中格外突出。
3、信号的质量问题
模拟视频技术的发展已接近极限，模拟光端机的信号传输质量难以提升。以视频信号的信噪比这个影响光端机质量的关键参数为例，比较好的国外品牌以及部分国内品牌的模拟光端机的视频信噪比可以达到50dB，但再想提高就难了。还有模拟信道之间的互相干扰也是难以彻底解决的痼疾。
此外，模拟光端机还存在制造复杂、调试维修麻烦等问题。模拟光端机的使命可谓到了尽头，如何进一步开发出新的光端机技术，是业界人士关注的焦点。
三、 数字光端机的出现
2001～2003年，随着宽带数字光传输器件技术以及数字视频技术的飞速发展，数字光端机开始走向市场。由于在市场以及应用领域上，数字光端机和模拟光端机基本重叠，所以数字光端机凭借其优势，在短时间内就占据了模拟光端机的市场，并使得国内外众多光端机厂商趋之若骛。是什么原因导致这样的情况呢？期待已久的新一代光端机技术具有怎么样的先进性呢？
数字光端机是将多路模拟基带的视频、音频、数据进行高分辨率数字化，形成高速数字流，然后将多路数字流进行复用，通过发射光端机进行发射；另一端的接收光端机进行接收，解复用，恢复成各路数字化信号，再通过数字/模拟转换恢复成模拟视频、音频、数据。
将模拟信号先进行数字化处理后再进行传输是光端机技术的质的飞跃性发展。数字光端机不仅能解决前面所说的模拟光端机的诸多问题，并且还具有无可比拟的优势：
1、传输容量大，业务种类多
传统的模拟光端机之所以被打败、市场被吞噬完全是因为模拟光端机自身的缺陷造成的，它传输的信号容量有限，不能充分利用光纤的带宽；传输的信号种类也比较单一，也就是视频、音频、RS-232、RS－422等低速数据等几种信号，这和当前多样化的市场需求是极不相符的。而数字光端机能够更好的利用光纤带宽资源，能够传输更大容量的信号，例如，按照模拟视频技术的普遍水平，模拟光端机最多可在一芯光纤上传输32路视频信号，而数字光端机的传输容量能达到单纤传输上百路的非压缩视频。如BOCOM数字光端机可在一芯光纤上传输128路非压缩视频。并且针对目前各种行业的多样化的需求，数字光端机可以传输视频、音频、低速数据、IP数据流、电话语音、E1信号、开关量等等各种信号，甚至根据客户需求还可以传输压缩信号。这极大的丰富了光端机传输的信号种类。所以传输容量的提升，提高了光纤带宽的利用率，降低了传输系统的成本，提高了性价比。
2、信号质量好
还是以信噪比指标为例，视频图像的信噪比指标在8bit分辨量化级的情况下可以轻松达到60dB，在10bit分辨量化级的情况下甚至可以达到 70dB。再者，由于将传输信号数字化，也避免了模拟光端机传输中传输通道之间相互干扰的问题。此外，数字光端机传输的是数字信号，不存在模拟信号那样的衰减，经过无损中继理论上的传输距离达到无限远。
3、提供新技术的应用基础
将模拟信号数字化，使得光端机向标准化、模块化方面发展成为可能；同时，和其他众多数字化设备一样，数字光端机实现设备自身的监控和管理成也为可能。所以，信号数字化为光端机引入更多的新技术、新结构以及新概念提供了根本基础。
富士达集团（http://www.fst-ec.com）提供数字视频光端机、数字音频、VGA DVI光端机等设备。