¿Qué es un transceptor óptico?
Transceptor óptico
Clasificación abierta: señal, equipo de transmisión, transceptor óptico
El transceptor óptico no comprimido de telecomunicaciones combina múltiples E1 (un estándar de transmisión de datos para Líneas troncales, normalmente a una velocidad de 2.048Mbps (este estándar es adoptado por China y Europa) y es un dispositivo que convierte las señales en señales ópticas y las transmite. Los transceptores ópticos tienen diferentes precios según la cantidad de puertos de transmisión E1. Generalmente, el transceptor óptico más pequeño puede transmitir 4 E1 y el transceptor óptico más grande actual puede transmitir 4032 E1.
Tipos de transceptores ópticos
Los transceptores ópticos se dividen en tres categorías: PDH, SPDH y SDH.
El transceptor óptico PDH (Jerarquía digital plesiócrona, serie digital cuasi síncrona) es un transceptor óptico de pequeña capacidad. Generalmente se usa en pares, también llamado aplicaciones punto a punto. La capacidad es generalmente 4E1. , 8E1, 16E1.
El transceptor óptico SDH (Synchronous Digital Hierarchy, serie digital síncrona) tiene una gran capacidad, generalmente de 16E1 a 4032E1.
El transceptor óptico SPDH (Jerarquía Digital Plesiócrona Síncrona) se encuentra entre PDH y SDH. SPDH es un sistema de transmisión PDH con las características de SDH (Serie Digital Sincrónica) (basado en el principio de ajuste de velocidad de código de PDH, mientras utiliza algunas de las tecnologías de red en SDH tanto como sea posible).
En terminología de monitoreo, es un transceptor óptico de video, un dispositivo de transmisión y conversión fotoeléctrica que transmite principalmente video y otros datos, audio, conmutación, teléfono Ethernet y otras señales. Su esencia es: conversión y transmisión fotoeléctrica. equipos colocados en ambos extremos del cable óptico, uno se recibe y el otro se envía. Como su nombre indica, los transceptores ópticos, en términos generales, los equipos de conversión fotoeléctrica utilizados para transmitir señales basadas en redes de fibra óptica pueden denominarse transceptores ópticos; .
Esta clasificación se utiliza en telecomunicaciones. Existen transceptores ópticos comprimidos que transmiten señales (incluido vídeo comprimido) y transceptores ópticos de vídeo sin comprimir que se utilizan en las industrias de vigilancia y radio y televisión.
La Los transceptores ópticos comúnmente conocidos son transceptores ópticos no comprimidos que transmiten video.
El desarrollo de los transceptores ópticos de video en China comenzó con el desarrollo de la vigilancia.
Los transceptores ópticos pasaron de analógico a analógico digital
A finales de la década de 1980, los transceptores ópticos analógicos comenzaron a entrar en la aplicación de China, la aparición de los transceptores ópticos digitales comenzó en 2001, lo que demuestra el proceso de desarrollo económico que impulsa el progreso científico y tecnológico, y la promoción de la ciencia y la tecnología; desarrollo económico.
Los primeros transceptores ópticos analógicos utilizaban principalmente modulación de frecuencia analógica, modulación de amplitud y modulación de fase para modular las señales de transmisión de vídeo, audio, datos y otras señales de banda base a un determinado elemento de carga, y luego las decodificaban a través del receptor. transceptor óptico en el otro extremo.
Modula la señal sobre luz y transmite vídeo a través de fibra óptica. Se suelen utilizar los siguientes métodos de modulación:
Modulación de amplitud o sistema de modulación fuerte (AM): sistema completamente analógico, transmisión óptica. El brillo o intensidad de los diodos emisores de luz (LED) dentro de la unidad varía linealmente con la amplitud del video de entrada. La señal óptica de amplitud modulada se envía a la unidad receptora óptica a través de la fibra óptica, que convierte la señal en vídeo analógico de banda base.
Modulación de frecuencia o modulación de frecuencia de pulso (FM): También es un sistema analógico La portadora de radiofrecuencia ajusta linealmente la frecuencia a través de la señal de vídeo de entrada. La portadora modulada se utiliza para el transmisor LED o láser. la unidad emisora de luz. La señal modulada en frecuencia se envía a través de fibra óptica a una unidad receptora óptica, que convierte la señal en vídeo de banda base analógico.
La transmisión de vídeo AM se utiliza ampliamente en aplicaciones de seguridad y vigilancia CCTV de gama baja a media en el mercado de seguridad industrial. Adecuado para transmisiones a distancias de 5,5 kilómetros (3,5 millas) o menos, el rendimiento de vídeo cualitativo que puede proporcionar un sistema de este tipo es bastante bueno y siempre cumplirá con los requisitos de calidad de la transmisión de larga distancia RS-250C. Sin embargo, los equipos de transmisión de vídeo AM sólo son adecuados para 850 nm. Las longitudes de onda operativas multimodo limitan la distancia de transmisión máxima disponible. Más significativamente, la relación señal-ruido de un sistema basado en AM sufre una atenuación relacionada linealmente de 2 dB por cada 1 dB de pérdida de ruta óptica, por lo que sólo se puede lograr una calidad de transmisión de vídeo aceptable en distancias de cable de fibra óptica relativamente cortas. Los equipos de algunos fabricantes pueden requerir un ajuste de la ganancia del receptor durante la fase de instalación inicial, lo que complica el proceso de instalación.
Finalmente, los productos AM no pueden cumplir con los requisitos técnicos de transmisión de video de corta y media distancia RS-250C requeridos en las aplicaciones ITS y de seguridad industrial de alto nivel actuales.
La transmisión de vídeo FM es un método de transmisión que se ha utilizado ampliamente en ITS y en los mercados de seguridad industrial de alta gama. Puede proporcionar un rendimiento de transmisión de video de muy alta calidad y generalmente cumple con los requisitos de calidad de la transmisión de media distancia RS-250C a un costo razonable. A diferencia de los equipos AM, los productos FM son adecuados para 1330 nm. Operación multimodo o monomodo y 1550 nm. Operación monomodo, su distancia de transmisión de aplicación típica es de hasta 66 kilómetros (42 millas). No se requieren ajustes por parte del usuario para facilitar la instalación. Aunque el método FM puede proporcionar una transmisión de alta calidad, su relación señal-ruido se atenuará a niveles más altos de atenuación de la luz o durante la transmisión por cable óptico en distancias de transmisión más largas, y la relación entre la relación señal-ruido y la atenuación de la luz es ya no es lineal, por lo que su rendimiento no es completamente predecible ni constante.
Además, es difícil para los sistemas basados en FM cumplir con los requisitos técnicos de la transmisión de corta distancia RS-250C, y las unidades de transmisión y recepción de video FM también son susceptibles a fuentes electromagnéticas externas y ondas de radio. de teléfonos celulares y interferencias de teléfonos móviles (EMI/RFI), generalmente ocurre en entornos salvajes o al borde de la carretera. Debido a limitaciones técnicas, los transceptores ópticos incluyen principalmente transceptores ópticos y de vídeo de un solo canal, dos canales, cuatro y ocho canales con datos de control PTZ. Transmiten punto a punto en un núcleo. , lo que provoca desperdicio y complejidad para las fibras ópticas con suficiente capacidad de transmisión. Los equipos de alta capacidad y gran número de canales requieren transmisión multinúcleo, junto con la vulnerabilidad a la interferencia y la atenuación causadas por las deficiencias de la tecnología de video analógico; para implementar relés y cascadas de múltiples niveles, y el servicio de transmisión única (generalmente solo señales de video y datos), la aplicación de la multiplexación por división de longitud de onda gruesa en la transmisión de video analógico también está limitada por las condiciones técnicas y el alto precio del equipo de multiplexación por división de longitud de onda. En la era en la que las fibras ópticas y los equipos de transmisión óptica eran costosos, muchas industrias incluso tenían requisitos claros que también prohibían su aplicación. Distorsión de intermodulación causada por la transmisión simultánea de señales multicanal.
En las aplicaciones de monitoreo in situ, los usuarios pueden tener muchas señales diferentes, como imágenes de video, audio, datos, Ethernet, teléfono u otras señales definidas por el usuario para mejorar la eficiencia de utilización de las fibras ópticas. y reducir costos, se deben multiplexar varias señales en el terminal óptico para su transmisión en un par o una fibra óptica. Para los transceptores ópticos de modulación de frecuencia, modulación de amplitud y modulación de fase, mezclar múltiples canales de señales de video, audio o datos con modulación de frecuencia, modulación de amplitud y modulación de fase en una determinada portadora inevitablemente causará varias imágenes e interferencias de intermodulación. Por lo tanto, actualmente existen en el mercado muchas marcas extranjeras conocidas de terminales ópticos de modulación de fase, FM y AM que interfieren entre sí durante la transmisión simultánea de múltiples canales de video, audio y datos. Todos estos fenómenos inestables son deficiencias inherentes. en tecnología de modulación analógica durante mucho tiempo.
Los transceptores ópticos digitales transmiten señales digitales, que pueden multiplexarse fácilmente en gran capacidad sin interferencias mutuas. En respuesta a la creciente demanda del mercado, los transceptores ópticos analógicos ya no pueden adaptarse a los requisitos de transmisión multiservicio de gran capacidad (vídeo, datos, audio, conmutación, Ethernet, intercomunicador, teléfono, etc.). La diafonía de canales, la fácil atenuación y el envejecimiento, el problemático servicio posventa y otros problemas han provocado que el transceptor óptico analógico disminuya gradualmente con la aparición de nuevas tecnologías, y el mercado y las aplicaciones han ido cuesta abajo.
La aparición de los transceptores ópticos digitales ha solucionado los problemas de los transceptores ópticos analógicos. Desde el año 2000, el desarrollo de la tecnología de las comunicaciones ha llevado al desarrollo de la tecnología de dispositivos de transmisión óptica y la tecnología de vídeo digital, y los terminales ópticos digitales han comenzado a entrar en el mercado y en las aplicaciones industriales. Con el desarrollo comparativo de los transceptores ópticos digitales y los transceptores ópticos analógicos, los transceptores ópticos digitales comenzaron a reemplazar gradualmente a los transceptores ópticos analógicos. Hasta ahora, se ha formado una situación en la que los transceptores ópticos analógicos y los transceptores ópticos digitales se dividen por igual. Creo que en un futuro próximo los transceptores ópticos analógicos serán sólo un término en la historia de la vigilancia. Si los primeros transceptores ópticos analógicos son el primer mercado de transmisión introducido por fabricantes extranjeros de transceptores ópticos, entonces los transceptores ópticos digitales son un proceso de competitividad nacional y extranjera, y las ventajas de los fabricantes nacionales y extranjeros.
La última generación de equipos de transmisión de vídeo por fibra óptica se basa en un conversor analógico a digital o codificador de señal digital (codificador/decodificador) dentro de la unidad de transmisión óptica, para la entrada de la señal de vídeo analógico de banda base (proveniente de CCTV). vídeo de la cámara, audio, datos, volumen de conmutación, Ethernet, etc.) se procesan utilizando tecnología de decodificación digital. Luego, la señal digital se modula en un transmisor LED o láser y se transmite a través de fibra óptica a la unidad receptora óptica, donde la señal digital anterior se reconvierte en una señal de video de banda base analógica mediante un convertidor interno de digital a analógico.
De esta manera, el sistema es eléctricamente completamente transparente y envía la entrada de vídeo del transmisor de luz a la salida de vídeo de la unidad receptora de luz a través de la fibra óptica, y puede coincidir directamente con las cámaras CCTV estándar NTSC, PAL o SECAM utilizadas actualmente.
Se puede decir que digitalizar señales analógicas antes de transmitirlas supone un salto cualitativo en la tecnología de transceptores ópticos. Los transceptores ópticos digitales resuelven las deficiencias de los transceptores ópticos analógicos, como la baja capacidad de transmisión, las bajas capacidades comerciales, la fácil atenuación de la señal y la fácil diafonía. Se destacan las ventajas: gran capacidad de transmisión, muchos tipos de servicios y capacidad de transmisión de una sola fibra. decenas de caminos y cientos de canales de video sin comprimir. El negocio de transmisión también diversifica y transmite diversas señales como video, audio, datos, Ethernet, señales telefónicas y valores de conmutación. Esto ahorra fibra óptica, mejora la utilización del ancho de banda de la fibra óptica y mejora el rendimiento de costos, la calidad de la señal se mejora a un nivel superior y la relación señal-ruido de la imagen de video puede alcanzar 67 ~ 70 dB con codificación de 10 bits; y cuantificación, que va mucho más allá de los indicadores de parámetros de 50 ~ 60 dB para señales analógicas a largas distancias. La aplicación de la tecnología en cascada es aún más conveniente para los transceptores ópticos analógicos.
Cuando hablamos de equipos de transmisión de vídeo decodificados digitalmente, el parámetro de rendimiento que debe considerarse al evaluar el rendimiento de un producto a otro es el número de dígitos utilizados en el sistema. El número de dígitos define fundamentalmente el rango dinámico eléctrico del sistema y la relación señal-ruido de extremo a extremo, y tiene una influencia importante en el rendimiento de la transmisión de vídeo. Cualquier sistema actual con una resolución de 6 bits es técnicamente atrasado y no puede representar el nivel técnico más alto actual. Dicho sistema definitivamente producirá artefactos y atenuación de video visibles en la imagen. Por este motivo, el número de bits utilizados en un sistema de transmisión de vídeo decodificado digitalmente debería ser de al menos 8 bits. La resolución de 8 bits o la capacidad de decodificación permiten que la calidad de transmisión de video cumpla o supere los requisitos de calidad de transmisión de video real o de transmisión de corta distancia RS-250C.
El uso de tecnología digital sin compresión, tecnología de codificación de vídeo digital de 10 bits (10 bits) y tecnología de frecuencia de muestreo de 15 Mhz hace que la representación de los puntos de muestreo digitales durante el proceso de digitalización de vídeo sea más precisa y el efecto de imagen resultante. más realista. Más perfecto
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