NTK非压缩视频数字光端机性能特点及工程应用

一、 概 述
　　 非压缩视频数字光传输是近几年刚刚兴起的视频光纤传输技术。美国Optelecom公司最先推出其非压缩视频数字光端机，国内厂家陆续跟随其先进思想, 在比较短的时间也内推出自己的产品。由于数字光端机具有传输信号质量高，没有模拟光端机多路信号同传时的交调干扰严重、容易受环境干扰影响、长期工作稳定性差的、难以满足传输网络结构复杂的工程方案等缺点，因此数字传输代替模拟传输是光纤通信技术发展的必然。从目前的市场情况来看, 模拟光端机正在逐步退出大、中型工程（多路传输）应用市场。同时我们还可以观察到，越来越多的工程技术方案，其应用设计的复杂程度非一般模拟光端机可以实现，这一点在后面的论述中将提及。
　　 美国NTK(洛泰克)公司经过不懈的努力，于2003年开发成功了全系列NTK数字光端机，其功能、性能以及工艺均属国际领先技术水平，在许多实际工程应用中得到用户好评。目前NTK产品的最大单纤传输容量可达到正向96路视频+96路音频+48路数据或正向88路视频+88路音频+46路数据+1路以太网+反向8路数据。
二、 非压缩视频数字光端机与SDH光端机、模拟光端机区别
　　 <1>许多用户对SDH光端机与非压缩数字光端机的用途不太清楚，这里有必要说明一下：两者都是数字传输方式，均采用时分复用技术（TDM），但SDH是同步传输，而目前大多数非压缩数字光端机实际上是一个PDH非压缩同步光端机。
　　 SDH光传输是全同步数字光传输，SDH有标准的数据帧结构，有国际上统一的公开的协议，不同的厂家光端机可方便接入。接入SDH标准帧规定的接口协议：T1/E1、T3/E3、STM-1、STM-4、STM-16、STM-32、STM-64等等。视频，音频、数据、以太网必须先复用到T1/E1或T3/E3上，再复用到STM-1上，STM-1再复用到STM-4上，这是一个复杂的复用过程。解复用是一个相反的过程。在这一系列复用/解复用过程中，数据产生了很大的秒级延时，同时视频经过MPEG2或MPEG4的压缩处理后不能达到广播级标准，对高速运动图像产生马赛克拖尾现象。
　　 一系列复杂的SDH复用、解复用使得系统设备造价昂贵，体积庞大。虽不同厂家光端机可互换，但其经济性差，限制了其在非通信领域的低端应用（如高速公路、交通、电子警察、监控、电力、水利、森林防火等）。
　　 SDH网目前主要应用在专业通信领域，构成国家骨干通信网，因其网络庞大，因而有许多资源可利用。
　　 如何充分发挥SDH和PDH各自的优势，在工程应用上可这样考虑：广域分布的SDH网是国家骨干网且已建好，可利用它作为全国联网或省级联网媒介。而对要求造价低廉的第一级用户网，可采用NTK非压缩视频数字光端机，如以下应用：
　　采用上述结构可方便地组成复杂的光纤网络，又能满足高速公路对传输视频质量，数据及时性的要求，成本同时也是最低的。通过SDH网可方便有选择性的往上级传输信息，在低端是实时、高质量、高容量的监控传输系统。
　　 <2>与模拟光端机的比较
　　 数字光端机的出现，由于其传输容量和指标高于模拟光端机，因而迅速获得了广泛的应用。
　　 1、 模拟光端机一个光波长可传输4路视频，再往上要增加传输容量，将使每路的传输成本迅速地大幅度提高至难以接受的程度。数字光端机充分利用光纤大带宽特性，用一个光波长可传输8路视频（1.5Gbps带宽。如果为3Gbps带宽，则一个波长可传输16路视频）。
　　 2、 模拟光端机是频分复用，复用最多4路数据或4路音频。不能同时复用4路数据和4路音频，而且调试困难，交调干扰严重。数字光端机很轻松做到这一点。
　　 3、 模拟光端机是把视频、音频、数据调制到不同的频率载波，频分复用后变成光波传输。它实际上是一个模拟信号的调制解调过程，不可避免带来噪声。如果它要4次电级联，就需要4次解调、调制过程，这样信噪比下降很大。所以，模拟光端机一般不能电级联。数字光端机是一个数字编码、解码纠错过程，除非数据出现连续错误，对信号的信噪比不会有任何影响。因此数字光端机既可电级联，也可光级联。如以下应用：
　　NTK4080JL、NTK2050JL为电级联光端机，在这些节点既可上（发射）视频、数据、音频，又可下（接收）视频、数据、音频；波分复用相当于光级联，不同波长光波的复用，这种方式特别适合高速公路的工程应用。
三、 NTK非压缩视频数字光端机的性能与功能。
　　 NTK数字光端机性能和功能处于同行业领先地位。
　　 1、 在视频传输方面：NTK数字光端机视频采样速率15MHz，采样位数10Bit，每路视频带宽150Mbps。一般产品多为8Bit或9Bit采样位数，每路视频传输带宽135Mbps。NTK数字光端机传输视频质量远比一般产品高。信噪比可达到SNR≥70dB，微分相位0.6°，微分增益0.6%。
　　 2、 在音频传输方面：NTK数字光端机音频采样频率78.125KHz，音频采样位数24位。每路音频带宽1.875Mbps。一般产品音频采样速率48KHz，采样位数16位。因此， NTK数字光端机的音频传输质量远高于一般数字光端机。音频信噪比可达到SNR≥89dB，通道隔离90db at 1KHz。
　　 3、 在传输容量方面：NTK数字光端机一个波长目前可传输8V+8A+4D或者8V+6A+6D。一般光端机只能传输8V+2A+4D。由于以太网是双向传输，用两个波长NTK光端机可做到8V(双向) + 8A (双向)+ 4D(双向) +E(以太网)。以太网接口10/100M自适应、网线交叉不交叉自适应，一般数字光端机采用两个波长是达不到目前这么大传输的容量。如果采用CWDM技术，NTK数字光端机可以做到单纤传输最多96路视频+96路音频+48路数据或者正向88路视频+88路音频+46路数据+1路以太网+反向8路数据。
　　 4、 在传输距离上，NTK数字光端机通过采用特殊技术手段可传输距离达80公里（一般产品只能达到60公里的传输距离）。
　　 5、 NTK数字光端机在发射端有电源指示，本地同步指示“SYNC”，灯亮表示本地同步；在接收端有“SYNC”指示，绿灯亮，表示光纤链路已正常，“ERR”误码指示，红灯闪烁有误码，传输距离已达极限，用户可方便知道其工作状态。视频格式兼容PAL、NTSC、SECAM；异步数据格式：RS-232、RS-422、RS-485、Manchester码都适应；以太网为10M/100M自适应，传输速率10Mbps。
四、 结束语
　　 数字光端机在系统应用中处于非常重要的位置，非压缩视频数字光端机从兴起到现在已步入成熟期。我们将更多地看到数字光端机在各个领域的应用，尤其是在资源约束比较高或者传输网络比较复杂等方面，数字光端机的地位更是不可替代的。