光端機作為光纖通訊設備，憑借傳輸容量大、距離遠、衰減小、抗電磁干擾能力強等諸多優勢備受人們親睞，并在傳輸領域發揮著重要作用，同時用戶端也對其更加熟悉、了解。以下主要從光端機的技術、選擇的標準與指標、環境適應問題等多方面進行闡述，以期給廣大工程商一個較全面的了解。
　　 提起光端機，業內人士一定耳熟能詳。其作為光纖通訊設備，憑借傳輸容量大、距離遠、衰減小、抗電磁干擾能力強等諸多優勢備受人們親睞。早在全國興建高速公路之始，光端機已得到廣泛使用，并朝著多類型、多功能方向發展。而從2004年開始的全國“平安城市”建設，也成為視頻光端機廣泛應用的又一大契機，使得光端機市場更加蓬勃地發展起來。
　　種類眾多，市場發展較為混亂
　　所謂光端機即放在光纜兩端進行光電——電光轉換傳輸的收發設備。從工作原理和應用來分，光端機又可分為模擬和數字兩類。數字光端機中又有數字壓縮式與數字非壓縮式視頻光端機。
　　數字壓縮式光端機主要是指在通信傳輸過程中進行信號壓縮傳輸的視頻光端機。其主要采用MPEG-2、MPEG-4或H.264編碼技術進行壓縮，所傳輸的音頻、數據、視頻信號等電子信息通過編碼被壓縮成E1識別的碼流，所以此類光端機都可以按E1來劃分容量。根據編碼技術的不同，可將信號分別壓縮為2：1、4：1或8：1的大小，而壓縮的體積越小，傳輸的容量就會相應增多。據上海莊誠電子技術有限公司總經理陳莊介紹，此種數字壓縮式光端機與非壓縮式光端機都可將信號傳輸至監控中心，壓縮容量大，適用于網絡帶寬不足的領域，但易出現延遲、視頻質量變差等問題。
　　而人們通常所說的光端機則為數字非壓縮式光端機。傳輸信號經過數字化處理，即通過抽樣和量化編碼實現模/數（A/D）轉換，再利用高速數字復接技術將多路數字視頻信號或數字音頻及其它信號復接成高速碼流，并通過高速數字光傳輸平臺進行傳輸---- “此類光端機可大量減少工程布線，提高傳輸質量，徹底解決干擾問題，降低工程造價，已被廣泛使用于高速公路、智能交通、平安城市、機場/碼頭、住宅小區、體育場館、金融單位等諸多領域，當前在安防領域中主要使用的亦為該種光端機。”由于壓縮式光端機較少人使用，主要介紹數字非壓縮式光端機。
　　數字非壓縮式光端機主要包括點對點式、節點式等等。其中點對點式為最基本的視頻光端機，也是目前使用較多的光端機，但由于其只能是一個點對著另一個點，因此較浪費光纖；而節點式則普遍應用于高速公路，可在一根光纜上任意設置多個節點，可以較大程度上節省光纖；另外在電信、網通等運營商中則較多使用匯聚式視頻光端機，其在遠程可由多個點匯聚成一個中心，再統一通過光纖傳輸至后端監控中心，此種方式可大量節省光纖。
　　由于光端機“成員”眾多，光端機市場在一定程度上存在一些問題。由于目前國家對光端機并無明確的統一標準，因此光端機市場甚為混亂，不同廠家的產品價格差異較大。 “當前我國光端機技術已發展得相當成熟，并無太多技術壁壘；由于技術門檻較低，地區小作坊式的加工廠普遍存在，因此在一定程度上造成光端機市場的混亂。低端產品在質量上會影響使用的效果，給用戶造成一定傷害。這就要求專業的生產廠商生產更多、更適合、質量更好的、價廉的光端機產品，建議用戶根據需要選擇最合適的產品。
　　光模塊與視頻處理模塊，產品的核心器件
　　光端機作為專業的信號傳輸設備，已朝著模塊化方向發展。光端機內部主要包括視頻處理模塊、光模塊、模擬電路及保護電路等部分，這些部分相輔相成，是光端機不可或缺的部分。其中，核心部件為光模塊與視頻處理模塊。
　　光模塊
　　 光模塊即光收發一體模塊，是光纖通信系統中的重要器件。作為光電轉換模塊，在發射機中將電信號轉換為光信號，而在接收機中則將光信號轉換為電信號，在光端機中主要起著信號轉換作用。
　 光端機是隨著光模塊的發展而進一步發展的，進口光模塊的價格幾乎是國產價格的5倍以上，在單路視頻光端機中光模塊的價格占總成本的一半以上，而當前中國的光電技術已較成熟，因此國內光端機廠家較多選用國產品牌光模塊。目前國內光模塊生產廠家主要集中在江蘇、武漢、深圳等地區，這里集中了一批如江蘇奧雷光電、深圳思達光電等知名廠家，為光端機生產廠商提供質量優異的光模塊產品。
　　 光模塊可分為商業級、工業級與軍工級三個級別，其中商業級適應的溫度范圍在0度~75度，工業級為-45度~85度，軍工級要求最高，可適應更為惡劣的環境。由于光端機廠家選用的光模塊等級不同，產品自身各方面性能也會相應地存在較大的差異。優質的光模塊除具備較高兼容性與穩定性外，擴展性相對較好，而光模塊廠家也會對模塊進行專門優化，以適應不同客戶的需求。當前光模塊廠家眾多，一些老牌光模塊廠家偏重于通信類的光端機模塊，如SDH、PDH等，產品需求較單一，某些專業廠家則主要傾向于視頻光端機方面，可針對客戶的個性化需求定制。
　　 雖然光模塊廠家眾多，雖然光模塊廠家統一按照國際標準IPU進行生產，不同廠家的產品處于同一水平、統一平臺之下，實現的功能基本相同，因此在硬件方面并無太大差異，但由于質量管理、售后服務、市場策劃等軟件方面的不同，會導致不同廠家產品存在差異。
　　 視頻處理模塊
　　 視頻處理模塊內部的CPLD可編程邏輯芯片在光端機內部起到決定作用。CPLD是一種用戶根據各自需要自行構造邏輯功能的數字集成電路，基本設計方法是借助集成開發軟件平臺，用原理圖、硬件描述語言等方法，生成相應的目標文件，通過下載將代碼傳送到目標芯片中，實現設計的數字系統。該種芯片通常從美國的芯片廠家購買，再由光端機廠家進行邏輯程序編譯，由于每個廠家使用的編譯語言不盡相同，因此這是目前不同光端機產品無法實現互通的主要原因，但所實現的功能大同小異。目前芯片是光端機廠家的主要技術所在，是各個廠家產品出彩的地方。
　　 就目前而言光端機實現方案較多，如芯片廠家在推薦芯片時也會根據使用領域設計不同方案，而光端機廠家進行設計時會考慮不同方案組合的綜合效果，因此效果好壞主要是看光端機廠家在整合時所選用的方案，元器件本身對產品并無太大影響。
　　 選擇光端機的標準與基本指標
　　 不同行業，標準不同
　　 由于光端機在多個行業廣泛使用，而不同行業對其要求也不盡相同，因此一些重要行業根據自身需求對光端機制定了相關的行業標準。
　　 其中，國家電子工業部規定的電子行業軍用標準——《SJ 20358-93模擬電視信號光纖通信設備通用規范與測量標準》，于1993年7月1日開始實施，該規范適用于使用單模和多模光纖（纜）為傳輸介質的直接強度調制（D-IM）和脈沖頻率調制（PFM）的傳送模擬電視、衛星電視和應用電視基帶信號模擬光纖通信設備，其明確規定了視頻的主要技術指針中分別達到Ⅰ級與Ⅱ級的標準。其中微分增益達到Ⅰ級與Ⅱ級的失真范圍分別為±1.5%、±4%，微分相位的Ⅰ級與Ⅱ級失真范圍分別是±1.5°、±4°，加權隨機噪聲信噪比的兩級則分別為62dB與55dB，而在此規范中同樣規定了音頻和數據的各項技術指針。
　　 在2002年12月12日信息產業部發布的《SJ 20854-2002 數字視頻光纖傳輸系統通用規范》，其規定了數字視頻光纖傳輸系統的各方面要求，而此規定主要適用于軍事通信網中用于傳輸數字視頻（包括常規數字電視、電視電話、會議電視和高清晰度視頻等）的光纖傳輸系統，其中也明確規定數字視頻光纖發射機與數字視頻光纖接收機的標準。
　　 上述兩項規范是當前視頻光端機在檢測時采用最多的規范，也是最基礎的規范，按規定檢測合格的產品可稱為工業級的視頻光端機。除此之外，國家廣電行業、交通行業等也對光端機的各項指針進行詳細規定，其中廣電行業的標準最為嚴格，不僅適用于普通的圖像傳輸，更要求可在廣播與電視上進行傳輸，因此在傳輸過程中視頻、音頻等信號的傳輸偏差要小。而安防行業對光端機的要求相對較低，所傳輸的信號指標在監控人員可接受范圍內即可，因此用戶在選購光端機時，要針對所使用的領域進行選擇。
　　 基本指標
　　 隨著光端機在各個領域的廣泛使用，各光端機廠家為了使自己產品更具“優勢”，在各項技術指標上頗下一番功夫。當前光端機的技術指標涉及視頻、音頻、數據、開關量等多個方面，常常令用戶眼花繚亂，而光端機的主要業務是進行視頻傳輸，因此該方面的指標相對重要。
　　 1、信噪比
　　 信噪比即信號與噪聲的比值，通常以S/N表示，單位為dB（分貝），其中噪聲為在處理過程中設備自行產生的信號。信噪比過低，圖像上即可看到如雪花狀的噪聲點，圖像甚至會出現飄動，物體的顏色會出現偏色，亮度不均勻等。當信噪比低于20dB時，圖像人眼已經無法接受。目前光端機廠家所標明的信噪比（加權）一般都在67dB以上，而某些廠家甚至可以達到80dB。而業內人士表示，信噪比并不是越高越好，只要能達到標準的要求就可以了。由于前端攝像機的信噪比一般為50dB（加權），因此光端機的信噪比無論是達到65dB還是75dB區別不大，而信噪比過高也會影響其它指標。
　　 2、微分相位與微分增益
　　 這兩者的數值變化必須通過專業儀器才可測出，其主要反映信號的穩定性。其中微分相位是指與色度有關的亮度信號幅度變化所引起的彩色載波分量的相位變化，其是用來描述亮度信號的幅度變化對彩色色調影響的一個參數，用度來表示；而微分增益則是指色度信號隨有關亮度信號幅度變化的函數關系，它對圖像的影響是彩色飽和度的變化，通常用%來表示，兩者數據越小，圖像穩定性越好。　　目前主流廠家基本將微分相位與微分增益分別控制在1°與1%左右，但由于這兩者指標變化用肉眼很難察覺，而監控人員僅要求所傳輸的圖像亮度適中、圖像穩定即可，沒有作為選擇光端機的首要指標。
3、視頻帶寬
　　 視頻帶寬是視頻傳輸中非常重要的指標，其主要是指數字化的采樣頻率。光端機采樣頻率越高，處理及傳輸的資料量越大，光端機的成本就會越高。按照奈奎斯特采樣定律，要真實地還原信號，其采樣頻率至少應該是信號頻率的兩倍。目前主流廠家的視頻帶寬一般在6.5M以上，甚至達到8M。
　　 由視頻帶寬的計算公式（視頻帶寬=C×水平分辨率×垂直分辨率×采樣頻率/2）可得知，若想提高視頻的分辨率，則要提高視頻帶寬。例如：可將光端機的視頻帶寬看作公路上的車道，若車道不夠就會出現塞車現象，造成交通阻塞，因此帶寬不夠，視頻畫面細節部分就不夠清晰，甚至出現色彩失真或丟失現象。
　　 除以上三個指標外，有業內專家表示，光端機的視頻電平相較而言也是尤為重要的。其視頻電平主要包括白電平、同步電平及色同步電平，這三者的標準值分別為700mV、300mV及300mV，據其解釋，這三項指標若是出現偏差，視頻畫面會明顯地出現劣化現象。其中，若白電平幅度過低，攝像機所傳輸過來的亮度信號即會等比例壓縮，而在低照度情況下，其所顯示的圖像亮度會降低；而同步電平過低，其圖像則會出現扭曲現象；色同步電平偏低圖像則會嚴重偏色甚至無色，因此這方面的指標也是需要注意的。
　　 光端機除傳輸視頻外，其還可同時傳輸音頻、開關量等信息；同時，影響視頻質量的指標眾多，因此在選擇光端機時，不應只看其中一個指標，要看綜合效果。當前光端機廠家所標稱的技術指標一般都能實現，作為工程商，不能完全依靠技術指標來選擇產品，而更偏重產品的穩定性。同時甲方和工程商在選擇產品時，一般會選擇主流廠家產品，因其品牌代表性能與穩定性，除此之外還會綜合考慮產品的性價比，而與之經常合作的廠家，也會針對經常出現的問題進行改進。
　　 環境適應性，光端機應用的主要問題
　　 光端機作為基本的傳輸設備，其發射機通常處于室外進行全天24小時連續不間斷工作，加上各地區環境的差異，極大地縮短光端機的壽命。根據這種情況“光端機廠家雖在生產產品時已精確計算過各個元器件所能使用的壽命，但在實際應用中產品所受到的電磁干擾、濕度、溫度等因素是無法預計的，因此好的光端機除選擇優質的元器件外，還要充分考慮產品能經受不同環境的影響。”
　　 高低溫情況
　　 我國南北方環境差異較大，因此光端機在使用時要充分考慮環境溫度的影響。某些工程商在安裝光端機時，出于各方面的考慮，通常會在外部添加設備箱，而在夏天使用時，其內部溫度幾乎達到70度，因此光端機廠家在設計產品時，要充分考慮溫度對其的影響。　　當光端機使用于北方寒冷的地區時，由于機器本身在不斷的連續工作時會產生熱量，因此低溫對光端機并不是主要的問題，而高溫則要特別注意。
　　 針對光端機的高溫適應性，首先選用的元器件要符合標準，即能達到溫度的上下限，這些決定著光端機所能承受的溫度范圍；其次在生產時，機身兩側可增加散熱孔，保證光端機內部空氣的對流。最后還要進行老化保障。一般光端機在出廠時都會進行連續48小時的老化烤機操作，即在室內環境下，人為控制光端機在惡劣環境下的老化保證，通過這種烤機，可將存在細微瑕疵的產品檢測出來。而某些廠家也會設計一個保護電路，當溫度超過所設定的最高溫度時，即會自動啟動保護電路，暫時中止光端機工作，當溫度降低時，再重新工作。
　　 不少工程商在安裝光端機時，也會特別注意高溫問題，針對南方夏天高溫的情況，廣州光橋會采用一個插槽式的板將風扇安裝于光端機處，也可有效解決高溫問題。在安裝光端機時盡量不要暴曬，需要時可增加遮陽罩，同時還需特別注意通風。　　端口保護---廣州光橋公司三級防雷保護
　　 光端機由于所傳輸的信號不同，會集成多種不同類型的端口（如視頻端口、音頻端口、數據端口等），因此廠家在設計時也要對端口的保護列入重點考慮的范圍。端口的保護措施主要是防雷，由于夏天雷電過多，且無法預測，因此不同端口要進行不同形式的防雷保護，增加保護電路或防雷芯片等防護措施。如視頻端口可采用TVS管，或增加防靜電防護網，可盡量降低雷電破壞幾率。雷電并不能一次性完全泄放，而是通過三級防雷，第一級防雷主要是針對10千伏以上高壓，可在光端機外部添加防雷器；第二級是對于幾百伏的高壓，可在設備中安裝防雷器；最后一級則為光端機本身的防雷，在光端機內部集成防雷芯片，可對5V以上的雷電進行防護，通過三級防雷，可將光端機遭受雷擊的幾率降到最低。
　　 多功能，多業務集成
　　 光端機發展至今，除基本的視頻傳輸外，已逐步發展為集音頻、數據、開關量傳輸等多業務集成的光端機，這些功能各個廠家基本都可實現。隨著技術的發展，光端機也開始逐步具備聯網、網管功能。
　　 聯網功能
　　 隨著監控系統向網絡化方向發展，作為主要傳輸設備的光端機也可通過網絡實現數據傳輸，尤其是在“平安城市”建設中，需要通過光端機的傳輸信號對各級區域進行實時監控，第一時間發現異常情況，強化對城市治安的管理，在監控范圍跨區域多級化的情況下，對光端機提出的聯網功能運營而生。
　　 目前聯網功能較多應用于環網式與匯聚式光端機，可有效節省光纖資源，其主要采用電信級光纖通信系統中的數字中繼技術，使信號逐級再生，與本地信號交叉復用，信號切換非常靈活。
不少廠家也根據用戶的這一需求進行研發，如我公司視頻設備間匯聚端及后端接收端，其中前端發射端設備可將攝像機或其它視頻設備傳送的模擬基帶視頻信號轉換為光信號傳輸至后端各級監控室、指揮中心，再將各級監控室、指揮中心的云鏡控制指令發送至前端設備；而中間匯聚端設備則由基板和模塊組成，其將接入的匯聚模塊插入基板中，而模塊則可將多個前端發射設備的光纖匯聚起來后，復合至一芯光纖的單個光波長中，傳送至后端接收端；后端接收端設備則可將匯聚端傳送的光信號還原成模擬基帶視頻信號。另外可支持多業務接入，支持全網信息的交換與傳輸，具備完善的視頻及網絡管理能力和多級管理模式的多業務光傳輸交換平臺。
網管功能
　　 網管功能即通過在監控中心安裝網管軟件，在光端機出現問題時進行報警，通過互聯網進行上報，每個光端機都擁有采集的協議，通過光纜將信號發送至監控中心，隨后統一由中心進行識別，從而判斷出光端機的工作狀況。這種功能可隨時監測每個在線視頻光端機的工作狀態，當出現視頻中斷、光纖故障、設備故障及停電時可以第一時間發出告警及對故障定位，適用于各種大型的光纖傳輸監控系統。
　　 我公司認為這種網管屬于錦上添花，成本，更要增加網管管理端口，因此該功能不是必須擁有的，客戶可根據實際情況選用光端機，在需要時也可增加功能模塊。
　　 結語
　　 隨著光端機的廣泛應用，數字非壓縮式光端機已成為傳輸設備中不可缺少的重要部分。武漢微創盧余慶表示，雖然當前光端機技術已相當成熟，并且朝著性能穩定、優質的方向發展，但在功能上還存在一定的提升空間，同時光端機也將朝著多元化方向發展，并貼近不同行業應用，以適應不同行業用戶的需求。
　　 盡管當前平安城市仍是光端機使用的最大領域，但仍有不少業內人士對光端機的未來應用狀況存在疑慮，當前內地的平安城市已逐步開始建設，因此在全國范圍內光端機的應用還會持續增長，同時，在未來將會有新的技術如光傳輸交換平臺取代光端機，或光端機與其他設備進行整合，以適應更多用戶的需求。