电话光端机

发展历程

  在电信发展的一百多年时间里，人们尝试了各种通信方式：最初的电报采用了类似“数字”的表达方式传送信息；其后以模拟信号传输信息的电话出现了；随着技术的进步，数字方式以其明显的优越性再次得到重视，数字程控交换机、数字移动电话、光纤数字传输……历史的车轮还在前进。

1878年，手持电话

  这部电话是由Werner Siemens于1878年在德国制造的。它的听筒和话筒是一个，听话和说话时交替使用。

1879年，盒式电话

  这部电话配备了Viaduct制造公司生产的磁力发电机由红木制成，还配有一个柱状听筒。

1880年，贝尔电话

  这是第一种在欧洲使用的电话。它取代了电报，比装有手柄的磁力发动机电话先进。

1881、1882年，磁力发电机壁式电话

  左面的电话称为美国贝尔型，1881年制造，由位于哥本哈根的国际贝尔电话公司使用。L.M.Ericsson制造。这款电话在上世纪末盛行。

1885年，“埃菲尔铁塔”磁力发电机电话

  这款电话由L. M. Ericsson于1885年制造。在当时这是第一款放在桌面上的电话。麦克风设在旋转臂上，曲柄用来接通交换机。

  它与传统的电话传输线路有所不同，传统电话信号是通过电话线来传输模拟信号的，而光端机是通过转换成光信号后再进行传输的，它能够让电话信号传输的距离更长，而且能让传输的速率有很大提高，它还能附带上其他业务，如：以太网、E1等。适用于IP超市、生活小区、军事政府单位、网吧、话吧等单位。电话光端机可传多种业务接口，有FXO中继，FXS用户（支持来电和反极信号），二四线音频，二四线E/M，磁石接口，RS232/485/422，以太网，E1等，多种业务可同时传输，综合的为客户解

  4路电话光端机 8路电话光端机 30电话光端机

工作原理

  电话光端机是一种将电话信号转换为光信号进行传输的设备，具有传输距离远、信号损耗小、抗干扰能力强等优点。

  发射端通过电话数据输入模块接收电话模拟信号，经模数转换模块将电话模拟信号转换为数字信号，再由光发射模块将数字信号转换为光信号并通过光纤发送。

  接收端由光接收模块接收光信号并提取数字信号，经数模转换模块将数字信号转换为模拟信号，最后由电话数据输出模块将电话模拟信号传输至程控交换机或电话机。

  其核心是利用光传输信号损耗小、不受电磁干扰的特性实现高质量、远距离通信。

技术参数

1、E1接口：

• 比特率: 2.048Mbit/s ±50ppm
• 参考标准: ITU-T G.703、G.704、G.712
• 线路码型: HDB3
• 抖动特性: ITU-T G.823
• 接口阻抗: 75Ω（可选120Ω）
• 物理接口: BNC（RJ45）

2、用户及环路接口：

• 阻抗: 600Ω
• 插入损耗: -3±0.75dB
• 频率特性: 300～3400Hz(-0.6～+3dB)
• 串音衰耗: ≥65dB
• 物理接口: RJ11

3、二/四线音频接口：

• 阻抗：200Ω+680Ω||0.1μF
• 四线AD增益：14dB（可调）
• 四线DA增益：-2 dB（可调）
• 四线AD频率特性：-0.2 - +0.2dB
• 四线DA频率特性：-0.2 - +0.2dB
• 二线AD频率特性：-0.2 - +0.2dB
• 二线DA频率特性：-0.2 - +0.2dB（可调）
• 回损：40dB
• 平衡度：70dB
• 共模抑制比：70dB
• 电源抑制比：30dB
• 空闲信道噪音：≥65dB
• 环阻：600Ω

4、以太网接口：

• 支持IEEE 802.3/802.3u，IEEE 802.1Q(VLAN)
• 接口速率：10/100M自适应
• 全双工，半双工完全自适应
• 支持交叉线直通线自适应
• 物理接口：RJ45座

5、RS232/V.24接口：

• 电气特性：符合CCITT V.28协议
• 传输速率：异步≤19200bps

6、尺寸：

• 19英寸1U标准机箱：221mm（深）*485mm（宽）*44mm（高）

7、电源：

• 输入：交流220V 直流-48V
• 功耗：≤10W静态

类型

  按应用领域电话光端机可分为4类：

1. 监控用电话光端机：用来传输视频信号（如普通摄像机输出的就是视频信号），并同时能辅助传输音频、控制数据、开关量信号和以太网信号，主要应用于高速公路、城市交通、社区安防以及需要监控的各个领域；
2. 广电用电话光端机：用来传输射频信号，其端机非点对点传输，它在光路中直接做分支，可由一个发射机对多个接收机，主要应用在有线电视的光传输领域；
3. 电信用电话光端机：其端机每个基本通道为2M，又俗称2M端机，每个2M通道可传输30路电话或传输2M带宽的网络信号，它只是一个固定带宽的通道，用途主要取决于和光端机相连的配套设备，其支持的协议为G.703协议，主要应用于固定带宽的电信光通讯领域。
4. 电力用电话光端机：变电站基于这几个领域的不同应用，广电和电信所使用的电话光端机相对固定，品种也较少。

  此外，按技术/接口类型，电话光端机可分为模拟电话光端机（支持传统模拟电话接入，FXS/FXO接口）、数字电话光端机（支持E1/T1数字中继，兼容七号信令）、IP电话光端机（支持SIP协议，实现VoIP over Fiber）和混合式光端机（同时支持模拟、数字和IP电话接入）。

  按业务集成度，电话光端机可分为综合多业务光端机，集成电话、以太网、E1、串口等多种业务。

产品设计

  部分产品采用模块化设计，主板提供16个业务槽位可供用户任意选配1到16路电话，用户可根据需求灵活选配不同数量和类型的业务接口。

  电话光端机采用自主知识产权的大规模集成电路或美国ALTERA等品牌主芯片，应用时分复用（TDM）技术。

  除基本电话接口（FXS/FXO）外，还常集成以太网（10/100/1000M）、E1（2M）、串口（RS232/485/422）、开关量、磁石电话、二四线音频等接口。

  设备支持双电源备份（AC+DC）、1+1光口备份，具备防雷、防浪涌、防电源反接等保护功能，采用进口工业级芯片，支持宽温工作。

  电话光端机支持SNMP、Web、CLI等多种网管方式，提供PWR、OPT、PHONE等状态指示灯便于故障定位，支持固件远程升级。

  设备具有体积小、造型设计，安装和操作流程以及状态显示功能等设计特征，涉及维护管理。

应用范围

  随着国内通信网络的发展，发展势头强劲，电话光端机应用的监控范围也越来越广。电话光端机应用最多的方面就是长距离视频和数据的传输。在高速公路、银行、电力、电信等的监控领域都要求对视频信号进行远程的传输，主要的解决方法是利用光端机将视频信号转化为数字信号通过光纤进行传输。

  具体应用领域可细分为：

• 在电信网络与运营商领域，电话光端机在PSTN向IP网络迁移的混合组网阶段，作为连接传统与未来的关键设备。
• 在企业通信领域，电话光端机用于连接企业总部与分支机构。
• 在专网与关键基础设施领域，电话光端机在安防监控、电力调度、高速公路、轨道交通等对通信稳定性要求极高的行业使用，是保障语音业务稳定传输的重要设备。
• 在智慧城市与园区领域，电话光端机为智慧园区、政务热线平台、酒店宾馆等提供统一的语音通信平台。
• 在临时或偏远地区通信领域，电话光端机适用于IP超市、生活小区、网吧、话吧等场景。

  此外光端机在远程视频会议、远程教学、远程医疗、通讯等诸多领域都有很广阔的用武之地，未来的光端机将向着数字化、网络化的方向发展。

品牌

  在选择电话光端机时，不仅要注意相关技术参数，还需考虑厂家的售后服务。若售后服务不完善，设备出现故障时维修检测会较为麻烦，可能影响工程进度。

  市场反馈显示，在工业通信、安防监控、电力调度等对稳定性要求高的领域，一些专注性强、定制化能力高的国产品牌因其产品性能和售后服务受到关注。选购时，除售后服务外，还可关注设备的工业级认证、多业务集成能力、行业落地案例及实际用户评价。

  国外部分品牌（排名不分先后）：

  NTK、INFINOVA、ANV、Diview、BIC、CWY、STV、MRD、OSD、OPTILINKS、PELCOOPTELECOM、Meridian（子午线）、Siemens（西门子）、Alcatel（阿尔卡特）、雅图等。

  国内部分品牌（排名不分先后）

  拓宾（TUOBIN）、华天成(HTCview)、光之联（Gz-link)、深圳奥升光电、光网视（ONV）、AOPRE（欧柏）成都哈雷、安特视讯、松拓网络、深圳科姆仕、成都安视、讯维、 广州银讯 、视桥光网 、 新创、 华龙、 奥普泰、 天翼讯通(WINGMAX) 、北京奥博光电子（AOBO) 、北京华兴易诚、北京视得清、讯维、华诚、上海来威、北京誉华

  此外，在工业通信与多业务融合场景中，广州邮科、飞畅科技、汉源高科、AOPRE（欧柏）、胜为、Netlink等品牌也因其专注性、定制化能力和高性价比而受到关注。

  从技术发展来看，电话光端机正朝着全IP化、智能化管理、多业务融合以及绿色节能的方向演进。

使用

  电话光端机刚进入安防领域时，称得上是当时的新贵。由于那时光纤通信的应用还未普及，别说行业内许多人没有看到过光端机，只怕没听说过的人也不在少数。那时候的光端机是十分昂贵的，因此也显得十分神秘。当然，它的性能优劣也大多是在传说中评论而已了。光端机有了这样的出场，必然会披挂上时代的装束。比如，当时的光端机多是多模产品，采用ST活动连接器，多为模拟传输产品，而所有这些特征正代表着当时光纤传输技术的一种典型应用的水平。后来，特别是到了二十世纪九十年代，光纤传输在电信领域得到了广泛的应用，有力地促进了光纤通信的迅猛发展。在电信行业中，单模光纤基本上取代了多模光纤，发光源及接收器的发展则表现在小型、节能、高速和高灵敏等方面，光无源器件则从原来单一的光纤连接器（分固定连接器和活动连接器）迅速发展成一个大家族，有耦合器、准直器、WDM、CWDM、DWDM、环形器、隔离器、色散补偿器、光开关等，关注的指标也不仅仅是光的衰减，而是还有回波损耗、光波长、光色散、光特性与光偏振的相关性等，就是在传输方式上也基本上放弃了模拟传输（除光纤CATV是为了与以前的系统兼容外），而全部采用了数字传输方式。但是，回顾光端机在安防领域的发展，情况就大不一样了。到上个世纪末，应用于安防领域的光端机基本上没有变化，有的也只是小型化或功能强化（将原来需要几套光端机才能实现的功能由一套光端机来完成）。直到最近几年，光纤数字传输技术才开始进入到安防领域。

  一提到电话光端机，可能就会让人想起传输距离远、保密性强、抗干扰能力强、传输性能好、容量大等优点，当然也不会忘记价格高这个特点。不管光端机有什么优缺点，它在系统中其实就是充当一段线缆。比如，将远端的视频信号传送到中心，而将中心的控制信号传送到远端等。可正是光端机这种看似简单的用途和其历史形成的掩盖其庐山真面目的神秘面纱，致使人们在选择和使用光端机时常遇到一些实际上可以避免的困难。为了使光端机得到更好更广泛的应用，这里就这些方面谈一下本人对光端机的一些粗浅认识。

一、建设什么样的光纤网络

  要使用电话光端机，首先得有光纤网络。那么用什么样的光纤比较好呢？如果是在原来的网络上进行扩容，则最好还是选用同样的光纤，除非这样做无法实现预期的功能。如果是一个全新的工程，则最好采用单模光纤。可能有人会问，如果传输距离在5公里以内，甚至只有3公里左右，是不是用多模光纤更好一些？单模光纤由于没有模式色散，能传输更高速的信号和更远的距离，这就是说单模光纤除比多模光纤能传输得远外，还具有更大的传输容量。从另外两个方面说，单模光纤的价格已低于多模光纤了，而由于激光器、PIN和APD等在大量使用，这些用于单模光纤传输的有源器件的价格也在不断下降，与相应的多模器件的价格已无明显的差异。还有就是在光纤接续方面，用于单模光纤熔接的设备已完全自动化和小型化，且接续效果极好，这样的熔接设备已被广泛使用。因此，以前在小范围的工程中选用多模光纤的理由基本上已经不存在了，更何况有很多工程覆盖的范围达几十上百公里，只能选用单模光纤。

  如果工程已采用了多模光纤，但要求传输的距离比较远且需要传输的信息又多，是不是必须换用单模光纤呢？其实，只要距离不是太远，还是有产品可以解决问题的，这样就不必造成一个工程中使用不同的光纤和设备，给以后的维护带来困难。如通过采用光电两边同时补偿的方法，开发出能较常规多模产品传输距离长近1倍的产品。

二、选用基于哪种技术的光端机

  从发送到光纤上的信号来分，光端机可分为基于模拟技术的光端机和基于数字技术的光端机，前者简称模拟光端机，后者则简称数字光端机。模拟光端机可谓是历史悠久了，从各方面对其进行论述的文章也不少了，其工作原理不外乎调制解调、滤波和信号混合等。不论是LED还是LD，其光电调制特性都不是线性的，如光纤CATV的发射机中就采用了十分复杂的预失真补偿电路，这个电路几乎要占到发射机成本的一半，目的就是要补偿LD的非线性，从而尽量少产生高次频率成份，避免或减少频道间的干扰。从实际工程中也可以看到，只传输1路视频信号的模拟光端机是能够传输到较远的距离且获得比较好的信号质量，但如果是传输多路视频信号的模拟光端机，其传输距离和信号质量都有较大幅度的下降。是否可以用背靠背中继的方式延长传输距离呢？由于模拟光端机采用的是模拟的传输方式，不可能在中继的位置对前面已引入的噪声进行抑制。结果是若两套同类型的光端机进行这种中继，则信噪比会下降3dB。

  数字光端机的情况就不同了。用数字光端机进行传输，光纤中只有“有光”和“无光”两种状态，因而对光源的线性要求不高或几乎没有要求，而只是要求其开关速度。目前最普通的激光器的开关速度也能达到千兆/秒的量级。当光纤传输的速率增高时，接收端的接收灵敏度会下降，这会影响多通道光端机的传输性能。然而，数字光端机是可以进行再生中继的。所谓再生中继，就是在中继点将信号完全还原出来，几乎不产生任何失真，然后再以同样的方式向下传输。由于光纤中只有“有光”和“没光”两种状态，只要不等到接收到的光功率已超出接收灵敏度的范围，要将信号检测且正确恢复出来是可以理解的。这不难从电话通信中得到证实。电话网干线传输全部采用了数字传输和数字再生中继技术，不论是在地球的哪两个地方，只要是用有线电话进行通话，话音的质量几乎与市话的相同，有时甚至还会好一些，只是距离越远会引入越长的延时。

  数字光端机还有一个特点就是能比较容易实现多通道、多种信号的混合传输。不论是哪种信号，都可以变成数字信号，只不过是信号的带宽（需要传输的速率）不同而已。如未经过压缩的视频信号一般有135Mb/s，音频信号则只有约1.41Mb/s，经过压缩的音频信号可以只有几Kb/s。前面说的是模拟信号，需要经过A/D变换来变成数字信号。如果已经是数字信号，情况又如何呢？如以太网信号可以用125Mb/s的通道进行传输，一个64Kb/s的通道能传输约4个9.6Kb/s的异步数据信号等。由于数字信号只要能在时间上将它们安排下去，就可以在接收端正确地将它们分拣出来，这在数字通信技术里叫TDM技术。这样，如果采用这种TDM技术，就能很容易实现多通道多种信号的传输。如武汉微创公司就已经开发出一种能在一个光波长通道上传输8路视频、8路音频、8路数据和1端口以太网的产品，且能通过适当的适配器借助设备的音频和数据通道实现开关量和普通电话信号的传输。

  可见，在小范围或每个点要求传输的信号不多时，可选用模拟光端机，而且最好只用仅传输1路视频的产品。当需要传输的信号多或种类复杂，或传输的距离过长时，选用数字光端机就较好一些。特别是在光纤有限，需要沿光纤插入信号或取出信号时，可以说只有数字光端机才能做到了。电话光端机主要应用于军事政府单位，中小公司、IP超市，高速公路和一些临时建筑工地等需要快速解决电话和数据业务需求，以及目前正在兴建的村村通电话接入工程开发的用于电话传输的光设备。

  电话光端机，因为其它独特的性能和应用领域，工艺流程及产品参数都比较复杂。怎样采购一款合适自己工程用的电话光端机，成为众多消费者关注的问题。

  每一家厂商提供给用户和工程商的都应该是成熟产品，而不是科研样机，因此它必须有实用性方面的考虑。在选择电话光端机时，用户和工程商可以从设备的实用性角度多做考虑。其一，实用性方面的问题用户和工程商容易判断；其二，很难相信不能将实用性做好的厂商能把电话光端机的可靠性和技术指标做好。这里着重从以下几个角度简单地讨论光端机的实用性。

  监控行业的发展离不开基础的光端机，在光端机在不断发展中，产品也在不断的增多，分化出更多的产品来，比如电话光端机，我们对电话光端机进行详细的介绍。

  由于电子、计算机等行业的快速发展，电子类的产品在不断的精密化，集成度在不断的提高，在我们的光端机行业中，这样的趋势也是很大，电话光端机的体积变得更小，携带更加的方便，在外观上，我们的产品比起过去的产品来，也是更加的美观。

  在光端机的易用性上，我们也都进行了改善.产品的接口设置的更多，出现了更多的扩展功能，可以兼容的设备更多了，以前的时候，光端机可能必须要专业的工作人员安装和维护，普通的工作人员只要按照详细的说明书，也能行进简单的操作。

1、外观大方，结构合理

  电话光端机技术含量高，其外观应小巧精致，美观大方，整体结构必须尽量的符合工程安装要求。一般室内型数字视频光端机除采用19寸机柜外，还应能兼顾工程中将光端机置于桌面或壁挂的需要。数字光端机 另外，电话光端机还必须具有良好的散热性能和电气接触性能。

2、接口丰富，布局合理

  电话光端机除要求足够的视频接口外，还可能要求或者将来可能要求配备其他功能丰富的接口，如高保真音频接口、电话接口、异步数据接口、以太网接口和开关量接口等，这就要求选择的数字视频光端机必须具备系统升级能力，不至于因网络升级或系统功能改变而完全更换设备，从而保护用户的前期投资，电话光端机接口种类多，数量多，与这些接口相配套的可能还有一些模式设置拨码开关，所有这些元素构成的用户操作界面应该布局合理，接口间留有相当的操作空间，方便工程安装和维修，例如视频接口太过密集，实际应用中就会出现了为维修某一个视频接头，必须拔掉其他正常视频接头的尴尬局面。

3、 指示灯含义明确，方便工程开通和维护

  为方便工程开通和工程维护，电话光端机应标示有含义明确的指示灯。除电源指示灯外，数字视频光端机的收发端机都必须具备视频有无指示灯，指示相应的视频通道有无视频信号输入或输出，工程人员和用户在工程开通阶段和工程维护阶段就可以根据视频指示灯的指示，判断开通和维护中的情况，定位故障点，尽快地解决可能发生的问题。