網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的信號(hào)通過(guò)網(wǎng)線（雙絞線）進(jìn)行傳輸。但是網(wǎng)線的傳輸距離有限，在不借助信號(hào)放大器，延長(zhǎng)器等輔助設(shè)備的前提下，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)信號(hào)經(jīng)過(guò)網(wǎng)線傳輸?shù)臉O限距離大約是100米。目前雖然有些安防專用POE交換機(jī)，能將網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的信號(hào)傳輸?shù)?50米左右（傳輸速率大約是10M），但大型安防監(jiān)控系統(tǒng)，特別是需要遠(yuǎn)距離傳輸?shù)陌卜辣O(jiān)控系統(tǒng)中，光纖的傳輸方式肯定是首選。

光纖及光纖傳輸

在光纖傳輸中，光信號(hào)通過(guò)玻璃纖維傳輸。

光纖

光纜內(nèi)的光纖是柔軟、透明的純玻璃或塑料絞線。光纖的纖芯被另一種特性稍有不同的透明材料包層徑向包圍。這種結(jié)構(gòu)使光纖起到“光管”的作用，因此，即使光纖彎曲或扭曲，從一端進(jìn)入纖芯的光也可以從另一端射出。為了穩(wěn)定和保護(hù)，芯和包層通常由幾個(gè)保護(hù)涂層包圍。

當(dāng)光纖內(nèi)的光到達(dá)纖芯和包層之間的邊界時(shí)，光將以受控方式反彈，并基本上繼續(xù)向前，在“墻”之間來(lái)回反彈。這就好像包層襯有鏡子一樣，幾乎沒(méi)有任何光被包層吸收，這就是為什么光纖能夠以幾乎保持不變的強(qiáng)度將光傳輸?shù)胶苓h(yuǎn)的距離。

單模光纖和多模光纖

光纖有兩種類型，適用于不同的光源和不同的傳輸距離。

單模光纖具有直徑約8µm 或10µm 的薄纖芯，傳輸紅外激光（波長(zhǎng)1300-1550 nm），通常由玻璃制成。單模光纖僅支持一條傳播路徑或模式，運(yùn)行在100M/s或1 G/s的數(shù)據(jù)速率，傳輸距離可以達(dá)到至少5公里。多用于遠(yuǎn)距離的信號(hào)傳輸。

多模光纖具有更大的纖芯直徑，通常為50–100µm，傳輸紅外LED（發(fā)光二極管）光（波長(zhǎng)850-1300 nm）。它們通常由包有塑料的二氧化硅或塑料制成。多模光纖支持多種傳播路徑或模式，多用于短距離的光纖通信。典型的傳輸速度是100M/s，傳輸距離可達(dá)2km（100BASE-FX），1 G/s可達(dá)1000m，10 G/s可達(dá)550m。

全雙工傳輸和單工傳輸

一根光纖傳輸兩個(gè)信號(hào)（全雙工）或一個(gè)信號(hào)（單工）。

在雙工傳輸中，發(fā)送的信號(hào)和接收的信號(hào)通過(guò)同一根光纖傳輸。這意味著在每根光纖中都有兩條光線同時(shí)向相反方向傳播。

而在單工傳輸中，只有一條光線穿過(guò)每根光纖，然后，接收到的信號(hào)必須經(jīng)過(guò)第二根光纖傳輸。與單工傳輸相比，雙工傳輸只需要一半數(shù)量的光纖束來(lái)傳輸相同數(shù)量的數(shù)據(jù)。

光纖傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)

光纖傳輸應(yīng)用中，例如網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控，通過(guò)光纖的光不僅僅是隨機(jī)光，而是編碼為光信號(hào)的數(shù)據(jù)流。自20世紀(jì)70年代以來(lái)，光纖已用于數(shù)據(jù)傳輸，近年來(lái)，數(shù)據(jù)傳輸和光纖設(shè)備制造技術(shù)都有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。

低成本遠(yuǎn)距離傳輸

光纖電纜能以很低的衰減在遠(yuǎn)距離傳輸信號(hào)，而為了使雙絞線能夠在相同的距離上傳輸信號(hào)，信號(hào)必須在傳輸過(guò)程中多次放大。這可以使用所謂的中繼器來(lái)完成，但這些都相當(dāng)昂貴。這就是為什么光纖電纜可以成為遠(yuǎn)距離的經(jīng)濟(jì)高效的解決方案，盡管它們每米單價(jià)比雙絞線更貴。

根據(jù)光纖類型，光纖電纜的最大長(zhǎng)度在10 km到70 km之間。而雙絞線的最大傳輸長(zhǎng)度為100米。根據(jù)所用光纖電纜的類型，數(shù)據(jù)速率可高達(dá)10Gbit/s。

光纖裝置的成本效率還取決于光纖的細(xì)長(zhǎng)性。這意味著可以將更多光纖捆綁到給定直徑的電纜中。這使得更多的數(shù)據(jù)可以通過(guò)同一根電纜傳輸，使光纖電纜成為傳輸數(shù)字信息的理想選擇。

無(wú)電氣干擾

通過(guò)雙絞線傳輸易受電磁干擾（EMI）影響。當(dāng)外部電磁場(chǎng)影響電纜中的電流時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失的嚴(yán)重問(wèn)題。然而，光纖電纜不受這種干擾的影響。此外，一根光纖中的信號(hào)不會(huì)干擾同一電纜中其他光纖中的信號(hào)。

由于光纖電纜中的信號(hào)不會(huì)在光纖外產(chǎn)生任何電磁場(chǎng)，因此不存在信號(hào)泄漏。這意味著未經(jīng)授權(quán)的人員無(wú)法竊聽(tīng)或訪問(wèn)傳輸，保證數(shù)據(jù)安全。

安防視頻監(jiān)控中的光纖傳輸

在安防視頻監(jiān)控項(xiàng)目中，光纖可以用來(lái)傳輸網(wǎng)絡(luò)視頻信號(hào)，也可以傳輸模擬視頻信號(hào)，方法原理基本一樣。視頻信號(hào)（網(wǎng)絡(luò)或者模擬）接入光纖發(fā)射端（光纖收發(fā)器發(fā)射端或者視頻光端機(jī)發(fā)射端），經(jīng)光纖傳輸?shù)胶蠖耍尤牍饫w接收端（光纖接收器接收端或者視頻光端機(jī)接收端），最后接入對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)或者模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

光纖發(fā)射端

網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)傳輸?shù)氖请姎鈹?shù)據(jù)信號(hào)，模擬攝像機(jī)傳輸?shù)氖悄M數(shù)據(jù)的電信號(hào)，光纖發(fā)射端的作用是把相應(yīng)的電氣信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，然后才能通過(guò)光纖傳輸。能實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能的主要設(shè)備有光纖收發(fā)器，視頻光端機(jī)，支持SFP功能的交換機(jī)等。

光纖接收端

經(jīng)過(guò)光纖傳輸過(guò)來(lái)的光信號(hào)，需要轉(zhuǎn)換回對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，然后才能接入相應(yīng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中。光纖發(fā)射端和接收端一般成對(duì)使用。

光纖收發(fā)器

光纖收發(fā)器，是一種將短距離的雙絞線電信號(hào)和長(zhǎng)距離的光信號(hào)進(jìn)行互換的以太網(wǎng)傳輸媒體轉(zhuǎn)換單元，在很多地方也被稱之為光電轉(zhuǎn)換器（Fiber Converter）。光纖收發(fā)器的作用是，將我們要發(fā)送的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，并發(fā)送出去，同時(shí)，能將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，輸入到對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)。

光纖收發(fā)器可分為單模光纖收發(fā)器（傳輸距離20公里至120公里）和多模光纖收發(fā)器（傳輸距離2公里到5公里）；單纖光纖收發(fā)器（半雙工方式）和雙纖光纖收發(fā)器（全雙工方式）；桌面式（獨(dú)立式）和機(jī)架式（模塊化）等。

視頻光端機(jī)

視頻光端機(jī)可以將模擬視頻信號(hào)通過(guò)各種編碼轉(zhuǎn)換成光信號(hào)通過(guò)光纖介質(zhì)進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸。視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)的過(guò)程有兩種轉(zhuǎn)換技術(shù)，分別是模擬轉(zhuǎn)換和數(shù)字轉(zhuǎn)換。所以視頻光端機(jī)分模擬光端機(jī)和數(shù)字光端機(jī)。

光端機(jī)按照接口來(lái)分類有視頻光端機(jī)、音頻光端機(jī)、HD-SDI光端機(jī)、VGA光端機(jī)、DVI光端機(jī)、HDMI光端機(jī)、開(kāi)關(guān)量光端機(jī)等。

SFP模塊

光模塊(optical module)由光電子器件、功能電路和光接口等組成，光電子器件包括發(fā)射和接收兩部分。簡(jiǎn)單的說(shuō)，光模塊的作用就是發(fā)送端把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，通過(guò)光纖傳送后，接收端再把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。

SFP（Small Form-factor Pluggables）是光模塊的一種封裝形式，除此之外，光模塊的封裝形式還有SFP+，SFF，千兆以太網(wǎng)路界面轉(zhuǎn)換器（GBIC）等。

SFP模塊本質(zhì)上講是一個(gè)光纖收發(fā)器，這意味著它是一個(gè)發(fā)射端和一個(gè)接收端組合成一個(gè)模塊。SFP模塊還起到電纜適配器的作用，是連接光纖電纜和雙絞線的關(guān)鍵部件。SFP模塊可插入網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、媒體轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)、交換機(jī)或視頻編碼器等的SFP插槽中。

SFP模塊的形狀系數(shù)和電氣接口未由任何官方標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化，而是由不同制造商之間的多源協(xié)議（MSA）規(guī)定。所以應(yīng)該根據(jù)制造商的建議選擇合適的模塊。