基于光缆的深海摄像系统的设计与实现*

刘敬彪，琚汝强，盛庆华

（杭州电子科技大学 电子信息学院，浙江 杭州310018）

随着陆地资源日益匮乏，许多国家加快了对海洋资源的勘探和开发。我国虽是一个海洋大国，但在这方面起步较晚，相关经验及配套技术都比较缺乏。目前，国内大部分的水下摄像系统都是基于铠装同轴电缆，受限于电缆的带宽和传输特性，当传输2路及以上视频图像时，所传输的视频信号必须经过压缩编码，而复原后的视频质量严重下降，无法满足视频监控的要求。在国外，发达国家均采用铠装光缆（光纤具有纤频带宽、传输容量大、距离远等优点）作为通信介质，而电缆一般情况下仅作为动力传输缆。

本文设计和实现的基于光缆的摄像系统，实现了4路视频信号和2路RS232数据的传输，很好地满足了“海洋六号”船在海洋资源勘探和开发过程中对可视化及现场数据的需求。

1 系统工作原理

基于光缆的深海摄像系统的整体结构框图如图1所示。系统分为水上的甲板通信机和水下耐压仓两个部分，两者通过铠装光缆相连，并由甲板电源供电。铠装光缆内有3根动力缆用于传输电源动力，1根光缆（含有4根光纤）用于传输视频数据、传感器上行数据及下行命令信号。视频及数据传输系统由甲板光纤通信模块和水下光纤通信模块组成，分别是视频图像的接收端和发送端。由于海洋环境的特殊性，本系统还带有水下照明灯和高度计等设备。

甲板工控机的上位机控制界面发出的设备控制命令，通过串口传给甲板光纤通信模块，然后经过光缆传至水下光纤通信模块，最后到达设备控制板。……