天翼訊通基于時序恢復的單纖高清DVI光端機

來源：數(shù)字音視工程網(wǎng) 編輯：追憶 2014-09-03 16:59:57 加入收藏

本文介紹了一種基于時序恢復的單纖高清DVI光端機。其輸出時序與輸入時序完全相同，保證了輸入輸出信號的同步性。實現(xiàn)了音視頻信號的0延時傳輸，有效解決傳統(tǒng)光端機傳輸不同步的問題。

　　一、傳統(tǒng)單纖DVI光端機在兩個應用場合局限性

　　場合一，在視頻傳輸行業(yè)，以及顯示行業(yè)中，單纖DVI光端機的應用越來越廣泛。當工程上需要將DVI信號傳輸30米以上時，通常會選擇單纖DVI光端機。

　　但是施工人員發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)單纖DVI光端機在LED拼接屏的現(xiàn)場無法達到滿意的效果，圖像顯示時在拼縫處總是會出現(xiàn)撕裂現(xiàn)象。為了解決這個問題，施工人員經(jīng)常把拼接器放在LED屏幕的附近，所以在拼接器和LED屏之間，很少見到單纖DVI光端機的應用。

　　場合二，在KVM傳輸領域，也有傳統(tǒng)單纖DVI光端機的身影。但是KVM操作人員卻明顯感覺操作遲鈍，操作性沒有傳統(tǒng)KVM延長器效果好。

　　二、傳統(tǒng)單纖DVI光端機原理

　　傳統(tǒng)單纖DVI光端機，其應用在以上兩個場合受到很大的限制。主要原因是傳統(tǒng)單纖DVI光端機有兩個指標沒有滿足以上現(xiàn)場要求：1.延時，2.同步性。通過其原理可以分析出其形成原因。

　　傳統(tǒng)單纖DVI光端機大多數(shù)是基于圖像恢復的光端機。其傳輸過程是以幀為單位的。簡單說當發(fā)送端接收完一幀圖像后，開始在光纖上傳輸一幀圖像;當接收端接收到完整一幀圖像后，再開始這幀圖像的輸出。具體實現(xiàn)是當發(fā)送端接收第一幀圖像時并不是時時傳輸?shù)焦饫w上，而是將其用ddr3等存儲器緩存起來，待接收完成后開始傳輸，傳輸?shù)谝粠瑫r在接收、緩存第二幀圖像;同樣，在接收端，光纖傳送1幀信號的過程中，也將其緩存起來，待光纖傳輸完成時開始輸出1幀信號;現(xiàn)實中還有幀頻變換的問題，主流方案的發(fā)送、接收端都需要進行3幀緩存。圖1為此方案最小延遲情況，在此情況下發(fā)送端輸入的為第三幀，接收端還在輸出第一幀，其延時為2幀。在實際情況下此延時一般>40ms。此延時在一定程度上影響了KVM的操作性能;由于音頻的延時為0，在一定程度上造成了音視頻的不同步，出現(xiàn)“先打雷后閃電”現(xiàn)象。

　　圖1 傳統(tǒng)DVI光端機最小延時情況

　　同樣，這種圖像恢復式的光端機只能完全恢復出圖像，不能恢復出時序。比如輸入端幀頻為60.00Hz，輸出端幀頻可能為60.01Hz或者59.99Hz，不能保證輸入輸出信號的同步。當兩個幀頻一致的信號輸入到兩個光端機后，兩個光端機的輸出端不能保證輸出信號的一致導致不同步。這種不同步最終會導致拼接屏的撕裂現(xiàn)象。

　　三、天翼訊通時序恢復式單纖DVI光端機原理

　　北京天翼訊通科技有限公司根據(jù)多年的行業(yè)經(jīng)驗研發(fā)出了時序恢復式HFD301系列光端機，實現(xiàn)了高清視頻的0延時，同步傳輸。HFD301系列光端機通過兩個辦法解決了傳統(tǒng)單纖DVI光端機的不足。

　　第一、完全的時序恢復：HFD301系列光端機在發(fā)送端完全識別出了輸入信號的時序。包括pclk(主時鐘)，htootle(每行總像素點數(shù))，vtootle(每幀總行數(shù))，hsync(行同步寬度)，vsync(場同步寬度)，h front porch(行前沿)，v front porch(場前沿)。其中pclk識別精度達1‰對htootle，vtootle，hsync，vsync，h front porch，v front porch識別無誤差。發(fā)送端將識別到的信息打包為一個數(shù)據(jù)包，通過光纖傳輸?shù)浇邮斩?。接收端根?jù)這個數(shù)據(jù)包信息重新生成個時序，此時序完全和發(fā)送端完全相同。通過pclk數(shù)據(jù)包重新生成主時鐘，再根據(jù)htootle重新生成行頻，根據(jù)vtootle重新生成場頻。再根據(jù)hsync，vsync，h front porch，v front porch生成完整時序，保證了接收端和發(fā)送端的同步。

　　第二、傳輸?shù)膯挝挥蓭臑樾校篐FD301系列光端機的圖像傳輸基本單位不是1幀圖像，而是1行圖像。這樣發(fā)送端圖像邊接收邊傳輸，接收端邊接收邊輸出。同一時刻發(fā)送端接收的圖像和接收端輸出的圖像為同一幀圖像，實現(xiàn)了圖像的實時傳輸，使得傳輸延時接近為0ms。唯一的延時為打包延時和光纖延時。

　　三、HFD301系列光端機優(yōu)點：

　　HFD301系列光端機有一下優(yōu)點：1、輸入輸出時序完全相同，實現(xiàn)了視頻的同步傳輸。2、由于傳輸單位不是整副畫面，無需緩存，節(jié)省了ddr3等存儲器，減少了故障點，不會由于存儲器虛焊而花屏。三、不緩存視頻使得傳輸延時變?yōu)?ms。四、保證了音視頻同步傳輸。

　　同時HFD301系列光端機需要較高的光口帶寬，要傳輸全高清視頻至少要3Gbps以上帶寬。由于需要進行復雜的時序識別及恢復會采用各種高性能芯片使得HFD301系列光端機成本較高。

　　為了保正圖像質量HFD301系列光端機要求輸入圖像的時序必須標準，否則輸出時序也不標準，導致圖像傳輸失敗。

　　三、HFD301系列光端機應用領域

　　HFD301系列光端機以其0延時、同步傳輸?shù)奶攸c十分適合于在大屏幕拼接、KVM指揮控制以及視頻會議行業(yè)應用。

　　四、HFD系列產(chǎn)品配置

　　HFD301系列光端機可以在傳輸高清DVI視頻、音頻信號、以太網(wǎng)信號、多路串口信號、電話信號、開關量信號、鼠標鍵盤信號等多業(yè)務信號的傳輸。

　　HFD321系列光端機是HFD301系列光端機的簡化版本，可以實現(xiàn)高清DVI視頻、PS2鼠標鍵盤、雙向音頻、RS232信號的傳輸，特別適合于在KVM領域的應用。

　　HFD311型光端機是HFD301系列光端機的微型化化版本。HFD311在HFD301基礎上換用微型化芯片、去除多業(yè)務、采用微型化光模塊設計。接口可以直接插在電腦、投影機、大屏幕的DVI接口上，節(jié)省設備空間。

　　HFD301 HFD321 HFD311

　　圖2、HFD系列光端機產(chǎn)品

　　HFD301、HFD321、HFD311系列產(chǎn)品具有很好的互通性，視頻100%互通。同時可以配合公司的OMX系列光矩陣使用，實現(xiàn)視頻的切換，實現(xiàn)混合矩陣和KVM切換器的功能。北京天翼訊通科技有限公司的光傳輸系統(tǒng)集光端機、混合矩陣、KVM切換器于一身，為客戶提供最優(yōu)的的視頻+控制解決方案。