一根光纖上傳輸1路以上HDMI視音頻信號
采用10位數(shù)字視頻編碼和無壓縮傳輸技術
應用于工業(yè)監(jiān)控以及大型會場等計算機視頻遠距離傳輸需要
電源和其它參數(shù)指示LED可監(jiān)視系統(tǒng)狀態(tài)
支持DVI、VGA接口輸出
廣泛適用于醫(yī)療、公安交警、大型、會議場所、海關、石油石化、廣電等項目。在軍事指揮與控制、公安指揮與控制、交警交通管理、能源電力供應行業(yè)、政府部門、醫(yī)療系統(tǒng)、商業(yè)展示、多媒體功能廳、公用事業(yè)等領域。
數(shù)字光端機是一種通過數(shù)字電路控制光信號,使用類似于0、1代碼來實現(xiàn)光通信的機器。廣泛應用于光纖通信等領域。
視頻光端機就是把1到多路的模擬視頻信號通過各種編碼轉換成光信號通過光纖介質來傳輸?shù)脑O備,由于視頻信號轉換成光信號的過程中會通過模擬轉換和數(shù)字轉換兩種技術,所以視頻光端機又分為模擬光端機和數(shù)字光端機。
視頻光端機在中國的發(fā)展是伴隨著監(jiān)控發(fā)展開始的,常用的視頻監(jiān)控光端機在技術實現(xiàn)上分為模擬調制的光端機和數(shù)字非壓縮編碼光端機兩大類。由于在對外接口上都是標準的基帶視頻接口,單從外觀上是很難區(qū)分模擬光端機和...
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本文設計和研制了專門用于控制云臺的小型數(shù)字光端機,其硬件電路簡單,成本低,傳輸信號穩(wěn)定,使用效果良好,具有較高的使用價值。
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介紹了數(shù)字光端機的工作原理,利用在線系統(tǒng)可編程技術和現(xiàn)場可編程邏輯陣列FPGA進行復分接設計,包括硬件設計、軟件設計和測試。詳細介紹了復接和分接,設計一種同步按字節(jié)的二次復接方式,實現(xiàn)了視頻、音頻、數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡信號的可靠傳輸,對提高傳輸信道容量、節(jié)約光纖資源有一定的實用意義。
2002年4月,日立、松下、飛利浦、索尼、湯姆遜、東芝和Silicon Image七家公司聯(lián)合組成HDMI組織。HDMI能高品質地傳輸未經(jīng)壓縮的高清視頻和多聲道音頻數(shù)據(jù),最高數(shù)據(jù)傳輸速度為5Gbps。HDMI不僅可以滿足目前最高畫質1080P的分辨率,還能支持DVD Audio等最先進的數(shù)字音頻格式,支持八聲道96kHz或立體聲192kHz數(shù)碼音頻傳送,而且只用一條HDMI線連接,免除數(shù)字音頻接線。同時HDMI標準所具備的額外空間可以應用在日后升級的音視頻格式中。HDMI標準公布前,數(shù)字視頻和音頻接口是分開的,視頻接口是DVI。與DVI相比HDMI接口的體積更小,而且可同時傳輸音頻及視頻信號。DVI的線纜長度不能超過8米,否則將影響畫面質量,而HDMI基本沒有線纜的長度限制。只要一條HDMI纜線,就可以取代最多13條模擬傳輸線,能有效解決家庭娛樂系統(tǒng)背后連線雜亂糾結的問題。
HDMI標準還在不斷發(fā)展中,HDMI1.2A版標準已經(jīng)正式啟用,能支持到30/36/48 bit的顏色,達到真實的10億色表現(xiàn)能力,還支持最新的多聲道環(huán)繞聲伴音系統(tǒng)DTS HD和True HD。1.2A版HDMI還向下兼容現(xiàn)有的HDMI接口,并且開始向小型數(shù)碼設備、PC顯卡上發(fā)展,最新的具有HDMI接口的顯卡已上市。新一代高清光盤HD DVD和BD也采用HDMI作為法定高清輸出接口。
模擬視頻光端機與數(shù)字光端機究竟有何區(qū)別,本文從以下幾個方面進行如下論述:
1、光纖上傳輸?shù)男盘柗绞讲灰粯?/p>
模擬光端機上光頭發(fā)射的光信號是模擬光調制信號,它隨輸入的模擬載波信號的幅度、頻率、相位變化引起光信號幅度、頻率、相位變化而分別稱為調幅、調頻、調相光端機。而數(shù)字光端機上光頭發(fā)射的光信號是數(shù)字信號即0或1對應光信號強、弱兩種狀態(tài),不同的0和1組合代表不同幅度的視頻、音頻、數(shù)據(jù)信號。
2、模擬信號傳輸輸入和輸出處理方式不一樣
無論模擬、數(shù)字光端機,對輸入的基帶的視頻、音頻、數(shù)據(jù)信號都必須進行處理。對于模擬調幅光端機,處理方式是將視頻、音頻、數(shù)據(jù)的幅度對一高頻載波信號進行調制,使高頻載波信號的幅度隨視頻、音頻、數(shù)據(jù)的幅度變化而變化;而數(shù)字式光端機對輸入的基帶的視頻、音頻、數(shù)據(jù)進行高分辨率的模擬-數(shù)字轉換,如1Vp-p幅度范圍的幅度信號利用12bits的數(shù)字信號來表示,1V等分成4096,因此模數(shù)轉換后引起的最大電壓幅度誤差為1/4096V(約2.5mV),此誤差電壓稱為量化誤差電壓,各種幅度的電壓數(shù)值從0V、1/4096V、2/4096V...最大1V分別對應的數(shù)字編碼為000000000000、000000000001、000000000010...111111111111。數(shù)字編碼信號直接控制光頭發(fā)射的光信號的強、弱兩種狀態(tài)(對應0或1),接收光端機再將數(shù)字編碼進行數(shù)字-模擬轉換,恢復成原始的基帶的視頻、音頻、數(shù)據(jù)信號。
3、 處理方式的不同
引起的視頻、音頻、數(shù)據(jù)信號信號失真、變畸變、干擾不同
模擬光端機由于要進行調幅、調頻、調相,所以模擬信號的幅度的變化與載波信號因調制而引起的幅度、頻率、相位的變化是否為一一對應的線形關系成為擬光端機質量好壞的關鍵,到目前為止,很難做到真正線性調制,非線形必然引起信號失真;同時調制好的載波信號還要調制光信號,光信號的非線性也是一個非常重要的因素,眾所周知,光器件的非線性與環(huán)境溫度變化、工作電壓的穩(wěn)定性、光發(fā)射功率有很大的影響,因此光器件在生產(chǎn)時需進行7-10天的熱循環(huán)老化等等工藝篩選、老化、測試也只能做到將這種變換控制在一定的范圍;光信號在光纖中長距離傳輸,會引起光信號的功率衰減,傳輸頻率漂移、相位失真,光信號色散效應同樣也會引起光信號畸變;光信號到達接收端,接收光器件仍然要引起非線性失真,由光電轉換后的模擬信號進入解調,解調與調制一樣會產(chǎn)生非線性畸變。所以綜合模擬光端機,從輸入信號調制-電光轉換-光輸出-光電轉換-解調這五個過程,都會引起非線形失真,而這些信號畸變失真是固有的,所以也必然是不可消除的,因此模擬光端機傳輸視頻圖象、音頻質量、數(shù)據(jù)的效果很難達到很滿意的效果。數(shù)字式光端機僅只有模數(shù)轉換的量化誤差(如1V視頻信號12bits時僅為2.5mv),不足以引起信號畸變。
4、 多路信號同傳引起的交調失真
在現(xiàn)場監(jiān)控應用中,用戶可能有許多各種信號,如視頻圖像、音頻、數(shù)據(jù)、以太網(wǎng)、電話或其它用戶自定義的信號,每種信號分別用一對光端機來傳輸,必然價格昂貴,所以為了提高光纖的利用效率,降低成本,必須的各種信號在光端機進行復用,以便在一對或一根光纖上傳輸。對調頻、調幅、調相光端機來講,傳輸10/100M以太網(wǎng)信號或多路電話等高速信號是難以做到的,將多路視頻或音頻信號混合調頻、調幅、調相在某一載波上必然會引起各種鏡像、交調干擾。所以市場上不乏很多著名國外品牌的調頻、調幅、調相光端機多路視頻、音頻、數(shù)據(jù)同傳時經(jīng)常出現(xiàn)相互干擾的現(xiàn)象,這些不穩(wěn)定的現(xiàn)象都是模擬調制技術長期以來一直所固有且難以解決的問題和缺點。所以模擬光端機傳輸信號容量有限,一般不會超過4路信號同傳。而數(shù)字光端機傳輸?shù)氖菙?shù)字信號,很容易進行大容量復用并且不會出現(xiàn)相互干擾。如深圳市南華偉業(yè)科技有限公司的全數(shù)字光端機,最多可以實現(xiàn)128路視頻、音頻、數(shù)據(jù)、以太網(wǎng)、電話在同一根光纖上傳輸而無任何交調干擾。
5、 穩(wěn)定性不同
模擬調制光端機由于采取載波調制方式,載波及光頭很容易受環(huán)境溫度影響。出現(xiàn)傳輸質量隨環(huán)境變化而變化的缺點。正因為這種缺點,對一些大型、重要工程來講,模擬光端機的維護成了很令人頭疼的問題,由此也給很多工程承包商或業(yè)主帶來了很大不滿。所以對一些重要的工程選用數(shù)字光端機是一種明智的選擇。
6、 模擬視頻光端機與數(shù)字光端機價格不同
由于體系結構不一樣,模擬光端機與數(shù)字光端機的價格略有不同,一般來說,單路視頻、音頻、數(shù)據(jù)數(shù)字光端機較單路模擬光端機價格稍高,四路以上視頻、音頻、數(shù)據(jù)數(shù)字光端機相反比模擬光端機便宜得多,而傳輸后的視頻效果遠高于模擬產(chǎn)品。所以,數(shù)字光端機的性價比要高于模擬視頻光端機。
HDMI:HDMI的英文全稱是“High Definition Multimedia Interface”,中文的意思是高清晰度多媒體接口。HDMI接口可以提供高達4.96Gbps的數(shù)據(jù)傳輸帶寬,可以傳送無壓縮的音頻信號及高分辨率視頻信號。同時無需在信號傳送前進行數(shù)/?;蛘吣?數(shù)轉換,可以保證最高質量的影音信號傳送。HDMI在針腳上和DVI兼容,只是采用了不同的封裝。與DVI相比,HDMI可以傳輸數(shù)字音頻信號,并增加了對HDCP的支持,同時提供了更好的DDC可選功能。HDMI支持5Gbps的數(shù)據(jù)傳輸率,最遠可傳輸15米,足以應付一個1080p的視頻和一個8聲道的音頻信號。而因為一個1080p的視頻和一個8聲道的音頻信號需求少于4GB/s,因此HDMI還有很大余量。這允許它可以用一個電纜分別連接DVD播放器,接收器和PRR。此外HDMI支持EDID,DDC2B,因此具有HDMI的設備具有“即插即用”的特點,信號源和顯示設備之間會自動進行“協(xié)商”,自動選擇最合適的視頻/音頻格式。應用HDMI的好處是:只需要一條HDMI線,便可以同時傳送影音信號,而不如今需要多條線材來連接;同時,由于無線進行數(shù)/?;蛘吣?數(shù)轉換,能取得更高的音頻和視頻傳輸質量。對消費者而言,HDMI技術不僅能提供清晰的畫質,而且由于音頻/視頻采用同一電纜,大大簡化了家庭影院系統(tǒng)的安裝 。
2002年的4月,日立、松下、飛利浦、Silicon Image、索尼、湯姆遜、東芝共7家公司成立了HDMI組織開始制定新的專用于數(shù)字視頻/音頻傳輸標準。2002年歲末,高清晰數(shù)字多媒體接口(High-definition Digital Multimedia Interface)HDMI 1.0標準頒布。
美國FCC 規(guī)定2005 年7 月1 日起,所有數(shù)字電視周邊產(chǎn)品都必須內建HDMI或DVI。
到2006年6月,HDMI1.3版發(fā)布,將原先4.96Gbps的頻寬倍增至10.2Gbps。1.3版的色彩數(shù)更高, HDMI 1.1及1.2版僅能支援到24bit色深,1.3版HDMI介面則是大幅擴充至30-bit、36-bit以及48-bit(RGB或YCbCr),具有輸出一億色以上的能力。在音效傳輸上,HDMI1.3支持多軌高流量的無壓縮音源或非失真壓縮音源(如Dolby TrueHD和DTS-HD Master Audio)。其他還有一些小的改進,如針對迷你型終端增加了縮小版的接頭規(guī)格,以及自動影音同步功能。當然,1.3版完全相容于1.2與1.1版。