AKCC DVI信號的數(shù)字光纖傳輸

廣州愛科思電子

隨著通信業(yè)和有線電視行業(yè)中光纖通信的大量使用，光纖及光發(fā)、收模塊的價格已經(jīng)降到可接受的程度，并且隨著VGA信號的數(shù)字化應(yīng)用（DVI-D）以及視頻信號，音頻信號的數(shù)字化應(yīng)用（如SDI、HDTV、HDMI等），數(shù)字信號光纖傳輸已經(jīng)開始廣泛應(yīng)用，由于這一嶄新的應(yīng)用領(lǐng)域與傳統(tǒng)方式有許多不同，所以“班門弄斧”，主要介紹一下VGA（DVI-D）信號的數(shù)字光纖傳輸，其中包括：一，光纖傳輸?shù)脑�理；二，利用光纖傳輸?shù)募夹g(shù)意義；三，光纖傳輸?shù)膶嶋H應(yīng)用。

一.光纖傳輸?shù)脑��?/STRONG>
   
信號傳輸可分為兩種方式，即模擬方式（基帶信號）和數(shù)字方式。早期的光傳輸中采用模擬方式，即由光的亮度直接表示信號的幅度（AM方式或IM方式），這種傳輸原理與在電纜中傳輸無本質(zhì)的區(qū)別。其明顯的缺點在于信號的質(zhì)量受到傳輸系統(tǒng)的影響，另外就是信號的帶寬不高。例如：視/音頻信號的基帶光發(fā)射/接收機，這類應(yīng)用現(xiàn)已有成熟產(chǎn)品，不在本文討論之列。而數(shù)字傳輸是利用碼流中的0和1控制激光管的開/關(guān)，形成脈沖的光信號，收端再將光脈沖恢復(fù)為電信號，其優(yōu)點是：
1、只要收端的光脈沖接收正確，就可無損地恢復(fù)原信號，并且在傳輸中還可對數(shù)字信號進行糾錯，這與數(shù)字信號傳輸原理一樣；
2、激光管的開/關(guān)速度足夠快（可在幾十個GHZ）因此傳輸信號的碼流也可足夠快，信號帶寬很寬。
   
由數(shù)字光纖傳輸?shù)脑�理可知，只要收端的光脈沖接收正確，就可無損地恢復(fù)信號，如何保障這一點呢？激光發(fā)射器有一定的發(fā)射功率，光信號在光纖中傳輸時會有一些衰減（0.5dB/KM單模），在熔接（0.001dB/次）和接頭（0.2-0.5dB/次）時也有衰減，但只要激光接收器收到的功率大于它的靈敏度，接收器就可以正確地恢復(fù)信號。現(xiàn)在應(yīng)用的光發(fā)/收器件，發(fā)射功率與靈敏度之間有20-30dB的差是很容易辦到的，那么在單模的傳輸系統(tǒng)中傳輸幾十公里是完全辦得到的，通信行業(yè)一般定在20KM左右。
   
單模（single-mode SM）是指光線在光纖中基本上按同一角度全反射，傳輸時只有單一模式，其優(yōu)點在于損耗小，接收穩(wěn)定；缺點在于光發(fā)/收模塊價格較高，安裝時要求精度高，但光纖比多模便宜（相差20-30%）。多模（Multi-mode）是指光線在光纖中有多種角度反射，包括漫反射等，因此傳輸時有多種傳輸模式。其優(yōu)點是光發(fā)/收模塊便宜，安裝時精度要求低一些，但多模光纖傳輸由于散射等現(xiàn)象，功率損失嚴(yán)重，傳輸距離要近得多（按通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為500米，本公司的產(chǎn)品實測在1KM時工作正常）且光纖較單模貴一點。

二.利用光纖傳輸?shù)募夹g(shù)意義

1，以往在工程中實際遇到很多由于傳輸系統(tǒng)產(chǎn)生的問題如變暗、模糊、拖尾、干擾等，本公司已有專文論敘，有興趣的用戶可查看近期的雜志或上本公司網(wǎng)站閱讀。從文章的原理性分析中可得出一個結(jié)論：目前工程中遇到的問題都與應(yīng)用環(huán)境和傳輸系統(tǒng)參數(shù)有關(guān)。如果采用數(shù)字方式（DVI-D）傳輸，從原理上講，可從根本上消除上述問題的產(chǎn)生（DVI-D原理及應(yīng)用也有專文論敘）。另外，在電磁環(huán)境特殊的場合，光纖傳輸具有無可比擬的優(yōu)勢。

2，在利用電纜傳輸時，傳輸距離是個很關(guān)鍵的問題，數(shù)字信號（DVI-D）傳輸距離很短，一般規(guī)定在5-7米。當(dāng)然可以利用“橋接”進行延長，但代價較高。經(jīng)估算，在50米以上時，光纖傳輸?shù)膬?yōu)點就已明顯高于電纜傳輸，何況在某些超長距離傳輸中，光纖傳輸是有決定性意義的，例如在機場、火車站、地鐵站、大型商場等場合，傳輸距離往往是公里一級的，電纜傳輸明顯無法勝任，而光纖傳輸采用多模方式就可解決。在高速公路，油田或演習(xí)等場合，幾公里或幾十公里是常見的，用單模方式是可以解決上述問題的。

3，即使是在機房或控制中心時，在利用DVI-D信號直接到大屏?xí)r，使用光傳輸也并不比利用電纜傳輸更昂貴，在50米以上時，光纖甚至還要便宜。國內(nèi)目前已有利用本公司產(chǎn)品進行全數(shù)字、全光纖的大屏應(yīng)用實例，這將是一種全新的應(yīng)用理念和增長點。

4，在工程施工時，完全可利用電信或有線電視行業(yè)的專業(yè)施工人員進行光纖熔接或自行熔接，這是件很容易的事情，甚至比做BNC頭或VGA頭還要容易。另外一個優(yōu)點，就是光纖是多芯的，可以利用一條光纜，從中取出四芯解決一個終端，其它光纖繼續(xù)前進，布線極為容易。光纜重量極輕，100米12芯光纜重量還不到1公斤，電纜要到30-40公斤，且價格也比電纜便宜許多，相比之下優(yōu)勢明顯。

三.光纖傳輸?shù)膽?yīng)用
  
本公司利用DVI-D信號的光纖傳輸，推出光纖傳輸?shù)南盗挟a(chǎn)品，按照輸入/輸出是數(shù)字DVI-D還是模擬VGA，是利用單模（SM）、傳輸還是多模（MM）傳輸可分為下列產(chǎn)品：
AKCC DVIT4SG 單模模擬輸入發(fā)送      AKCC DVIT4MG 多模模擬輸入發(fā)送
AKCC DVIR4SG 單模模擬輸出接收      AKCC DVIR4MG 多模模擬輸出接收
AKCC DVIT4SD 單模數(shù)字輸入發(fā)送      AKCC DVIT4MD 多模數(shù)字輸入發(fā)送
AKCC DVIR4SD 單模數(shù)字輸出接收      AKCC DVIR4MD 多模數(shù)字輸出接收
以上都是利用四芯光纖進行傳輸，雙芯和單芯的產(chǎn)品正在研制。

主要的區(qū)別在于：
1，單模傳輸?shù)木嚯x可達幾十公里，多模傳輸?shù)木嚯x在1公里左右。
2，如果是DVI-D信號，可直接進行傳輸，如果是VGA模擬信號，要將VGA信號轉(zhuǎn)換為DVI-D，或?qū)�DVI-D信號轉(zhuǎn)換為VGA信號，即其中包括A/D、D/A的轉(zhuǎn)換過程，A/D和D/A的轉(zhuǎn)換按DVI1.0標(biāo)準(zhǔn)進行，轉(zhuǎn)換后的模擬帶寬為80MHZ，此指標(biāo)比某些進口產(chǎn)品的有明顯提高。
3，在多模能達到的距離內(nèi)，從整個系統(tǒng)的全能配置角度講，多模方式要比單模方式廉價。
4，傳輸過程中采用四芯光纖傳輸。從原理上進可用單芯光纖或雙芯光纖，分頻復(fù)用，但這樣作成本可能還要高于用四芯光纖傳輸，故用四芯光纖不是因為技術(shù)原因，而是因為成本原因。一般情況下自布光纜，光纖資源很大，無所謂多占幾芯（多芯的光纜價格相差無幾），如果確實光纖的資源有限，就可采用多頻復(fù)用方式利用單芯或雙芯傳輸，少占了光纖，但光發(fā)/收模塊要貴許多。
5，利用輸入/輸出的模擬/數(shù)字組合，可形成數(shù)字入/模擬出或模擬入/數(shù)字出的傳輸系統(tǒng)，方便工程中的實際應(yīng)用。如：從PC機出口是DVI-D的可利用數(shù)字接口光發(fā)，但到達模擬矩陣時，可用模擬接口光收，形成模擬信號；或由模擬矩陣?yán)�用模擬光發(fā)，到達大屏?xí)r利用數(shù)字光收后進入大屏的DVI-D接口。
   
DVI1.0標(biāo)準(zhǔn)直接支持HDTV的RGBHV格式，如果做簡單的接口轉(zhuǎn)換，此系統(tǒng)支持HDTV和HDMI的數(shù)字傳輸。這類應(yīng)用國內(nèi)目前尚未全面展開，國外已開始廣泛應(yīng)用。本公司正在研制DVI-D的矩陣切換器，還有光矩陣切換器，一旦這類產(chǎn)品能進入實用，就能全面解決全數(shù)字甚至全光纖應(yīng)用系統(tǒng)中的問題，為此類應(yīng)用提供可行的平臺。