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

　　一、傳統(tǒng)單纖DVI光端機(jī)在兩個(gè)應(yīng)用場(chǎng)合局限性

　　場(chǎng)合一，在視頻傳輸行業(yè)，以及顯示行業(yè)中，單纖DVI光端機(jī)的應(yīng)用越來越廣泛。當(dāng)工程上需要將DVI信號(hào)傳輸30米以上時(shí)，通常會(huì)選擇單纖DVI光端機(jī)。

　　但是施工人員發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)單纖DVI光端機(jī)在LED拼接屏的現(xiàn)場(chǎng)無法達(dá)到滿意的效果，圖像顯示時(shí)在拼縫處總是會(huì)出現(xiàn)撕裂現(xiàn)象。為了解決這個(gè)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(jī)的應(yīng)用。

　　場(chǎng)合二，在KVM傳輸領(lǐng)域，也有傳統(tǒng)單纖DVI光端機(jī)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(zhǎng)器效果好。

　　二、傳統(tǒng)單纖DVI光端機(jī)原理

　　傳統(tǒng)單纖DVI光端機(jī)，其應(yīng)用在以上兩個(gè)場(chǎng)合受到很大的限制。主要原因是傳統(tǒng)單纖DVI光端機(jī)有兩個(gè)指標(biāo)沒有滿足以上現(xiàn)場(chǎng)要求：1.延時(shí)，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(jī)大多數(shù)是基于圖像恢復(fù)的光端機(jī)。其傳輸過程是以幀為單位的。簡(jiǎn)單說當(dāng)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(dāng)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(shí)現(xiàn)是當(dāng)發(fā)送端接收第一幀圖像時(shí)并不是時(shí)時(shí)傳輸?shù)焦饫w上，而是將其用ddr3等存儲(chǔ)器緩存起來，待接收完成后開始傳輸，傳輸?shù)谝粠瑫r(shí)在接收、緩存第二幀圖像;同樣，在接收端，光纖傳送1幀信號(hào)的過程中，也將其緩存起來，待光纖傳輸完成時(shí)開始輸出1幀信號(hào);現(xiàn)實(shí)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(jìn)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(shí)為2幀。在實(shí)際情況下此延時(shí)一般>40ms。此延時(shí)在一定程度上影響了KVM的操作性能;由于音頻的延時(shí)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(jī)最小延時(shí)情況

　　同樣，這種圖像恢復(fù)式的光端機(jī)只能完全恢復(fù)出圖像，不能恢復(fù)出時(shí)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(hào)的同步。當(dāng)兩個(gè)幀頻一致的信號(hào)輸入到兩個(gè)光端機(jī)后，兩個(gè)光端機(jī)的輸出端不能保證輸出信號(hào)的一致導(dǎo)致不同步。這種不同步最終會(huì)導(dǎo)致拼接屏的撕裂現(xiàn)象。

　　三、天翼訊通時(shí)序恢復(fù)式單纖DVI光端機(jī)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(yàn)研發(fā)出了時(shí)序恢復(fù)式HFD301系列光端機(jī)，實(shí)現(xiàn)了高清視頻的0延時(shí)，同步傳輸。HFD301系列光端機(jī)通過兩個(gè)辦法解決了傳統(tǒng)單纖DVI光端機(jī)的不足。

　　第一、完全的時(shí)序恢復(fù)：HFD301系列光端機(jī)在發(fā)送端完全識(shí)別出了輸入信號(hào)的時(shí)序。包括pclk(主時(shí)鐘)，htootle(每行總像素點(diǎn)數(shù))，vtootle(每幀總行數(shù))，hsync(行同步寬度)，vsync(場(chǎng)同步寬度)， h front porch(行前沿)，v front porch(場(chǎng)前沿)。其中pclk識(shí)別精度達(dá)1‰對(duì)htootle，vtootle，hsync，vsync， h front porch，v front porch識(shí)別無誤差。發(fā)送端將識(shí)別到的信息打包為一個(gè)數(shù)據(jù)包，通過光纖傳輸?shù)浇邮斩?。接收端根?jù)這個(gè)數(shù)據(jù)包信息重新生成個(gè)時(shí)序，此時(shí)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(shí)鐘，再根據(jù)htootle重新生成行頻，根據(jù)vtootle重新生成場(chǎng)頻。再根據(jù)hsync，vsync， h front porch，v front porch生成完整時(shí)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(jī)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(shí)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(shí)現(xiàn)了圖像的實(shí)時(shí)傳輸，使得傳輸延時(shí)接近為0ms。唯一的延時(shí)為打包延時(shí)和光纖延時(shí)。

　　三、HFD301系列光端機(jī)優(yōu)點(diǎn)：

　　HFD301系列光端機(jī)有一下優(yōu)點(diǎn)：1、輸入輸出時(shí)序完全相同，實(shí)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(chǔ)器，減少了故障點(diǎn)，不會(huì)由于存儲(chǔ)器虛焊而花屏。三、不緩存視頻使得傳輸延時(shí)變?yōu)?ms。四、保證了音視頻同步傳輸。

　　同時(shí)HFD301系列光端機(jī)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(jìn)行復(fù)雜的時(shí)序識(shí)別及恢復(fù)會(huì)采用各種高性能芯片使得HFD301系列光端機(jī)成本較高。

　　為了保正圖像質(zhì)量HFD301系列光端機(jī)要求輸入圖像的時(shí)序必須標(biāo)準(zhǔn)，否則輸出時(shí)序也不標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致圖像傳輸失敗。

　　三、HFD301系列光端機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域

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

　　四、HFD系列產(chǎn)品配置

　　HFD301系列光端機(jī)可以在傳輸高清DVI視頻、音頻信號(hào)、以太網(wǎng)信號(hào)、多路串口信號(hào)、電話信號(hào)、開關(guān)量信號(hào)、鼠標(biāo)鍵盤信號(hào)等多業(yè)務(wù)信號(hào)的傳輸。

　　HFD321系列光端機(jī)是HFD301系列光端機(jī)的簡(jiǎn)化版本，可以實(shí)現(xiàn)高清DVI視頻、PS2鼠標(biāo)鍵盤、雙向音頻、RS232信號(hào)的傳輸，特別適合于在KVM領(lǐng)域的應(yīng)用。

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

　　HFD301                                   HFD321                                          HFD311

　　圖2、HFD系列光端機(jī)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(shí)可以配合公司的OMX系列光矩陣使用，實(shí)現(xiàn)視頻的切換，實(shí)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(jī)、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。

　　OMX光矩陣后面板圖                                             OMX光矩陣前面板圖

　　圖3、OMX系列光矩陣產(chǎn)品

　　圖4、天翼訊通光傳輸方案框圖