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“刘力解码”--VGA信号(DVI-D)的数字光纤传输 |
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随着通信业和有线电视行业中光纤通信的大量使用,光纤及光发、收模块的价格已经降到可接受的程度,并且随着VGA信号的数字化应用(DVI-D)以及视频信号,音频信号的数字化应用(如SDI、HDTV、HDMI等),数字信号光纤传输已经开始广泛应用,由于这一崭新的应用领域与传统方式有许多不同,所以“班门弄斧”,主要介绍一下VGA(DVI-D)信号的数字光纤传输,其中包括:一,光纤传输的原理;二,利用光纤传输的技术意义;三,光纤传输的实际应用。
一.光纤传输的原理
信号传输可分为两种方式,即模拟方式(基带信号)和数字方式。早期的光传输中采用模拟方式,即由光的亮度直接表示信号的幅度(AM方式或IM方式),这种传输原理与在电缆中传输无本质的区别。其明显的缺点在于信号的质量受到传输系统的影响,另外就是信号的带宽不高。例如:视/音频信号的基带光发射/接收机,这类应用现已有成熟产品,不在本文讨论之列。而数字传输是利用码流中的0和1控制激光管的开/关,形成脉冲的光信号,收端再将光脉冲恢复为电信号,其优点是:
1、只要收端的光脉冲接收正确,就可无损地恢复原信号,并且在传输中还可对数字信号进行纠错,这与数字信号传输原理一样;
2、激光管的开/关速度足够快(可在几十个GHZ)因此传输信号的码流也可足够快,信号带宽很宽。
由数字光纤传输的原理可知,只要收端的光脉冲接收正确,就可无损地恢复信号,如何保障这一点呢?激光发射器有一定的发射功率,光信号在光纤中传输时会有一些衰减(0.5dB/KM单模),在熔接(0.001dB/次)和接头(0.2-0.5dB/次)时也有衰减,但只要激光接收器收到的功率大于它的灵敏度,接收器就可以正确地恢复信号。现在应用的光发/收器件,发射功率与灵敏度之间有20-30dB的差是很容易办到的,那么在单模的传输系统中传输几十公里是完全办得到的,通信行业一般定在20KM左右。
单模(single-mode SM)是指光线在光纤中基本上按同一角度全反射,传输时只有单一模式,其优点在于损耗小,接收稳定;缺点在于光发/收模块价格较高,安装时要求精度高,但光纤比多模便宜(相差20-30%)。多模(Multi-mode)是指光线在光纤中有多种角度反射,包括漫反射等,因此传输时有多种传输模式。其优点是光发/收模块便宜,安装时精度要求低一些,但多模光纤传输由于散射等现象,功率损失严重,传输距离要近得多(按通信行业标准为500米,本公司的产品实测在1KM时工作正常)且光纤较单模贵一点。
二.利用光纤传输的技术意义
1,以往在工程中实际遇到很多由于传输系统产生的问题如变暗、模糊、拖尾、干扰等,本公司已有专文论叙,有兴趣的用户可查看近期的杂志或上本公司网站阅读。从文章的原理性分析中可得出一个结论:目前工程中遇到的问题都与应用环境和传输系统参数有关。如果采用数字方式(DVI-D)传输,从原理上讲,可从根本上消除上述问题的产生(DVI-D原理及应用也有专文论叙)。另外,在电磁环境特殊的场合,光纤传输具有无可比拟的优势。
2,在利用电缆传输时,传输距离是个很关键的问题,数字信号(DVI-D)传输距离很短,一般规定在5-7米。当然可以利用“桥接”进行延长,但代价较高。经估算,在50米以上时,光纤传输的优点就已明显高于电缆传输,何况在某些超长距离传输中,光纤传输是有决定性意义的,例如在机场、火车站、地铁站、大型商场等场合,传输距离往往是公里一级的,电缆传输明显无法胜任,而光纤传输采用多模方式就可解决。在高速公路,油田或演习等场合,几公里或几十公里是常见的,用单模方式是可以解决上述问题的。
3,即使是在机房或控制中心时,在利用DVI-D信号直接到大屏时,使用光传输也并不比利用 |
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