09июля

Теория и практика оптоволоконных решений от AJA

Последнее время оптоволоконные решения всё чаще, лучше и выгоднее решают вопрос передачи видео на расстояния. Компания AJA Video Systems  в свою очередь предлагает целый комплекс устройств и решений для обеспечения передачи данных по оптике.

 

Что такое оптоволокно?

Волоконная оптика – это наука о передаче цифровой информации световыми импульсами через оптически чистые (прозрачные) стекло- или пластиковые волокна толщиной чуть больше человеческого волоса. В зависимости от бюджета и применения, оптоволоконная система передачи данных может быть построена на одном волокне или на нескольких, объединенных в одной изоляции. Световые импульсы, передаваемые по этому волокну, обычно генерируются инфракрасным лазером или светодиодом, и могут передавать огромные объемы данных с минимальными затуханием сигнала. Благодаря высокой эффективности, оптоволоконные системы быстро подвинули традиционные медные кабели в передаче на длинные расстояния.

Преимущества оптоволокна

В сравнении с традиционными медными кабелями, оптоволоконные кабели имеют следующие преимущества:

  • - Большая пропускная способность
  • - Большая дистанция
  • - Низкое энергопотребление
  • - Меньше интерференций
  • - Меньший размер и вес
  • - Безопасность

Процесс передачи данных через световые импульсы немного сложнее традиционных медных соединений. На рынке на сегодняшний день присутствуют различные оптоволоконные технологии, и выбор нужной зависит от требований внедряемой системы. Но основные компоненты системы остаются неизменными:

  • Передатчик - кодирует и отправляет данные, конвертируя электрический сигнал в оптический с помощью светового источника
  • Приемник – принимает и декодирует оптические сигналы обратно в электрические через полупроводниковый фотодетектор
  • Приемопередатчик – состоит из приемника и передатчика в одном корпусе, работающие параллельно для независимой работы и передачи в обоих направлениях.
  • Кабельные разъемы – существует большое разнообразие оптоволоконных разъемов а рынке, но для работы с видео сигналами в основном используются ST, SC и LC. Каждый из этих разъемов доступен в виде симплекс (одинарный) и дуплекс (двойной).

SFP (Small Form-factor Pluggable) и SFP+

Компактные сменные оптические приемо-предающие модули с разъемами SC, LC или ST симплекс или дуплекс. Обычно модули идут с горячей заменой и подключаются к стандартному SFP порту. SFP модули дают возможность быстро менять разъемы или длинну волны передачи, а также поддерживают полосу пропускания до 4,25Гбит/сек. Модули SFP+ обеспечивают полосу пропускания до 16Гбит/сек.

ST разъем

Наиболее популярный для мультимодовых соединений. Металлический корпус байонетного стиля и длинный циллиндрический 2.5мм керамический наконечник.

SC разъем

Также известен как «квадратный разъем» с защелкивающимся пластиковым корпусом и подпружиненным керамическим наконечником 2.5мм. Разъем относительно старой модификации, но довольно популярный и сейчас в силу своей надежности.

LC разъем

Обновленная замена разъема SC, чаще всего используемая для одномодовых оптоволоконных систем. Имеет защелкивающийся пластиковый корпус и керамический наконечник меньшего размера - 1.25мм.

Кабель

Размер, тип и количество волокон в оптоволоконном кабеле, которые передают оптический сигнал между передатчиком и приемником, могут варьироваться, но всегда состоят из трех основных компонентов:

  • Сердечник: тонкий стекловолоконный или пластиковый проводник для передачи световых импульсов
  • Оболочка: окружает волокно и отражает свет обратно в сердечник
  • Буфер: защищает сердечник и оболочку от повреждений и влаги

Световой импульс проникает в сердечник оптоволоконного кабели и отражается от оболочки в виде серии зигзагообразных отраженных импульсов. Этот процесс известен под названием «полное внутреннее отражение» (TIR). Световые импульсы, в этом случае, распространяются со скоростью, примерно на 30% медленнее, чем скорость света в вакууме, из-за высокой плотности и примесей в стеклянных или пластиковых волокнах.

Одномод и многомод

При планировании оптоволоконной системы первый вопрос обычно - строить на одномоде или многомоде. Понимание особенностей работы обоих режимов поможет сделать лучший выбор на базе параметров дистанции передачи, типа разъема, потока данных и бюджета.

Одномодовые кабели имеют маленький диаметр ядра (около 9 микрон) и один режим световой передачи. Это помогает избежать дисперсии сигнала и позволяет приемникам работать очень хорошо даже на очень длинных расстояниях. Одномодовые оптоволоконные системы позволяют получить максимальный поток передачи данных на максимальное расстояние. Но цена…

Мультимодовые оптоволоконные кабели имеют большее ядро (до 62,5 микрон) и много режимов передачи света. Из-за различных световых «путей», появляется дисперсия сигнала и с расстоянием она увеличивается. Таким образом, мультимод подходит для передачи данных с высокой полосой пропускания на средние длины за меньший бюджет.

Одномодовые системы могут передавать данные на расстояния в 50 раз больше, чем многомод, но стоить при этом в 2-4 раза больше соответственно. Обе системы обеспечивают скорость передачи 10Гбит/сек, но одномод имеет потенциал даже для больших скоростей. Одномод и многомод не совместимы между собой и не могут быть смешаны между собой с двух сторон (не могут быть сварены один с другим).

Мультиплексирование с разделением по длине волны

Мультиплексирование с разделением по длине волны (CWDM) – это технология в оптоволоконных линиях, где соединяются несколько каналов данных в одном волокне. При передаче видео, (CWDM) обычно применяется для передачи нескольких каналов SDI по длинному одномодовому кабелю. (CWDM), по сути, работает путем одновременной передачи множества световых импульсов на разных длинах оптических волн (цветов). Длины волн мультиплексируются в одно волокно с использованием пассивных оптических устройств, таких как призмы или фильтры.

Каждый канал SDI может передаваться на одной из 18 определенных длин волн (в диапазоне 1271 нм - 1611 нм). На приемной стороне световые волны демультиплексируются и отправляются к отдельным оптическим приемникам.

 

Оптоволоконные решения от AJA

AJA предлагае целый перечень устройств и аксессуаров для оптимального построения оптоволоконной инфраструктуры. Линейка мини-конвертеров FiDO специально разработана для конвертации и передачи raw видео по оптоволокну, и содержит различные модели для работы с одномодом, многомодом и CWDM.

Также многие модели других линеек имеют гнезда SFP, что дает возможность добавлять оптоволоконные входы и выходы для записи и воспроизведения , как например в случае с линейкой Ki Pro, или работать с кадровой синхронизацией и сложными конвертациями в случае с линейкой FS.

Оптоволоконные мини-конвертеры

Конвертеры FiDO обеспечивают максимальную гибкость и оптимальный бюджет для конвертации 12G-SDI, 6G-SDI, 3G-SDI и HDMI 2.0 в оптику, позволяя передавать сигнал на расстояние до 10км для одномодового кабели и до 700м для многомодового. Устройства доступны с соединениями типа SC, ST и LC. Модели FiDO-2T-X и FiDO-4T-Xпредлагают также опциональную конфигурацию CWDM SFP. Все конвертеры имеют компактный, прочный корпус для использования в условиях ограниченного пространства, в рэковых шкафах, для крепления на камерах.

Основные свойства:

  • Передача 12G/6G-SDI, 3G/HD/SD-SDI и HDMI 2.0 сигналов по оптоволоконному кабелю
  • Передача всех данных сигнала, включая служебные данные SDI сигнала
  • Доступны симплексные и дуплексные модели
  • Все входы, включая SDI, HDMI или Fiber, имеют функции эквалайзинга и повторного синхронизирования (re-clocking). Также вход BNC можно переключить в DVB-ASI.
  • Подходит для решения проблем с заземлением
  • 5-20В DC блок питания в комплекте
  • Пять лет гарантии

12G-SDI передатчики, приемники и приемопередатчики

  • FiDO-TR-12G 1-канальный 12G-SDI/LC Single-Mode LC Fiber приемопередатчик
  • FiDO-T-12G 1- канальный 12G-SDI в Single-Mode LC Fiber передатчик
  • FiDO-R-12G 1- канальный Single-Mode LC Fiber в 12G-SDI приемник
  • FiDO-2T-12G 2- канальный 12G-SDI в Single-Mode LC Fiber передатчик
  • FiDO-2R-12G 2- канальный Single-Mode LC Fiber в 12G-SDI приемник

Одноканальные 3G-SDI передатчики, приемники и приемопередатчики

  • FiDO-TR 1- канальный 3G-SDI/LC Single-Mode LC Fiber приемопередатчик
  • FiDO-TR-MM 1- канальный 3G-SDI/LC Multi-Mode LC Fiber приемопередатчик
  • FiDO-T 1- канальный 3G-SDI в Single-Mode LC Fiber передатчик
  • FiDO-T-MM 1- канальный 3G-SDI в Multi-Mode LC Fiber передатчик
  • FiDO-R 1- канальный Single-Mode LC Fiber в 3G-SDI приемник
  • FiDO-R-MM 1- канальный Multi-Mode LC Fiber в 3G-SDI приемник
  • FiDO-T-SC 1- канальный 3G-SDI в Single-Mode SC Fiber передатчик, с проходным SDI выходом
  • FiDO-R-SC 1- канальный Single-Mode SC Fiber в 3G-SDI приемник, с двумя SDI выходами
  • FiDO-R-ST 1- канальный Single-Mode ST Fiber в 3G-SDI приемник, с двумя SDI выходами
  • FiDO-T-ST 1- канальный 3G-SDI в Single-Mode ST Fiber передатчик, с проходным SDI выходом

Двухканальные 3G-SDI передатчики и приемники

  • FiDO-2T 2- канальный 3G-SDI в Single-Mode LC Fiber приемник
  • FiDO-2T-MM 2- канальный 3G-SDI в Multi-Mode LC Fiber приемник
  • FiDO-2T-X 2- канальный 3G-SDI в Single-Mode LC Fiber приемник для CWDM SFP
  • FiDO-2R 2- канальный Single-Mode LC Fiber в 3G-SDI приемник
  • FiDO-2R-MM 2- канальный Multi-Mode LC Fiber в 3G-SDI приемник

Четырехканальные 3G-SDI передатчики и приемники

  • FiDO-4T 4- канальный 3G-SDI to Single-Mode LC Fiber передатчик
  • FiDO-4T-MM 4- канальный 3G-SDI to Multi-Mode LC Fiber передатчик
  • FiDO-4T-X 4- канальный 3G-SDI to Single-Mode LC Fiber передатчик для CWDM SFP
  • FiDO-4R 4- канальный Single-Mode LC Fiber to 3G-SDI приемник
  • FiDO-4R-MM 4- канальный Multi-Mode LC Fiber to 3G-SDI приемник
  • FiDO-4T-ST 4- канальный 3G-SDI to Single-Mode ST Fiber передатчик
  • FiDO-4R-ST 4- канальный Single-Mode ST Fiber to 3G-SDI приемник

HDMI конвертеры

  • Hi5-12G 12G-SDI в HDMI 2.0 Конвертер
  • HA5-12G HDMI 2.0 в 12G-SDI Конвертер

openGear платы и корзины

Открытая архитекрура, система построена на модульной корзине размером 2RU и поддерживается широким перечнем производителей, в том числе компанией AJA Video Systems. Корзина имеет вместимость в 20 слотов с прекрасной системой охлаждения и питания для самых требовательных применений – броадкаст, ПТС и для живых трансляций. Поддерживает широкий спектрплат openGear для преобразования HDMI, масштабирования, SDI аудио эмбеддирования/деэмбеддирования, и оптоволоконных расширений.

OG-X-FR корзина совместимая с openGear размером 2RU

 

Оптоволоконные одномодовые конвертеры

OG-FiDO-TR 1-канальный 3G-SDI/LC Single-Mode LC Fiber приемопередатчик

OG-FiDO-T 1- канальный 3G-SDI в Single-Mode LC Fiber передатчик

OG-FiDO-R 1- канальный Single-Mode LC Fiber в 3G-SDI приемник

OG-FiDO-2T 2- канальный 3G-SDI в Single-Mode LC Fiber передатчик

OG-FiDO-2R 2- канальный Single-Mode LC Fiber в 3G-SDI приемник

OG-FiDO-2T-X 2- канальный 3G-SDI в Single-Mode LC Fiber передатчик для CWDM 

Оптоволоконные многомодовые конвертеры

OG-FiDO-TR-MM 1- канальный 3G-SDI/LC Multi-Mode LC Fiber приемопередатчик

OG-FiDO-T-MM 1- канальный 3G-SDI to Multi-Mode LC Fiber передатчик

OG-FiDO-R-MM 1- канальный Multi-Mode LC Fiber to 3G-SDI приемник

OG-FiDO-2T-MM 2- канальный 3G-SDI to Multi-Mode LC Fiber передатчик

OG-FiDO-2R-MM 2- канальный Multi-Mode LC Fiber to 3G-SDI приемник

SFP Конфигуратор

AJA предоставляет широкий спектр оптоволоконных модулей SFP на выбор. Для наиболее правильного подбора компонентов рекомендуется использовать AJA SFP Configurator.

 

Кадровые синхронизаторы и конвертеры

AJA предлагает линейку 1RU кадровых синхронизаторов и многофункциональных конвертеров для систем от SD до 4K. Оптоволоконные опции доступны для моделей FS2, FS3, FS4 и FS-HDR, а также поддержка до 4 каналов HD и усовершенствованные рабочие процессы включая работу с реалтайм HDR.

 

FS-HDR - HDR 4K/UltraHD/2K/HD кадровый синхронизатор и конвертер

FS-HDR – одноюнитовый универсальный конвертер/кадровый синхронизатор, разработанный специально для работы с High Dynamic Range (HDR) и Wide Color Gamut (WCG), когда необходимо работать в реалтайме с низкой задержкой, точностью цветопередачи с 4K/UltraHD и 2K/HD. Developed in partnership with Colorfront, the FS-HDR’s HDR/WCG functionality is powered by Colorfront Engine™ proprietary video processing algorithms.

FS-HDR также предоставляет up, down, cross конвертацию для сигналов 4K/UltraHD/2K/HD HDR, конвертацию и кадровую синхронизацию в четырехканальном режиме, а также четыре независимых канала 2K/HD конвертации включая преобразования HDR, и плюс возможность использования 12G-SDI Fiber LC и 12G-SDI BNC SFP.

FS4 четырехканальный 2K/HD/SD или одноканальный 4K/UltraHD кадровый синхронизатор и Up/Down/Cross конвертер

FS3 - SD/HD до 4K/UltraHD повышающий конвертер и кадровый синхронизатор

The FS3 благодаря технологиям AJA позволяет незаметно интегрировать HD/SD сигнал с рабочий процесс 4K/UltraHD, обеспечивая высочайшее качество отмасшиабированного изображения. Устройство позволяет по входу получить HD/SD-SDI сигнал с BNC или оптики и отдать сконвертированный 4K/UltraHD сигнал на несколько BNC или оптических выходов одновременно.

FS3 включает также такие профессиональные функции, как RGB-цветокоррекцию, выбор необходимого участка изображения с полноэкранным масштабированием, широкий контроль параметров звука и его перемаршрутизирование по каналам, управление посредством WEB-интерфейса, GPI-триггер и др.

FS2 двухканальный конвертер и кадровый синхронизатор

FS2 может использоваться как два отдельных кадровых синхронизатора/преобразователя форматов, так и при объединении двух каналов с внутренним кеером. Например, при врезке графики в HD сигнал, когда при комбинировании графики и фона необходимо использовать повышающее преобразование.

Цифровые рекордеры и плееры

Ki Pro Ultra Plus - 4K/UltraHD/2K/HD запись/воспроизведение с поддержкой многоканальной HD записи

Ki Pro Ultra Plus – это многоканальный рекордер в формате Apple ProRes®, предлагающий до 4 каналов одновременной HD записи, или одноканальную запись в режиме 4K/UltraHD/2K/HD Apple ProRes, Avid DNxHR или Avid DNxHD® MXF с поддержкой соединений 3G-SDI, оптика и HDMI 2.0.

Ki Pro Ultra - 4K/UltraHD/2K/HD запись/воспроизведение с поддержкой до 4K 60p

Ki Pro Ultra поддерживает запись и воспроизведение файлов в формате Apple ProRes или Avid DNxHR в различных видео форматах и частотой кадров до 4K, и Avid DNxHD MXF файлы в разрешении до HD.

Статьи

Полезна ли Вам статья?

0.0/5 оценка (0 голосов)
09.07.19