引言：本文介紹了一種基于時序恢復的單纖高清DVI光端機。其輸出時序與輸入時序完全相同，保證了輸入輸出信號的同步性。實現了音視頻信號的0延時傳輸，有效解決傳統光端機傳輸不同步的問題。
一、傳統單纖DVI光端機在兩個應用場合局限性
場合一，在視頻傳輸行業，以及顯示行業中，單纖DVI光端機的應用越來越廣泛。當工程上需要將DVI信號傳輸30米以上時，通常會選擇單纖DVI光端機。
但是施工人員發現傳統單纖DVI光端機在LED拼接屏的現場無法達到滿意的效果，圖像顯示時在拼縫處總是會出現撕裂現象。為了解決這個問題，施工人員經常把拼接器放在LED屏幕的附近，所以在拼接器和LED屏之間，很少見到單纖DVI光端機的應用。
場合二，在KVM傳輸領域，也有傳統單纖DVI光端機的身影。但是KVM操作人員卻明顯感覺操作遲鈍，操作性沒有傳統KVM延長器效果好。
二、傳統單纖DVI光端機原理
傳統單纖DVI光端機，其應用在以上兩個場合受到很大的限制。主要原因是傳統單纖DVI光端機有兩個指標沒有滿足以上現場要求：1.延時，2.同步性。通過其原理可以分析出其形成原因。
傳統單纖DVI光端機大多數是基于圖像恢復的光端機。其傳輸過程是以幀為單位的。簡單說當發送端接收完一幀圖像后，開始在光纖上傳輸一幀圖像；當接收端接收到完整一幀圖像后，再開始這幀圖像的輸出。具體實現是當發送端接收第一幀圖像時并不是時時傳輸到光纖上，而是將其用ddr3等存儲器緩存起來，待接收完成后開始傳輸，傳輸第一幀時在接收、緩存第二幀圖像；同樣，在接收端，光纖傳送1幀信號的過程中，也將其緩存起來，待光纖傳輸完成時開始輸出1幀信號；現實中還有幀頻變換的問題，主流方案的發送、接收端都需要進行3幀緩存。圖1為此方案最小延遲情況，在此情況下發送端輸入的為第三幀，接收端還在輸出第一幀，其延時為2幀。在實際情況下此延時一般>40ms。此延時在一定程度上影響了KVM的操作性能；由于音頻的延時為0，在一定程度上造成了音視頻的不同步，出現“先打雷后閃電”現象。
圖1 傳統DVI光端機最小延時情況
同樣，這種圖像恢復式的光端機只能完全恢復出圖像，不能恢復出時序。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的同步。當兩個幀頻一致的信號輸入到兩個光端機后，兩個光端機的輸出端不能保證輸出信號的一致導致不同步。這種不同步最終會導致拼接屏的撕裂現象。
三、天翼訊通時序恢復式單纖DVI光端機原理
北京天翼訊通科技有限公司根據多年的行業經驗研發出了時序恢復式HFD301系列光端機，實現了高清視頻的0延時，同步傳輸。HFD301系列光端機通過兩個辦法解決了傳統單纖DVI光端機的不足。
第一、完全的時序恢復：HFD301系列光端機在發送端完全識別出了輸入信號的時序。包括pclk（主時鐘），htootle（每行總像素點數），vtootle（每幀總行數），hsync（行同步寬度），vsync（場同步寬度）， h front porch（行前沿），v front porch（場前沿）。其中pclk識別精度達1‰對htootle，vtootle，hsync，vsync， h front porch，v front porch識別無誤差。發送端將識別到的信息打包為一個數據包，通過光纖傳輸到接收端。接收端根據這個數據包信息重新生成個時序，此時序完全和發送端完全相同。通過pclk數據包重新生成主時鐘，再根據htootle重新生成行頻，根據vtootle重新生成場頻。再根據hsync，vsync， h front porch，v front porch生成完整時序，保證了接收端和發送端的同步。
第二、傳輸的單位由幀改為行：HFD301系列光端機的圖像傳輸基本單位不是1幀圖像，而是1行圖像。這樣發送端圖像邊接收邊傳輸，接收端邊接收邊輸出。同一時刻發送端接收的圖像和接收端輸出的圖像為同一幀圖像，實現了圖像的實時傳輸，使得傳輸延時接近為0ms。唯一的延時為打包延時和光纖延時。
三、HFD301系列光端機優點：
HFD301系列光端機有一下優點：1、輸入輸出時序完全相同，實現了視頻的同步傳輸。2、由于傳輸單位不是整副畫面，無需緩存，節省了ddr3等存儲器，減少了故障點，不會由于存儲器虛焊而花屏。三、不緩存視頻使得傳輸延時變為0ms。
四、保證了音視頻同步傳輸。
同時HFD301系列光端機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。由于需要進行復雜的時序識別及恢復會采用各種高性能芯片使得HFD301系列光端機成本較高。
為了保正圖像質量HFD301系列光端機要求輸入圖像的時序必須標準，否則輸出時序也不標準，導致圖像傳輸失敗。
三、HFD301系列光端機應用領域
HFD301系列光端機以其0延時、同步傳輸的特點十分適合于在大屏幕拼接、KVM指揮控制以及視頻會議行業應用。
四、HFD系列產品配置
HFD301系列光端機可以在傳輸高清DVI視頻、音頻信號、以太網信號、多路串口信號、電話信號、開關量信號、鼠標鍵盤信號等多業務信號的傳輸。
HFD321系列光端機是HFD301系列光端機的簡化版本，可以實現高清DVI視頻、PS2鼠標鍵盤、雙向音頻、RS232信號的傳輸，特別適合于在KVM領域的應用。
HFD311型光端機是HFD301系列光端機的微型化化版本。HFD311在HFD301基礎上換用微型化芯片、去除多業務、采用微型化光模塊設計。接口可以直接插在電腦、投影機、大屏幕的DVI接口上，節省設備空間。
HFD301 HFD321 HFD311
圖2、HFD系列光端機產品
HFD301、HFD321、HFD311系列產品具有很好的互通性，視頻100%互通。同時可以配合公司的OMX系列光矩陣使用，實現視頻的切換，實現混合矩陣和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集光端機、混合矩陣、KVM切換器于一身，為客戶提供最優的的視頻+控制解決方案。
圖3、OMX系列光矩陣產品
圖4、天翼訊通光傳輸方案框圖
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