高清视频光端机应用背景
在某些应用背景下需要传输距离远、图像质量好、实时性高、抗干扰能力较强的视频传输系统。目前,应用成熟的远程视频监控系统按照系统所采用的传输介质主要可分为同轴电缆、双绞线和光纤三种。与同轴电缆、双绞线等传输介质相比,光纤具有许多优点:1.损耗极低,中继距离很长;2.频带极宽,传输容量很大;3.抗电磁干扰性能好;4.泄漏小,保密性能好;5.体积小,重量轻;6.温度稳定性好、寿命长。光纤的这些优点使其比同轴电缆和双绞线更适合于大容量视频数据的远距离传输,因而国际上远距离视频传输系统,几乎全部采用光缆作为传输介质。 在远距离光纤传输中,光缆对信号的传输影响很小,光纤传输系统的传输质量主要取决于光端机的质量,因为光端机负责光电转换以及光发射和光接收,它的优劣直接影响整个系统。视频光端机分为模拟光端机和数字光端机。模拟光端机采用模拟调制技术,尽管技术上不断改进,但一直存在模拟传输方式所固有的系统性能不稳定、多路视频信号同传时互扰现象严重、生产调试困难等缺点。数字视频光端机的产生克服了模拟光端机的上述缺点。与传统的模拟光端机相比,数字视频技术既可以大大提高图像的清晰度和质量,保持信号的纯度,还可以提高交互功能。数字光端机又分为压缩数字光端机和非压缩数字光端机。基于压缩算法的视频传输系统虽然可以在单根光纤中传输几十路的视频信号,但是其在低比特率的情况下容易出现马赛克现象,传输质量降低,不利于应用在要求传输质量高、容量大的应用场合,并且系统的复杂度会大大提高。非压缩视频光端机采用全数字无压缩技术,无需对数字视频信号进行压缩和解压缩处理,不会产生系统延时,所以视频传输质量高、实时传输效果好。因此,视频光端机采用数字非压缩的方式能够在传输大量传感器监测数据的同时将环境画面通过光纤传输到显示装置进行高质量地显示,从而能够使监测和研究人员获得大量的环境信息。现有的数字非压缩视频光端机前端视频采集大多采用的CCD图像传感器输出视频制式多为PAL (分辨率为720HX576V)、NTSC (分辨率为720HX486V),尽管采用非压缩的方式但前端图像传感器的像素和输出视频制式制约了采集到的视频图像分辨率。鉴于目前图像传感器特别是CMOS图像传感器的快速发展,图像传感器已能够釆集并输出达到高清分辨率的视频,这些高清视频经过前端处理后能够通过并行接口直接引入FPGA。鉴于此，本文遂提出了一种高清视频光端机的方案。
高清视频光端机技术指标
视频部分
视频通道:1路
视频类型:CMOS摄像头
视频分辨率:720p60
光纤部分
光纤种类:单模光纤
光纤接口: LC
光模块类型:SFP (小型可插拔)
光纤收发模块 传输距离：40KM
额外接口：RS485
高清视频光端机硬件组成
视频传感器： OV5620，为OV公司的高性能500万像素传感器。
HDMI接口芯片： SIL9134，为Silicon Image 公司的HDMI发送芯片，最高可以支持UXGA@75P的输出能力。
RS485接口芯片： TI公司的65HVD32。
SFP模块： 采用单纤单模模块，工作在两个波长1550nm/1490nm。
FPGA： Xilinx公司的Spartan-6系列的XC6SLX45T，采用其芯片内置的GTP作为串行收发器。
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