Bộ thu phát quang SDI giải quyết vấn đề truyền video số đi xa. Camera vốn đã xuất tín hiệu số nối tiếp SDI; bộ thu phát quang nhận tín hiệu này, chuyển đổi sang dạng phù hợp để truyền qua sợi quang, sau đó khôi phục thành tín hiệu điện SDI ở đầu bên kia. Thiết bị này thường không phải là đầu ghi video và không cần nén hình ảnh bằng H.264 trước. Cách hiệu quả nhất để hiểu thiết bị là xem xét từng đoạn theo thứ tự: đầu vào đồng trục, xử lý bên trong, sợi quang và đầu ra đồng trục.
1. Trước tiên, phân biệt giao diện với thông tin
SDI là giao diện số nối tiếp. Các mẫu hình ảnh, thông tin định thời và dữ liệu phụ trợ được phép được sắp xếp theo quy định thành một luồng bit tốc độ cao. Có thể hiểu nối tiếp là thông tin lần lượt đi qua một kênh, nhưng không phải các khung hình video được gửi từng cái một như các tệp thông thường. BNC chỉ là một dạng đầu nối phổ biến; video tổng hợp tương tự cũng có thể dùng BNC. Cắm vừa đầu nối không có nghĩa là hai thiết bị sử dụng cùng loại tín hiệu. Kết nối camera SDI với bộ thu phát quang video tương tự sẽ không trở nên tương thích chỉ vì đã thay cáp.
SD-SDI, HD-SDI, 3G-SDI và các cấp tốc độ cao hơn đều có yêu cầu riêng về đặc tính điện và ánh xạ dữ liệu. Chữ G trong 3G chỉ tốc độ truyền ở mức gigabit, không phải thế hệ thứ ba, cũng không phải ba hình mỗi giây. Tốc độ danh định của một cấp 3G phổ biến là khoảng 2.97 Gb/s. Một hình ảnh cụ thể có truyền được hay không còn phụ thuộc vào việc kiểm tra độ phân giải, tốc độ khung hình, phương thức quét, lấy mẫu màu và ánh xạ tương ứng; không thể chỉ xem hai chữ “độ nét cao”.
2. Cách đầu phát tiếp nhận tín hiệu điện
Cáp đồng trục càng dài thì suy hao ở phần tần số cao thường càng rõ rệt, các sườn xung trở nên chậm hơn và biên dự phòng để mạch thu phân biệt bit không và một càng nhỏ. Bộ cân bằng đầu vào bù suy hao phụ thuộc tần số do cáp gây ra trong các điều kiện cho phép, giúp tín hiệu phù hợp hơn cho bước quyết định dữ liệu tiếp theo. Tác dụng của nó tương tự như làm cho chữ viết tay dễ đọc hơn, nhưng không thể tự nhiên khôi phục dữ liệu đã mất hoàn toàn. Đầu nối, trở kháng cáp và phối hợp trở kháng đầu cuối vẫn rất quan trọng.
Thiết kế có chức năng tái định thời còn trích xuất xung nhịp từ luồng bit thu được, quyết định giá trị dữ liệu tại thời điểm thích hợp, rồi xuất dữ liệu theo nhịp đã khôi phục. Các mẫu thiết bị khác nhau có thể bố trí chức năng khôi phục xung nhịp ở những vị trí khác nhau, đồng thời có thể hỗ trợ chế độ bỏ qua hoặc nhiều tốc độ; không thể từ một sơ đồ khối tổng quát suy ra rằng mọi sản phẩm đều dùng cùng một chip. Cả cân bằng và tái định thời đều dựa trên điều kiện tín hiệu đầu vào vẫn nằm trong phạm vi cho phép. Khi mất khóa, một “thuật toán mạnh hơn” không thể bảo đảm hình ảnh bình thường.
3. Chuyển đổi điện-quang không phải là quay lại hình ảnh
Mạch tiếp theo điều khiển mô-đun phát quang và đưa dữ liệu do tín hiệu điện mang vào sợi quang. Bộ tách sóng quang ở đầu thu chuyển ánh sáng nhận được thành tín hiệu điện; sau các khâu thu, xử lý xung nhịp và lái đường truyền cần thiết, tín hiệu được gửi từ giao diện đầu ra SDI tới màn hình hoặc thiết bị ghi hình. Nhiệm vụ cốt lõi ở đây là truyền thông tin số hiện có, không phải tăng độ phân giải của camera, cũng không phải tự động biến SDI thành HDMI hoặc video mạng.
Một số thiết bị ghép nhiều kênh video hoặc dịch vụ khác lên một đường quang. Ghép kênh có nghĩa là đầu phát sắp xếp thông tin của từng kênh theo thiết kế, và đầu thu phải hiểu phương thức tổ chức tương ứng để khôi phục thông tin. Việc cả hai thiết bị đều ghi “cổng quang” hoặc đều sử dụng cùng bước sóng chưa đủ chứng minh chúng có thể ghép cặp. Truyền trong suốt đơn kênh, ghép đa kênh chuyên dụng và mô-đun quang Ethernet là những loại khác nhau; thay bằng một SFP mạng thông thường chưa chắc có thể thay thế được mô-đun quang video.
4. Vì sao không thể đánh giá khoảng cách chỉ bằng một con số kilômét
Sợi quang không phải là môi trường không có suy hao. Công suất phát, suy hao sợi quang, suy hao đầu nối và suy hao mối hàn cùng quyết định lượng ánh sáng mà đầu thu nhận được. Nếu công suất thu quá thấp, việc quyết định dữ liệu sẽ bị ảnh hưởng; nếu vượt giới hạn trên cho phép, cũng có thể xảy ra quá tải. Vì vậy, khi dùng mẫu truyền xa cho khoảng cách ngắn, vẫn cần kiểm tra dải công suất thu. Tính toán kỹ thuật phải sử dụng công suất phát, độ nhạy thu, ngưỡng quá tải và biên dự phòng cần thiết được nêu cho phiên bản đặt mua, không được trực tiếp coi khoảng cách tối đa quảng bá là cam kết tại hiện trường.
Việc lựa chọn đơn mode hay đa mode, một sợi hay hai sợi, loại đầu nối và bước sóng phải khớp từng mục giữa hai đầu và sợi quang tại hiện trường. Thiết bị hai chiều trên một sợi còn cần cấu hình phát và thu bổ sung tương ứng cho nhau. Không nhìn trực tiếp vào giao diện quang hoặc dùng mắt để xác định có ánh sáng phát ra hay không; việc kiểm tra mặt đầu và đo công suất phải dùng dụng cụ phù hợp. Cắm, rút và vệ sinh phải tuân theo hướng dẫn của thiết bị và dụng cụ; xác nhận chiều truyền trước khi đo để tránh nhầm cổng đầu ra thành cổng đầu vào.
5. Áp dụng nguyên lý vào lựa chọn mẫu thiết bị
Thông tin sản phẩm 3G đơn kênh trên website Feichang Technology cung cấp các cấp SD, HD và 3G, đồng thời liệt kê giao diện video của thiết bị phát, thiết bị thu và các cấu hình sợi quang khác nhau. Thông tin này phù hợp để kiểm tra cách kéo dài một liên kết SDI, nhưng không thể dùng để kết luận rằng toàn bộ dòng SDI đều hỗ trợ 12G. Website cũng có thông tin riêng về sản phẩm 12G đơn kênh; khi mua, cần cung cấp chế độ video thực tế và điều kiện đường quang để cấu hình được cung cấp đáp ứng từng yêu cầu, thay vì chỉ nói “mua một cặp bộ thu phát quang HD”.
Ví dụ, nếu camera xuất 1080p60, trước tiên hãy xác nhận ánh xạ SDI thực tế, sau đó xác nhận đầu phát, đầu thu và màn hình đều chấp nhận định dạng này. Nếu màn hình chỉ có đầu vào HDMI, còn cần một bộ chuyển đổi chủ động; đây không phải chức năng mà bộ thu quang tự động có. Khi cần các kênh âm thanh, điều khiển, Ethernet hoặc điện thoại, cũng phải xác nhận riêng số lượng giao diện, chiều truyền và định dạng; không thể áp dụng các chức năng tùy chọn trên một trang sản phẩm cho mọi thiết bị đơn kênh.
6. Cách chứng minh đường truyền thực sự hoạt động bình thường
Trước tiên, dùng cáp đồng trục ngắn đạt yêu cầu để thiết lập mốc tham chiếu trên bàn thử giữa nguồn tín hiệu, cặp bộ thu phát quang và thiết bị thu, đồng thời ghi lại định dạng và trạng thái đèn báo. Sau khi mốc tham chiếu hoạt động bình thường, thay lần lượt bằng đoạn cáp đồng trục và đường quang tại hiện trường, mỗi lần chỉ thay đổi một điều kiện. Đèn nguồn sáng chỉ cho biết một phần trạng thái cấp nguồn, và đèn liên kết quang sáng cũng không thể tự nó chứng minh mọi dữ liệu video đều chính xác; cuối cùng phải kiểm tra hình ảnh, âm thanh, lỗi và tình trạng mất khóa trong quá trình vận hành liên tục.
Nếu thỉnh thoảng bị màn hình đen, hãy kiểm tra từng đoạn theo thứ tự nguồn điện, cáp đồng trục đầu vào, thu quang, cáp đồng trục đầu ra và khả năng tương thích của thiết bị đầu cuối. Không thay ngay toàn bộ linh kiện, cũng không tùy tiện điều chỉnh công suất laser hoặc ép nâng cấp firmware khi chưa xác nhận mẫu thiết bị. Lưu lại thời điểm, định dạng, cáp, công suất và kết quả thay thế có thể giúp phân biệt biên dự phòng liên kết không đủ với định dạng không được hỗ trợ. Độ trễ của thiết bị truyền dẫn cũng cần được kiểm chứng theo hệ thống thực tế; truyền dẫn số không tự động có nghĩa là độ trễ tuyệt đối bằng không.
Với dự án truyền đa kênh, cũng cần kiểm tra sự tương ứng giữa đầu vào và đầu ra theo từng kênh để tránh sai số cổng hoặc cấu hình ghép cặp. Khi nghiệm thu, hãy để nguồn của mỗi kênh có hình ảnh thử nghiệm dễ nhận biết, không chỉ kiểm tra một kênh; với thiết bị có cài đặt định tuyến hoặc ghép kênh, hãy ghi lại cấu hình theo hướng dẫn. Nhờ đó, khi thay thiết bị đầu cuối về sau, có thể xác định sự bất thường xảy ra ở kênh nào, thay vì chỉ nói toàn bộ sợi quang có vấn đề.
Nguồn:Danh mục tiêu chuẩn SMPTE;Thông tin bộ tái định thời TI LMH0346;Bộ thu phát quang SDI 3G đơn kênh của Feichang Technology;Bộ thu phát quang SDI 12G đơn kênh của Feichang Technology. Các hình minh họa giải thích cơ chế chung; không phải hình ảnh sản phẩm thực tế, dạng sóng đo được hay tài liệu chứng nhận.
Chủ đề liên quan:Tìm hiểu đồng bộ SDI: Sự khác nhau giữa xung nhịp bit, dấu mốc dòng và khung hình, và đồng bộ trường quay;Xử lý tín hiệu trong bộ thu phát quang SDI: Cân bằng, khôi phục xung nhịp và tái định thời giải quyết vấn đề gì;Cách thử nghiệm và nghiệm thu bộ thu phát quang SDI: Định dạng, lỗi, công suất quang và vận hành liên tục;Cách đánh giá mức tiêu thụ điện và độ tăng nhiệt của bộ thu phát quang SDI: Tổn hao nguồn điện, tản nhiệt và bố trí vận hành;Lắp đặt và khắc phục sự cố bộ thu phát quang SDI: Mốc tham chiếu bằng cáp ngắn, chạy thử liên kết quang và khoanh vùng từng đoạn;Cách lựa chọn giữa giám sát SDI và giám sát IP: Truyền dẫn, ghi hình, độ trễ và giới hạn bảo mật;Cách kiểm tra tình trạng không có hình hoặc không có tiếng khi chuyển đổi SDI sang HDMI: Nguồn điện, trạng thái khóa và khả năng tương thích của màn hình
Được dịch từ bài viết kỹ thuật tiếng Trung. Nguồn được xuất bản lần đầu: 2019-10-25. Nguồn được sửa đổi lần cuối: 2026-10-13T13:19:24+08:00. Đọc nguồn tiếng Trung
