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视频SFP光模块全解

2021年07月10日 64

在小型光纤网络建设中,SFP光模块起着至关重要的作用。市场上有不同种类的SFP光模块,例如1000BASE-SX SFP,1000BASE-LX / LH SFP,1000BASE-T铜SFP。除此之外,还有一种主要用于视频传输的SFP光模块,如下图。

SFP光模块

视频SFP光模块基础介绍

视频SFP光模块也被称为数字视频光模块或SDI(串行数字接口的缩写)视频光模块,是一种小型可热插拔的光模块,与光缆一起搭配使用。为什么需要使用视频SFP光模块?因为随着大容量高清和超高清(UHD)数字视频广播的快速发展,网络传输需要一种具备高性能且能传输视频图像的光模块。视频SFP光模块可用在SDI设备(或SDI接口)上,传输SDI视频病理信号,有效确保视频传输的质量。

视频SFP光模块的类型

视频SFP光模块可根据不同层面划分为不同类型。根据传输速率的不同可分为3G-SDI SFP,6G-SDI SFP,12G-SDI SFP;根据是否合乎规范标准分为MSA视频SFP光模块和非MSA视频SFP光模块;根据工作波长的不同分为普通SFP视频光模块和CWDM SFP视频光模块;根据传输距离的不同分为短距视频SFP光模块、中距视频SFP光模块和长距视频SFP光模块。

如何使用视频SFP光模块

由于视频SFP光模块既能完成光信号到数字信号的转换,也能完成数字信号到光信号的转换,因此它们通常被用于高清摄像机或监视器系统以及广播视频传输中。下面以3G-SDI SFP为例将使用指南。

高清摄像头或监控器系统中使用的视频SFP模块

通常,高清摄像机或监视器系统中有多个高清终端设备,因此我们可以将一个高清视频矩阵用作一端,该矩阵提供多个视频SFP端口,另一端提供多个HD-SDI设备。将3G-SDI光模块分别插入设备,然后通过光纤将两端的SDI SFP光模块连接起来。布线图如下图所示。

SDI SFP光模块

用于广播视频传输应用的视频SFP光模块

由于广播视频传输应用需要高密度布线,因此通常会使用带有高密度视频SFP端口的HD-SDI设备。如下图所示,将多个3G-SDI SFP光模块分别插入两侧的HD-SDI设备中,然后通过光纤跳线连接两端的视频SDI SFP光模块即可。

视频SDI SFP光模块

谨慎选择视频SFP光模块

由于视频SFP光模块的收发器类型有双发射器,双接收器,单发射器或单接收器,因此在选择视频SFP光模块时应格外小心。如果需要单向传输,则可以将单个SDI SFP发送器和单个SDI SFP接收器用于单信号,将双发送器和双接收器用于双信号。如果需要双向传输,则可以使用视频SFP光模块,该光模块内置在一个模块中。此外,还有SDI CWDM SFP和SDI BiDi SFP。SDI CWDM SFP可以传输不同波长的信号,而SDI BiDi SFP可以在同一根光纤上同时混合和传输多个波长。两者都是兼具成本的解决方案。此外,光纤跳线的选择必须与视频SFP光模块的类型匹配,否则将无法实现通信。

关于视频SFP光模块的常见问题

1. 什么是SDI?

SDI(数字分量串行接口)是SMPTE组织制定的数字视频接口标准。该串行接口是把数据字的各个比特及相应的数据通过单一通道顺序传送的接口。由于串行数字信号(一种数字基带信号)的数据速率很高,因此在传输之前必须经过处理。

2. 3G-SDI SFP和6G-SDI SFP有什么区别?

  • 定义不同。虽然两者都是针对SMPTE 259M,SMPTE 344M,SMPTE 292M和SMPTE 424M串行速率的SDI病理模式而设计的,旨在实现稳定的性能,但是6G-SDI SFP也为SMPTE 2081设计。

  • 传输速率不同。3G-SDI视频SFP光模块支持3Gbps数据速率,而6G-SDI视频SFP光模块可以提供6Gbps的有效负载。

  • 应用场景不同。3G-SDI SFP通常用于安全监视应用程序和电视广播,而6G-SDI SFP通常用于4K / HDTV / SDTV服务。

3.视频SFP发射器和视频SFP接收器有什么区别?

视频SFP发射器是将数字信号转换为光信号,而视频SFP接收器是将光信号转换为数字信号。因此,它们必须在应用中一起使用。更重要的是,视频SFP光模块必须要成对使用,否则链路将无法通信。

4. 3G-SDI SFP光模块的MSA和非MSA标准之间有什么区别?如果它们与主机错误匹配,将会有什么后果?

3G-SDI SFP光模块有20个引脚,MSA和非MSA的I2C引脚定义不同:MSA标准在第四个引脚(SDA)和第五个引脚(SCL)上定义了I2C定义;而非MSA标准则在第五和第六个引脚上定义了它。I2C引脚与主机不匹配会直接导致视频SFP光模块与主机I2C通信连接错误。事实证明,SFP DDM功能不可用,且主机无法读取EEPROM。

5.视频SFP光模块和光纤视频转换器之间有什么区别?如何在它们之间做出选择?

视频SFP光模块和光纤视频转换器都用于视频传输,它们可以实现光信号到数字信号的转换。光纤视频转换器由光纤发射器组和光纤接收器组组成,因此在使用时,它们必须一起工作。

它们之间的主要区别在于,视频SFP光模块需要插到HD-SDI设备的视频SFP端口上,通过光纤跳线连接通信;而光纤视频转换器只需要光纤连接即可。此外,两者的传输距离也有些许区别,光纤视频转换器通常在单模光纤上进行20 km的传输;而视频SFP光模块可以分别通过多模光纤和单模光纤支持短距离和长距离传输(具体传输距离取决于所选视频SFP光模块型号)。就成本而言,光纤视频转换器比视频SFP光模块贵。至于选择哪一个,则完全取决于您的特定要求。

结论

如今视频传输在我们的生活中变得越来越普遍,视频SFP光模块也因能够确保视频传输的高性能,备受网络工程师欢迎。下表为飞速(FS)3G-SDI视频SFP光模块和12G-SDI SFP光模块的参数。

型号
光模块类型
波长
最大电缆距离
视频病理模式支持
SFP-3G85ST-3M
单发射器
850纳米
300m,MMF
双发射器
1310纳米
2公里,MMF
单接收器
1310纳米
20km,SMF
双接收器
1310纳米
40km,SMF
发射器和接收器
1550纳米
40km,SMF
发射器和接收器
1310nm-TX / 1550nm-RX
10公里,SMF
发射器和接收器
1270纳米
10公里,SMF

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