В рубрику "Передающее оборудование" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций

Обзор рынка оборудования для передачи сигнала по оптоволокну

Михаил Шарубин
Ведущий технический специалист, компания PROLAND

Казбек Тлеужев
Проект-менеджер, компания PROLAND

Современные оптоволоконные системы позволяют передавать высококачественную видеоинформацию от телекамер на расстояние до нескольких десятков километров. В таких системах оптоволоконный приемник видеосигнала преобразует оптический модулированный сигнал, получаемый от оптоволоконного передатчика, в электрический сигнал, а затем усиливает и демодулирует его. При этом на выходе приемника формируется демодулированный видеосигнал (или набор сигналов), который подается на монитор или другие устройства записи и хранения видеоизображения.

В последние годы оптоволоконные системы стали чаще применяться для высокоскоростной передачи как аналоговых, так и цифровых видео- и аудиосигналов не только в системах кабельного телевидения, но и для нужд телевизионного и радиопроизводства.

Обладая чрезвычайно низкими потерями, оптоволоконные системы способны передавать видеосигналы на расстояния до нескольких десятков километров без использования промежуточных усилителей, намного превосходя по этому параметру прочие проводные системы передачи видеосигналов. Другой особенностью оптоволоконных систем является их высокая пропускная способность, которая обусловлена высокой частотой колебаний световых волн, распространяющихся по оптоволокну.

Одно- или двухмодовое?

Скорость передачи видеосигналов через оптоволоконные системы ограничивается только пропускной способностью передающего и приемного модуля системы и может составлять более 10 млрд бит/с. Поэтому оптоволоконные системы чаще всего используются для передачи больших объемов информации, в первую очередь - качественного видеосигнала.

Современное оптоволокно, используемое в системах ВОЛ С, представляет собой прозрачные стеклянные волокна, которые - благодаря эффекту полного внутреннего отражения - проводят свет от одного конца до другого с минимальными потерями. Конструктивно такое оптоволокно состоит из ядра, оптической оболочки и защитной оболочки. Последняя предназначена для защиты ядра и оптической оболочки от внешних воздействий. Толщина же самого оптоволокна (125 мкм) сопоставима с толщиной человеческого волоса (85 мкм).

В настоящее время выпускается два типа оптоволокна: одномодовое -с одной траекторией распространения видеосигнала по ядру оптоволокна, и многомодовое - с несколькими траекториями распространения световых волн по оптоволокну. При этом многомодовое оптоволокно обеспечивает передачу сигналов на расстояния от 1 до 5 км, а одномодовое - на десятки километров. Это объясняется меньшими потерями при прохождении сигнала в одномодовом волокне. В то же время такое волокно стоит намного дороже. В нашем обзоре мы остановимся именно на системах, использующих для передачи сигнала одномодовое волокно, как наиболее востребованных на рынке телевизионного и видеопроизводства.

Как это работает

Как правило, оптоволоконная система включает:

передатчик видеосигнала, преобразующий электрические видеосигналы в оптическое излучение;
приемник видеосигнала, преобразующий оптическое излучение обратно в электрические видеосигналы;
собственно оптическое волокно, соединяющее передатчик и приемник.

Все оптоволоконные системы имеют примерно одинаковую структуру. На передающем конце оптоволоконной линии находится светодиод или лазерный диод, излучение которого модулируется по амплитуде передаваемым сигналом, поступающим от источника информации. В качестве передаваемого сигнала может выступать собственно видеосигнал, аудиосигнал, а также другие сигналы (например, Ethernet или данные). Прежде чем направить такой сигнал на излучающий светодиод, он предварительно преобразуется в амплитудном, частотном или импульсном модуляторе. Использование в оптоволоконной системе такого устройства в паре с демодулятором приемника позволяет одновременно транслировать по оптоволокну несколько сигналов различного типа.

При этом световое излучение лазерного диода модулируется по яркости в такт с передаваемым сигналом модулятора. Оптическое излучение передается по оптоволоконной линии на приемный модуль, где установлен фотодиод, он преобразует модулированный по яркости свет в электрические колебания. После детектирования модулированного оптического видеосигнала, последний поступает на демодулятор, который разделяет принятый комбинированный сигнал на сигналы отдельных передаваемых каналов. Вид модуляции оптического сигнала и количество одновременно передаваемых по оптоволоконной линии сигналов выбирается исходя из решения конкретных технических задач.

Плюс и еще плюс

Одним из преимуществ оптоволоконных систем является абсолютная защищенность оптоволокна от электрических помех, наводок и полное отсутствие излучения, направленного вовне. Это объясняется тем, что для передачи информации в оптическом канале связи используется световой сигнал, никак не взаимодействующий с электромагнитными полями, а само оптоволокно является диэлектриком и по своей природе не способно взаимодействовать с электрическими и магнитными полями.

Несмотря на чрезвычайно малый диаметр, оптическое волокно может выпускаться в прочной внешней оболочке, выдерживающей большие механические нагрузки, а также гарантирующей длительную работу в сырых помещениях и агрессивных средах.

Некоторые типы оптических кабелей допускают их прокладку непосредственно в земле, что резко удешевляет и ускоряет монтажные работы. Все оптоволоконные системы отличаются повышенным уровнем безопасности, так как передаваемый сигнал не излучается за пределы оптического волокна и к нему невозможно подключиться с целью несанкционированного перехвата.

Для передачи по одному оптоволокну нескольких независимых сигналов применяются методы временного и частотного уплотнения сигналов. Для этого в оптоволоконные системы наиболее часто устанавливают оптические мультиплексоры с частотным (спектральным) разделением каналов, которые объединяют несколько передаваемых сигналов в один. Каждый источник сигнала передается лучами с различными длинами волн. Эти лучи проходят по оптоволоконной линии независимо и не взаимодействуют друг с другом. Такой вид модуляции называется WDM (wavelength division multiplexing). Он повышает пропускную способность оптоволоконной системы и позволяет осуществлять одновременную двунаправленную передачу информации.

В современном телепроизводстве очень часть возникает ситуация, когда необходимо осуществить передачу сигнала на большие расстояния (от нескольких сотен метров до десятков километров). Оптимальным и наиболее эффективным способом для решения подобной задачи является использование оборудования для передачи видеосигналов по ВОЛС. Причем в такой системе для соединения приемника и передатчика будет применяться одномодо-вое волокно, поскольку лишь при использовании этого типа оптоволокна реальна передача сигнала на такие расстояния.

Подобное оборудование выпускается производителями как в портативном варианте, подразумевающем более гибкие возможности использования в различных условиях, так и в корпусах, предназначенных для установки в стандартную 19" рэковую стойку.

Выбор типа корпуса для оборудования зависит от количества сигналов, которые необходимо передать. При большом массиве транслируемых сигналов используются решения, в основе которых лежит модульная структура. То есть в корпус (как правило, это так называемая "корзина", предназначенная для установки в рэковую стойку) устанавливаются платы, служащие для передачи определенного количества тех или иных типов сигналов. Такой подход позволяет создавать системы, способные передавать практически любые комбинации необходимых типов сигналов (видео, аудио, данные, Ethernet) в нужном количестве.

Основные призводители

Наибольшей популярностью на российском рынке на данный момент пользуется продукция, выпускаемая под торговыми марками PROFITT, Opti-comm и Opticast. Поэтому именно на этом оборудовании мы и остановимся в данном обзоре.

Компания PROFITT - это отечественный производитель. Основным видом деятельности является разработка и производство профессионального студийного телевизионного (ТВ) и звукового оборудования. Помимо этого компанией выпускается также линейка оборудования для передачи сигналов по ВОЛС. В линейке продукции имеются различные решения для передачи сигналов по оптоволокну, одноканальные и многоканальные передатчики, оптические мультиплек-соры/демультиплексоры и т.д. Правда, среди предлагаемого оборудования отсутствуют приемники/передатчики, выполненные в мобильных корпусах.

Американская компания Opticomm специализируется на разработке, производстве и поставке современных оптических систем связи с использованием новейших технологий. Системы передачи данных Opticomm работают и с аналоговыми, и с цифровыми системами. На протяжении 20 лет Opticomm признается крупным игроком на рынке оптоволоконных коммуникаций, как в частном, так и в государственном секторе.

Продукция, выпускаемая под брендом Opticast, появилась на российском рынке систем передачи сигналов по ВОЛС приблизительно три года назад. Торговая марка Opticast принадлежит компании Logocam. Оборудование, производимое этой компанией, знакомо отечественному потребителю профессионального видеооборудования уже довольно продолжительный срок (более 7 лет).

Вся продукция компании позиционируется производителем в качестве "золотой середины" для конечных пользователей. Применительно к оборудованию Opticast это заявление подтверждается рядом конкурентных преимуществ.

Во-первых, ассортимент выпускаемой компанией продукции охватывает весь спектр решений (системы в портативных корпусах, в 1U и 4U рэковых корзинах). Осуществляется одно- и двухсторонняя передача аналоговых и цифровых видеосигналов (как SDI, так и HD-SDI), передача балансного и небалансного аудиосигнала, Ethernet, данных. Также немаловажен тот факт, что при апгрейде системы допускается использование интерфейсных плат из мобильных решений в системах Opticast в рэковом исполнении.

Во-вторых, большим плюсом систем Opticast является интуитивно понятная маркировка изделий. К примеру, если существует необходимость передать 4 видеосигнала (V), 2 аудиосигнала (A), 1 канал Ethernet (E) и два канала данных (D), то маркировка соответствующей этой задаче модели будет предельно проста и понятна - 4V2A1E2D.

В-третьих, одним из основных преимуществ считается получение конечным пользователем полностью готового к работе продукта. Стандартная комплектация включает в себя трансмиттер, ресивер или трансивер (в зависимости от задачи) вместе с блоками питания. В результате клиент приобретает систему "под ключ". Для того чтобы сразу начать работать с такой аппаратурой, к ней необходимо лишь подключить источники сигнала.

Таким образом, пользователю не придется забивать себе голову техническими подробностями, запоминать сложные названия моделей, ориентироваться в названиях плат, комплектации, наличии блоков питания для корзин и тому подобных нюансах. Для полного описания и заказа нужной модели достаточно просто знать тип и количество сигналов, которые необходимо передать.

Ну и, пожалуй, наиболее важным преимуществом - практически для всех категорий пользователей - окажется оптимальное соотношение цены и производительности. Эффективное сочетание этих двух параметров обеспечит существенный выигрыш при построении системы любой степени сложности, позволит значительно сократить расходы, не поступаясь качеством и функциональными возможностями.

Опубликовано: -2008
Посещений: 24893

Статьи по теме

Автор