在3Gb/s,即使短光鏈路都可能有競爭力
高碼率1080p和3D視頻信號正在擠壓同軸電纜的極限,即使在演播室內都是如此。光纖系統在演播室外提供干凈的傳輸,而成本降低使得它們日益適用于制作機房內部。雖然同軸電纜也許始終是短距離的最佳選擇,但光纖顯然是長連接的首選。因此問題變成:在什么距離用同軸電纜的成本優勢換取光纖的性能優勢是合理的?答案不是一成不變的,但可以確定一些一般性的指導原則。
距離限制
通過導線的任何信號都將被衰減,無論是光纜還是電纜。如果衰減過大,接收器將不能收到信號。
在光纖系統中,每千米損耗只有1dB的幾分之一。即使便宜的數字發射器都將有超過10dB的光損耗預算。由于光纖損耗不到0.5dB/km,一個鏈路可輕易地達到20km 的距離。許多系統提供100km或以上的距離范圍。顯而易見,對于演播室內的光纖來說,線纜損耗無關緊要。
對于同軸電纜情況就大不相同。取決于數據率和電纜種類,信號有可能衰減到在不到 100m距離內就需要再生。根據百通公司的資料,3Gb/s SMPTE 424M信號在視頻常用的1694A電纜中傳輸僅僅 250英尺就會衰減20dB。對于更長的距離,為補償損耗需要放大器(可能帶時鐘恢復)。下圖顯示光纜和電纜的損耗比較,假定對于同軸電纜信號,每250英尺有一個中繼器。
光收發器
大多數視頻設備是針對電I/O設計的,原因是它們必須經由BNC連接器輸入或輸出信號,這種做法成本相當低。
在使用光通路時,在每個接口都需要電光(E/O)和光電(O/E)轉換。這些轉換可直接嵌入視頻設備,或者也可使用外部轉換模塊。
一些制造商采用被稱為SFP(小型可插拔)裝置的技術,它要求設備內有一個安裝架,此架內則安裝插入式光裝置。圖2顯示一個配備SFP安裝架和插入式SFP模塊的線路板。這種技術使得設備可以在無光連接的條件下銷售,而且隨SFP升級。
光纜和同軸電纜成本比較
同軸電纜和光纜成本幾乎相同。兩種類型的單芯電纜售價不到50美分/英尺。任一技術連接器都可預先安裝或現場裝配。熟練的技術人員可以用幾乎相同的時間裝配壓接式光纖或同軸電纜接頭。光纖連接器成本10倍于同軸電纜連接器,但此成本相對于其它系統部件很小。
兩者成本大差別出在E/O和O/E收發器的成本。對于1.5Gb/s信號,獨立模塊價格低于每端1000美元。對于3Gb/s鏈路,價格有點高,每端高達2000美元。Miranda的Michel Proulx指出對于3Gb/s通路,基于SFP的連接的成本比獨立模塊的低60%-70%。
光纖和同軸電纜一個差別是尺寸和重量,尤其是在使用多芯光纜的時候。96芯光纜直徑不足1英寸,每英尺重量才0.3磅。同等數量同軸電纜芯橫截面近3英寸方圓,每英尺重4.3磅。在規劃電纜槽及其它基礎設施項目時必須考慮這種因素。
另一差異是升級能力。單模光纖基本上有無限制的帶寬,采用多個波長能應對很多個10Gb/s信號。一旦安裝了光纖,更換每端的設備就可以再用。同軸電纜連接較難升級,特別是如果使用了中跨放大器。
對視頻信號影響不大的一種因素是線纜間的串擾。與采用未屏蔽雙絞線的數據電纜不同,同軸信號屏蔽得非常好,相鄰電纜間不會產生很大干擾。百通的Steve Lampen指出,屏蔽提供相鄰同軸電纜之間的隔離度大于100dB,這無疑足以防止干擾。
專家觀點
業界對何時使用光纖或電纜的觀點大不相同。
Telecast光纖系統公司的Rich Cerny表示:“每當你使用電纜時,你都在祈求好運。”銅腐蝕會影響信號流,而且在防止接地回路或其它不需要的信號流是也有難度。他的建議是長于10m的距離都使用光纖。
The Switch的Dave Anderson設計其電視中心時把電纜用于設備之間距離不到100英尺,在機房內很少采用光纖。不過,他非常擁護在連接到電信運營商和外界客戶時采用光纖技術。
Multidyne的Jim Jachetta關心限制同軸電纜敷設的環境因素。這包括來自如空調系統的電機和燈光設備等的外部設備的干擾。他指出在實驗室內可工作1000英尺的同軸系統在實際應用中可能無效。
相比之下,百通的Lampen稱250英尺的 中繼間距相當保守。使用現代化的電纜驅動器和接收器,可獲得中繼器間更長的距離,而且結果不錯。
選擇
因此,對于短連接(幾英尺),同軸電纜是首選—這種情況下光纖不顯性能優勢,同軸電纜的成本更低。用同軸電纜,同一機架陣內機架間的更長距離敷設也更容易。
對于演播室不同區域間的較長連接(跨走廊或不同樓層),光纖的優勢證明多花錢是值得的。它具有的更低的損耗、更輕便、適應未來發展及無需中繼器或放大器的優點,對于距離長于300英尺的3Gb/s信號極有吸引力。
對于涉及很高安裝成本的安裝,如樓層之間或通過建筑物防火墻的布線,工程師將考慮用光纖連接,在信號速率進一步提高時提供一個升級路徑。B&P