感謝特約受訪嘉賓：
Extron 市場(chǎng)營銷經(jīng)理（中國區(qū)） 張文卿
Kramer（中國區(qū)）技術(shù)總監(jiān) 崔鵬
AV信號(hào)為什么要通過光纖傳輸？
多年以來，專業(yè)AV信號(hào)管理和分配主要依賴HDMI電纜、USB電纜、類別電纜和屏蔽/非屏蔽音頻電纜來進(jìn)行傳輸。穩(wěn)定的銅纜讓我們從A點(diǎn)到B點(diǎn)甚至更遠(yuǎn)，如果我們能夠?qū)點(diǎn)和B點(diǎn)之間的距離保持在一個(gè)合理的范圍，并且我們對(duì)帶寬要求不高，那么一切都很好。
但是當(dāng)我們的音視頻信號(hào)需要傳輸幾百米甚至更遠(yuǎn)的距離時(shí)會(huì)發(fā)生什么呢？銅纜因?yàn)橛幸欢ǔ潭鹊碾娮?，?huì)逐漸衰減。隨著傳輸信號(hào)頻率（時(shí)鐘頻率）的增加，電子開始從電纜中心移動(dòng)到外部，出現(xiàn)“趨膚效應(yīng)”。
最終，使用中的信號(hào)頻率變得如此之高，以至于它們完全離開電纜并作為光子在空氣中傳播，這就是為什么在UHF頻率上廣播的電視臺(tái)使用調(diào)諧波導(dǎo)將能量從發(fā)送器耦合到天線。變速箱更像是一項(xiàng)精心設(shè)計(jì)的管道工程！傳輸更像是一項(xiàng)精心設(shè)計(jì)的管道工程！
我們可以通過將電子轉(zhuǎn)換為光子（即光能）來長距離擴(kuò)展 AV 信號(hào)。但是我們需要一種合適的傳輸介質(zhì)來將這些光脈沖從 A 點(diǎn)傳送到 B 點(diǎn)。這就是光纖線纜的用武之地：它能夠?qū)⑦@些光子以最小的衰減和退化從發(fā)送器傳輸?shù)骄嚯x很遠(yuǎn)的接收器。對(duì)原始像素點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的高質(zhì)量、無延遲、遠(yuǎn)距離傳輸能力，讓光纖突破了傳統(tǒng)銅纜的帶寬和傳輸距離限制。尤其是在專業(yè)視音頻領(lǐng)域?qū)Ω咂焚|(zhì)圖像傳輸路由的需求下（目前，音視頻信號(hào)的帶寬通常高達(dá) 10Gbps，甚至 HDMI 2.0 的4K/60 18Gbps），光纖傳輸?shù)母呷萘?、低延時(shí)特性成了行業(yè)追求高品質(zhì)圖像傳輸?shù)牟欢x。
當(dāng)前，光纖技術(shù)支持4K/60視音頻、立體聲模擬音頻、USB、控制和3D同步信號(hào)在同一根光纖中進(jìn)行完整的端到端數(shù)字分配及切換，在無中繼的情況下，傳輸距離高達(dá)幾十公里。
AV信號(hào)如何通過光纖傳輸？
如果您需要將HDMI信號(hào)延長傳輸至距離非常遠(yuǎn)的顯示器，假設(shè)顯示器距離信號(hào)源大概 300米。而HDMI本身只能傳輸大概10至15米，HDBaseT大概可以延長至100米的距離。在無法借助于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)那闆r下，您該怎么辦？
其實(shí)很簡單，HDMI光纖發(fā)送器/接收器套件就可以解決問題。
不管是模擬視音頻信號(hào)，還是數(shù)字視音頻信號(hào)，其本質(zhì)均為電信號(hào)，要通過光纖進(jìn)行傳輸之前，須借助電光轉(zhuǎn)換器，也即我們稱之為光纖發(fā)送器，將AV電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，經(jīng)由轉(zhuǎn)換設(shè)備上的激光 SFP+ 模塊連接至光纖鏈路。
同樣，在顯示端，顯示設(shè)備上的接口如HDMI、DP等仍均為電信號(hào)接口。我們就需要通過光電轉(zhuǎn)換器，也即光纖接收器，將光纖鏈路上的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)。AV信號(hào)光纖傳輸?shù)倪^程也即：電光/光電轉(zhuǎn)換。利用光纖傳輸?shù)奶匦?，?shí)現(xiàn)電信號(hào)的無損長距離傳輸。我們知道電信號(hào)的視音頻接口類型有多種，如VGA、DVI、HDMI、DP、SDI等，則對(duì)應(yīng)的光纖收發(fā)器亦可根據(jù)這些不同的接口類型進(jìn)行選擇。
光纖技術(shù)的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在哪些地方？
使用光纖傳輸有很多優(yōu)點(diǎn)。
高帶寬低損耗：
毫無疑問，光纖傳輸?shù)母邘捥匦允莻鬏斠曇纛l信號(hào)的最佳途徑。相較于銅纜數(shù)十倍的傳輸帶寬，在同步傳輸高帶寬的視音頻信號(hào)時(shí)，光纖技術(shù)的傳輸優(yōu)勢(shì)凸顯。
光纖傳輸?shù)木€路損耗非常小，以目前的單模光纖為例，其每公里的損耗小于0.5dB。低損耗意味著傳輸距離遠(yuǎn)。目前的光纖技術(shù)可以傳輸4K/60 18Gbps的HDMI2.0信號(hào)至幾十公里遠(yuǎn)的距離，無需中繼。
傳輸安全性高：
光纖傳輸?shù)陌踩泽w現(xiàn)在其傳輸介質(zhì)是光纖，傳輸內(nèi)容是光信號(hào)，光信號(hào)在傳輸過程中不會(huì)受到外界環(huán)境的干擾，沒有電流本身亦不會(huì)產(chǎn)生電磁輻射。在關(guān)鍵的任務(wù)應(yīng)用環(huán)境或者對(duì)信號(hào)的保密性要求比較高的環(huán)境，光纖傳輸無疑是最理想的傳輸方式。加上設(shè)備端的光纖鏈路中斷報(bào)警等諸多措施，保證了光纖傳輸?shù)臉O高安全性。
無接地回路干擾問題：
它完全不受人為干擾和自然干擾，它也不受接地回路（差分電壓）和磁場(chǎng)的影響。傳統(tǒng)的銅纜傳輸，上下游設(shè)備的接地點(diǎn)不一定在同一個(gè)位置，這將造成設(shè)備間因不共地而帶來的電位差，或者由于設(shè)備接地電阻的不同帶來電位差，銅纜的地線將兩個(gè)不共地的設(shè)備連接起來，勢(shì)必帶來額外的電流，造成對(duì)信號(hào)鏈路的干擾，引起視頻信號(hào)抖動(dòng)、畫面撕裂不穩(wěn)定、音頻噪聲等各種干擾問題。而光纖傳輸物理上隔絕了設(shè)備間的接地點(diǎn)，很好的避免了因接地回路帶來的各種干擾。
光纖線纜占用空間少：
相較于銅纜，光纖線纜具有重量輕，體積小等先天優(yōu)勢(shì)，在相同的布線管線或線槽空間，其能容納更多的線纜。亦大大減輕了機(jī)柜理線和維護(hù)的負(fù)擔(dān)以及核心設(shè)備線纜連接的應(yīng)力分布，為設(shè)備設(shè)施的可靠穩(wěn)定運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。
具有多根光纖的捆綁線纜可以很容易地在架空線纜橋架中運(yùn)行和鋪設(shè)（只是不要讓它們太緊?。?，鑒于其低衰減性能，您只需購買帶有連接器的預(yù)組裝線纜，直接鋪設(shè)，并將多余的部分環(huán)起來——無需修剪和重新連接連接器。
成本低，壽命長：
隨著光纖技術(shù)的突飛猛進(jìn)發(fā)展，宏觀環(huán)境的變化，光纖線纜的成本優(yōu)勢(shì)凸顯。目前的光纖綜合布線成本已遠(yuǎn)低于銅纜的綜合布線成本，尤其是在大型項(xiàng)目上，光纖布線已經(jīng)成為骨干基礎(chǔ)架構(gòu)的主流之選。光纖性能穩(wěn)定，不發(fā)熱，耐腐蝕，不氧化，具有高達(dá)數(shù)十年的長使用壽命。
立足現(xiàn)在，著眼未來：
光纖線纜相較于銅纜具有無可比擬的壓倒性優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，光纖傳輸亦是未來 8K/10K 視音頻信號(hào)無損傳輸?shù)奈ㄒ唤橘|(zhì)，因此在設(shè)計(jì)系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)時(shí)，專業(yè)視音頻系統(tǒng)采用光纖架構(gòu)，不僅能滿足當(dāng)前的使用需求，亦著眼于未來，在較長的使用生命周期內(nèi)，無需重新布線，通 過建立一個(gè)與所有房間和空間光纖互連的設(shè)施，就 能確保您的設(shè)施是面向未來的。如果另一種音頻或視頻信號(hào)格式開始流行，或者您的帶寬需求增加，您只需更換光纖接口，而無需重新鋪設(shè)線纜。僅需升級(jí)相應(yīng)的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備，即可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性能升級(jí)，以應(yīng)對(duì)未來信號(hào)不斷發(fā)展所帶來的挑戰(zhàn)。
雖然我們專業(yè)音視頻行業(yè)依賴的當(dāng)前 HDMI 版本 (v2.0) 使用 TMDS 格式，但下一版本 (v2.1) 和所有版本的 DisplayPort 都將采用基于數(shù)據(jù)包的數(shù)字傳輸系統(tǒng)。如此一來，光纖傳輸能更好與之匹配。光纖的絕妙之處在于，我們可以通過同一根線纜同時(shí)多路復(fù)用音頻、視頻、控制和元數(shù)據(jù)。我們使用各種技巧來做到這一點(diǎn)，包括時(shí)分（隔開不同的數(shù)據(jù)包）、碼分（編碼數(shù)據(jù)包）和波分復(fù)用。
音視頻系統(tǒng)中，
如何正確選擇單模光纖和多模光纖？
單模光纖和多模光纖的最主要差別在其所支持的傳輸距離不同，因此，應(yīng)用場(chǎng)景也不同。單模光纖的優(yōu)勢(shì)在于遠(yuǎn)距離傳輸，其高達(dá)幾十公里的傳輸距離，可覆蓋絕大多數(shù)應(yīng)用環(huán)境，是園區(qū)、城際信號(hào)傳輸?shù)淖罴堰x擇。
而多模光纖傳輸距離為數(shù)百米，是樓內(nèi)、室內(nèi)信號(hào)傳輸?shù)睦硐胫x。相較于單模光纖設(shè)備，多模光纖設(shè)備具有成本價(jià)格優(yōu)勢(shì)。
對(duì)于成本預(yù)算有限的項(xiàng)目，可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用，選擇多模光纖或者多模和單模相結(jié)合的方式，以實(shí)現(xiàn)不同傳輸距離的信號(hào)傳輸。
光纖連接器有哪些不同類別，
在不同的環(huán)境下如何選擇？
常用的光纖連接器有 ST，F(xiàn)C，SC， LC。
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ST 和 FC 型光纖連接器帶螺絲扣，通常為光纖配線架上使用。
SC 型光纖連接器為 GBIC 光模塊的連接器，常見于千兆網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和路由器設(shè)備。
哪些音視頻應(yīng)用需要光纖技術(shù)，
且最能體現(xiàn)光纖的優(yōu)勢(shì)？
需要用到光纖技術(shù)傳輸視音頻的應(yīng)用場(chǎng)合非常多，包括：企業(yè)/政府/院校/醫(yī)療/零售/主題樂園/酒店等各種場(chǎng)合。在這些場(chǎng)景中，比如對(duì)音視頻質(zhì)量要求嚴(yán)苛，穩(wěn)定性要求嚴(yán)格的超過100米的視音頻信號(hào)傳輸中，光纖技術(shù)是唯一的音視頻路由傳輸解決方案。
當(dāng)然，100米并不是決定采用光纖技術(shù)的唯一標(biāo)準(zhǔn)，這還取決多種因素，比如涉密場(chǎng)合，電磁/射頻干擾環(huán)境復(fù)雜的醫(yī)療設(shè)施，對(duì)布線有嚴(yán)格要求的大容量視音頻匯聚的數(shù)據(jù)中心、指揮中心等。光纖技術(shù)以其獨(dú)有的先天性優(yōu)勢(shì)，擔(dān)負(fù)著業(yè)界高品質(zhì)、無延遲圖像傳輸和路由的艱巨使命。
AV系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，如何設(shè)計(jì)光纖系統(tǒng)？
面對(duì)日新月異的視音頻技術(shù)發(fā)展，我們?cè)贏V系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，以下幾個(gè)步驟是我們需要重點(diǎn)考慮的問題。
01
系統(tǒng)需求評(píng)估
首先我們需要評(píng)估并確定AV系統(tǒng)的系統(tǒng)需求，從而來確定采用同軸電纜、雙絞線電纜弈或光纖技術(shù)。以下幾個(gè)問題會(huì)幫你做出決定。
（1）系統(tǒng)是否需要支持HDMI 2.0 標(biāo)準(zhǔn)的4K/60 18Gbps
專業(yè)音視頻領(lǐng)域的音視頻分辨率紛繁眾多，目前業(yè)界主流的最高分辨率為 HDMI 2.0 標(biāo)準(zhǔn)的 4K/60 18Gbps HDMI/DP 信號(hào)。您可以從系統(tǒng)所配備的信號(hào)源和顯示終端上了解到該參數(shù)。在像素對(duì)像素?zé)o延遲傳輸18Gbps AV信號(hào)方面，光纖技術(shù)是目前業(yè)界唯一能涵蓋近、中、遠(yuǎn)廣范圍的的解決方案。對(duì)于中大型布線系統(tǒng)，要確保高品質(zhì)的原始圖像質(zhì)量，光纖技術(shù)是不二之選。
（2）最遠(yuǎn)的信號(hào)傳輸距離
我們知道光纖技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)在傳輸距離，對(duì)于大型場(chǎng)館、校園、企業(yè)和政府設(shè)施，通常都需要極大距離地傳輸AV信號(hào)，而且對(duì)于布線距離超過 100 米，對(duì)信號(hào)質(zhì)量有嚴(yán)格要求的場(chǎng)合，光纖技術(shù)也是目前唯一的解決方案。
（3）是否需要多種信號(hào)一起傳輸至遠(yuǎn)端
目前的光纖技術(shù)支持視音頻、USB、 控制和3D 同步信號(hào)在同一根光纖中進(jìn)行完整的端到端數(shù)字分配及切換，系統(tǒng)中如果存在多種信號(hào)遠(yuǎn)程傳輸需求，光纖技術(shù)亦是首選方案，可大大節(jié)省布線和維護(hù)成本。
（4）是否考慮未來的系統(tǒng)升級(jí)和擴(kuò)容
視頻技術(shù)的發(fā)展日新月異，8K/10K 已經(jīng)走入我們的生活，雖然目前我們還很少遇到這樣的超高分辨率圖像信號(hào)，相信不久的將來，隨著專業(yè)信號(hào)源和顯示技術(shù)的進(jìn)步，勢(shì)必會(huì)帶來新的挑戰(zhàn)。8K/60 信號(hào)的帶寬已高達(dá) 48Gbps，對(duì)于專業(yè)視音頻系統(tǒng)布線要求必將提升至全新高度。因此，在當(dāng)前的系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，考慮未來的系統(tǒng)升級(jí)和擴(kuò)容勢(shì)在必行。
（5）信息安全等級(jí)
對(duì)于一些重要的國防、政府、指揮中心、數(shù)據(jù)
中心項(xiàng)目，視音頻信號(hào)的安全等級(jí)亦分多種，對(duì)于信息安全等級(jí)劃分比較高的涉密場(chǎng)合，光纖技術(shù)的高安全可靠性能為這些場(chǎng)合提供無憂的信號(hào)傳輸和分配。
（6）醫(yī)療環(huán)境的特殊需求
當(dāng)今的醫(yī)療環(huán)境為AV專業(yè)人員帶來了一些獨(dú)特的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。為了確?；颊叩玫阶詈玫淖o(hù)理，醫(yī)療專業(yè)人員要求所有醫(yī)療成像設(shè)備、傳輸設(shè)備和顯示器均達(dá)到像素對(duì)像素圖像精度。另外，敏感的電子醫(yī)療設(shè)備要求 AV 電纜不會(huì)產(chǎn)生任何電磁干擾—EMI/RFI 可能會(huì)影響醫(yī)療數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在這些場(chǎng)合，光纖技術(shù)亦是唯一的可選方案。
02
信號(hào)切換和分配系統(tǒng)
信號(hào)切換和分配系統(tǒng)是 AV 系統(tǒng)的核心。光纖信號(hào)切換和分配系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與其他類型的AV系統(tǒng)相似，但存在一些重要差異。光纖技術(shù)能夠在一根光纖上傳輸音視頻、控制、USB、3D同步信號(hào)，這將大大簡化系統(tǒng)的整體集成，大大節(jié)省布線系統(tǒng)。
集中式的矩陣切換系統(tǒng)位于中央控制室，承擔(dān)起系統(tǒng)內(nèi)的各路信號(hào)路由和分配。AV 信號(hào)通過光纜與控制室的大型矩陣切換器相連。矩陣切換器可以配置為多個(gè)獨(dú)立的虛擬矩陣系統(tǒng)，每個(gè)虛擬的子矩陣系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)本房間內(nèi)的信號(hào)路由。在中央控制室則可監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)的信號(hào)和控制路由，大大方便了系統(tǒng)維護(hù)和升級(jí)。還可根據(jù)實(shí)際的需求，靈活地進(jìn)行重新配置，以滿足多種需求。
以大學(xué)醫(yī)院的音視頻切換分配系統(tǒng)為例：手術(shù)室內(nèi)的醫(yī)療圖像通過手術(shù)室設(shè)備機(jī)柜的矩陣切換系統(tǒng)將部分選定的信號(hào)發(fā)送到中央控制室，然后再分配到報(bào)告廳和教室。錄播系統(tǒng)則可以放置在中央控制室，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的共享使用。
03
光纖布線系統(tǒng)
光纖布線在整個(gè)光纖系統(tǒng)中至關(guān)重要。以下因素是我們做設(shè)計(jì)時(shí)需要特別注意的地方。
（1）光纖種類：多模光纖有 OM1、OM2、 OM3和OM4 多種規(guī)格，建議選擇性能更高的 OM4 光纖。根據(jù)布線環(huán)境，選擇不同的光纜規(guī)格，如室內(nèi)近距離的護(hù)套光纜和骨干布線的鎧裝光纜。
（2）光纖損耗：光纖的種類確定了光纖線路的損耗，這也是決定信號(hào)能傳輸多遠(yuǎn)的決定性因素?？梢詮倪x擇的光纖類型規(guī)格書上查詢相關(guān)參數(shù)。
（3）光纖富裕度計(jì)算：損耗預(yù)算富裕度 = 發(fā)送器傳輸功率 – 接收器最大靈敏度 – 線路總損耗 – 安全值（3dB）。
04
保持光纖系統(tǒng)信號(hào)的完整性
光纖系統(tǒng)的信號(hào)完整性涉及光學(xué)和電氣性能。在光纖 AV 系統(tǒng)中，視頻信號(hào)需要在光電和電光之間進(jìn)行多次轉(zhuǎn)換。保持信號(hào)完整性可確保像素對(duì)像素的圖像質(zhì)量。以下經(jīng)驗(yàn)準(zhǔn)則可確保光纖系統(tǒng)信號(hào)的完整性。
● 保持光纖接頭連接斷面的干凈
● 推薦使用 OM4 光纖新建系統(tǒng)
● 盡量減少端接次數(shù)，減少不必要的損耗
● 開啟時(shí)鐘恢復(fù)和信號(hào)重整功能
哪些公司在提供光纖產(chǎn)品？
在哪些行業(yè)應(yīng)用？
Extron 的光纖產(chǎn)品，涵蓋了信號(hào)傳輸、光纖路由等諸多環(huán)節(jié)，可為用戶提供完整的解決方案。也是目前業(yè)界光纖技術(shù)解決方案的領(lǐng)導(dǎo)廠商。
從點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的視音頻信號(hào)像素對(duì)像素傳輸，到小型 8×8 的光纖信號(hào)路由，再到超大型 1000×1000 的企業(yè)級(jí)光纖信號(hào)調(diào)度，Extron在全球都有成功案例可供參考。目前 Extron 的光纖系統(tǒng)已發(fā)展到第三代 FOX3 系列，從第一代的 FOX 系列投入市場(chǎng)十幾年的客戶反饋來看，有口皆碑。
目前在國內(nèi)運(yùn)行的數(shù)百套大型光纖系統(tǒng)，運(yùn)行狀況良好，且大部分都是應(yīng)用于 7×24 小時(shí)的關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用場(chǎng)合，為國家的國防建設(shè)、政務(wù)會(huì)務(wù)、指揮決策、醫(yī)療健康、教學(xué)保障、夢(mèng)幻體驗(yàn)保駕護(hù)航。
Kramer成立于1981年，總部位于以色列。在40年的發(fā)展歷程中，Kramer懷揣滿腔熱情，為專業(yè)AV帶來了許多顛覆性創(chuàng)新。目前公司已于全球40多個(gè)國家和地區(qū)設(shè)立分公司或代表處，為全球超過8000多名合作伙伴提供領(lǐng)先的專業(yè)AV解決方案。
Kramer提供了多樣化的光纖解決方案。從緊湊型的多模光纖收發(fā)器617R/T，到同時(shí)支持多模和單模光纖傳輸?shù)?75R/T和676R/T，均支持4K HDR 4:4:4，多模最遠(yuǎn)傳輸3公里，單模最遠(yuǎn)傳輸33公里。其中676R/T還可與Kramer光纖矩陣配合使用，提供更大范圍的信號(hào)傳輸和分配。
為了解決項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)光纖線纜數(shù)量不足的痛點(diǎn)，Kramer特別推出了僅需1根光纖就可以進(jìn)行傳輸4K 60 4:4:4的單工光模塊OSP-SM10S，適用于Kramer的光纖收發(fā)器、光纖矩陣等解決方案。
Kramer最新的基于SDVoE技術(shù)的分布式解決方案KDS-8/8F，也支持光纖傳輸。如果您正在轉(zhuǎn)向或已經(jīng)計(jì)劃采用分布式解決方案，Kramer KDS-8/8F可為您提供支持4K@60Hz 4:4:4 HDR的高性能、零延時(shí)的分布式解決方案。Kramer KDS-8/8F在Genlock模式下，最大延時(shí)為0.12ms（毫秒），是真正的支持零延時(shí)的分布式解決方案。此外，Kramer KDS-8/8F為編解碼一體機(jī)，支持軟件定義功能，當(dāng)設(shè)定為解碼器時(shí)，用戶可以根據(jù)需要在零延時(shí)、無縫切換、拼墻、多畫面，及KVM等多種模式下自由切換，而無需依賴于傳統(tǒng)方案中所必需的特殊硬件。
Kramer還提供光纖HDMI線纜，外皮堅(jiān)固，即使是重型機(jī)械碾壓，也絲毫不會(huì)影響信號(hào)傳輸。支持4K@60 (4:4:4)，無需外部電源，最遠(yuǎn)傳輸100米。獨(dú)特的可拆卸連接器設(shè)計(jì)，方便項(xiàng)目實(shí)施。K-Lock防脫落設(shè)計(jì)，可以提供22磅（10公斤）的抗拉阻力。
