Решения для применения передающего модуля SPT-P2T13V3-40D Dual 3G-SDI

Примечание: В этом разделе представлены инженерные эталонные решения, не содержащие оригинальных спецификаций из даташита.

SPT-P2T13V3-40D - это двойной независимый передающий SFP модуль 3G-SDI, работающий на длине волны 1310 нм по одномодовому волокну на расстояние до 40 км с двумя оптическими выходами TOSA. Он преобразует два электрических сигнала SD-SDI/HD-SDI/3G-SDI в оптические сигналы, что делает его идеальным для передачи видео на большие расстояния по оптоволокну в вещательных приложениях. Поскольку этот модуль является только передатчиком, системе требуется соответствующий приемный SFP модуль SDI (двойной приемник) для преобразования оптических сигналов обратно в выходы SDI BNC.

Соответствие стандартам: SMPTE 259M (SD-SDI), SMPTE 292M (HD-SDI), SMPTE 424M (3G-SDI), стандарт оптического интерфейса SMPTE 297-2006.

Решение 1: Удлинение оптоволокна Dual 3G-SDI для студии (передача сигнала на расстояние 40 км)

Сценарий применения

В телевизионных студиях и системах вещательных грузовиков камеры выдают два сигнала 3G-SDI, которые необходимо передать во вторичную комнату управления в пределах 40 км. Традиционные коаксиальные кабели 75 Ом могут передавать сигналы 3G-SDI только на расстояние около 100 метров, тогда как оптоволокно обеспечивает передачу на большие расстояния без потерь и с низкой задержкой.

Архитектура системы

1. Передающая плата: оснащена двойным передающим SFP модулем SPT-P2T13V3-40D
   • Два выхода 3G-SDI BNC от камер проходят через драйверы SDI на плате, выдавая дифференциальные сигналы PECL на входы TD1± и TD2± модуля;
   • ПЛИС/МК хоста управляет TX1_DIS и TX2_DIS для включения/выключения лазеров и считывает состояние TX1_FAULT и TX2_FAULT;
   • Интерфейс I2C обеспечивает мониторинг DDM в реальном времени температуры модуля, мощности лазера и тока смещения, передавая данные в систему управления сетью;
   • Двойные оптические порты LC модуля выдают два оптических сигнала, подключенных через два одномодовых волокна OS2.
2. Оптоволоконная линия: одномодовое волокно OS2, максимальное расстояние 40 км, соединение патч-кордом LC-LC
3. Приемная сторона: плата двойного приемного SFP модуля 3G-SDI
   • Преобразует полученные оптические сигналы обратно в два дифференциальных электрических сигнала SDI;
   • Драйверы SDI преобразуют в выход BNC 75 Ом 3G-SDI, подключаясь к коммутаторам, осциллографам и дисплеям.

Преимущества решения

1. Два канала интегрированы в одном корпусе SFP, экономя одну клетку SFP по сравнению с двумя одноканальными SFP, снижая затраты на спецификацию платы;
2. Встроенная поддержка паттернов патологических тестов SDI, соответствие стандартам тестирования доступа к сети вещательного оборудования;
3. Мониторинг DDM в реальном времени состояния оптического модуля позволяет удаленно предупреждать о старении лазера и превышении температурных порогов;
4. Металлический корпус с низким уровнем электромагнитных помех, обеспечивающий помехоустойчивость в сложных электромагнитных средах студии;
5. Низкая задержка с полностью несжатой прозрачной передачей SDI, идеально подходит для прямого производства.

Меры предосторожности

1. Передатчик является чисто передающим модулем; приемная сторона должна приобрести соответствующий двойной приемный модуль SDI - этот модуль не может подключаться к самому себе;
2. Передача на 40 км требует бюджетирования потерь оптоволокна с запасом оптической мощности, чтобы гарантировать, что принимаемая мощность не упадет ниже чувствительности приемника;
3. Оборудование студии должно иметь правильное заземление системы для уменьшения электромагнитных помех.

Решение 2: Возврат сигнала с двух камер для прямой трансляции на открытом воздухе

Описание сценария

На мероприятиях на открытом воздухе и вечерних гала-концертах две камеры выдают два сигнала 3G-SDI. Место проведения находится на расстоянии от нескольких километров до 40 км от комнаты управления вещанием. Шасси полевого оборудования содержит плату оптического передатчика SDI с SPT-P2T13V3-40D, передающую два видеоканала обратно в комнату управления вещанием по оптоволокну.

Ключевые моменты системы

1. Полевая сторона: сигнал SDI камеры → драйвер SDI платы → SPT-P2T13V3-40D преобразует в оптический сигнал;
2. Развертывание оптоволокна использует наружный одномодовый оптический кабель;
3. Приемная плата в комнате управления восстанавливает два сигнала SDI для коммутатора режиссера;
4. Удаленные операции: I2C считывает данные DDM для мониторинга состояния работы лазера; TX_Fault запускает удаленные сигналы тревоги;
5. Экологические ограничения: этот модуль коммерческого класса 0-70°C; наружные корпуса должны реализовывать охлаждение с контролем температуры, а температура окружающей среды не должна превышать 0-70°C. В условиях высокой температуры следует добавить вентиляторы с контролем температуры.

Решение 3: Настраиваемая плата оптического выхода SDI с 2 каналами (эталонная конструкция OEM-платы)

Производители оборудования, разрабатывающие платы оптических передатчиков SDI с 2 каналами, могут напрямую выбрать SFP модуль SPT-P2T13V3-40D, исключая необходимость самостоятельной разработки оптических путей TOSA, тем самым сокращая циклы разработки.

Ключевые моменты проектирования аппаратного обеспечения платы

1. Стандартная клетка SFP-MSA, поддерживающая 20-контактные золотые пальцы;
2. Аппаратные схемы следуют главе учебника для подтягивающих резисторов: подтяжка с открытым коллектором TX_FAULT, подтяжки шины I2C SDA/SCL;
3. Секция входа SDI: приемник SDI выдает дифференциальные сигналы PECL, напрямую подключаясь к TD1± и TD2±. Модуль имеет внутреннюю AC-связь; не добавляйте дополнительные конденсаторы блокировки постоянного тока на плате; дифференциальные трассы должны строго поддерживать дифференциальное сопротивление 100 Ом;
4. Логика ПЛИС: подождите 300 мс после включения для инициализации модуля перед доступом к I2C; программное обеспечение может управлять TX_DIS для включения/отключения обоих лазеров; считывать состояние TX_FAULT; считывать параметры DDM и передавать в программное обеспечение управления верхнего уровня;
5. Источник питания 3,3 В с максимальным током 500 мА; конструкция источника питания должна включать достаточный запас.

Рекомендации по функциям программного обеспечения

1. Считать 0xA0 для получения модели модуля и серийного номера;
2. Периодически считывать 0xA2 для температуры, напряжения, тока смещения лазера и мощности оптической передачи;
3. Пороговые сигналы тревоги: [Инженерные рекомендуемые пороговые значения предупреждения (не обязательные пороги даташита): система должна предупреждать, когда температура превышает 65°C; максимально допустимая температура корпуса при работе составляет 70°C]; предупреждение о низкой оптической мощности; немедленное сообщение о TX_Fault.

Общие ограничения и ограничения системы

1. Позиционирование модуля: двойной передающий SFP без оптического приемного канала, не может реализовать функциональность двунаправленного приемопередатчика;
2. Поддерживаемый диапазон скорости передачи данных: 50 Мбит/с - 2,97 Гбит/с, поддержка SD-SDI (270 Мбит/с), HD-SDI (1,485 Гбит/с), 3G-SDI (2,97 Гбит/с); не поддерживает 6G/12G-SDI;
3. Рабочая температура: коммерческий класс 0-70°C; свяжитесь с Sopto для пользовательского промышленного класса с широкой температурой;
4. Лазерная безопасность класса I; конструкция корпуса оборудования должна гарантировать, что пользователи не могут напрямую смотреть на оптический порт;
5. Соответствие RoHS, подходит для доступа на рынок отечественного вещательного оборудования.

Справочный список выбора вспомогательного оборудования

Настройка: для специальных температур или длин волн свяжитесь с оригинальным производителем Sopto по адресу info@sopto.com.cn для пользовательской разработки.