[實用新型]一種改進型的水下高清視頻光纖通信裝置

有效

• 申請號: 201420297779.3
• 申請日: 2014-06-05
• 公開（公告）號: CN203859833U
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 盛慶華;張健;徐歡;錢成國
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: H04N7/22
• 分類號: H04N7/22;H04N7/015;H04B13/02;H04B10/25
• 代理公司: 杭州賽科專利代理事務所 33230
• 代理人: 占國霞

技術領域

本實用新型屬于視頻圖像傳輸設備領域，特別地涉及一種改進型的水下高清視頻光纖通信裝置。

背景技術

海洋蘊藏著巨大的能量和資源，對人類的生存和發展有著極其重要的意義，世界各國加大了對海洋資源的勘探和開發。海洋探測裝備是獲取海洋信息的重要手段。其中，水下視頻監控系統發揮了重要作用。目前，國內的科考船大多配備的是模擬視頻監控系統，而且視頻質量處于標準清晰度。但是，復雜的海洋環境迫切需要清晰度更高、實時性更好、安全系數更高的視頻監控系統，相應地對視頻傳輸設備提出了更高的要求。為了滿足此類需求，高清視頻監控系統應運而生。目前，高清視頻監控方案主要有基于IP的網絡高清和基于HD-SDI的實時高清兩種。HD-SDI高清視頻監控系統具有傳輸無延時、實時性能好、安全性高等特點。

在現有解決方案中，如圖1所示，為現有技術的水下高清視頻光纖通信裝置的部分電路結構框圖，包括均衡器、解串器1、FPGA1、串化器1、SFP1、SFP2、解串器2、FPGA2、串化器2和驅動器。高清視頻信號首先輸入水下光纖通信模塊的均衡器進行信號補償，然后將均衡器輸出的差分信號傳遞給解串器，FPGA將接收到的并行視頻數據與其他數據(如串口數據)進行復接，復接后的并行數據傳遞給串化器，最后串化器輸出的差分信號經SFP光模塊轉換為光信號，光信號通過光纖傳輸至甲板光纖通信模塊。甲板光纖通信系統的執行過程恰好相反，但同樣使用了分離的解串器和串化器對數據流進行串并轉換。

現有解決方案下，通過并行接口將大量數據傳入或傳出FPGA時，遇到的第一個問題就是引腳數。當使用大量引腳時，電路板設計成本也會增加。其次，采用過多的并行總線時，不可避免的會帶來同步轉換輸出問題。如果同一時間輸出出現太多的翻轉，觸地反彈會產生大量噪聲。

實用新型內容

為解決上述問題，本實用新型的目的在于提供一種改進型的水下高清視頻光纖通信裝置，用于使用FPGA內部的GTP收發器對數據流進行一系列的處理，以減小PCB板尺寸，消除同步轉換輸出問題。

為實現上述目的，本實用新型的技術方案為：

一種改進型的水下高清視頻光纖通信裝置，包括水下光纖通信模塊和甲板光纖通信模塊，所述水下光纖通信模塊和甲板光纖通信模塊通過鎧裝光纜連接，其中水下光纖通信模塊包括均衡器，第一FPGA芯片和第一小型化可插拔光模塊，所述均衡器與前端的高清視頻采集設備相連，均衡器的輸出端連接第一FPGA芯片的第一吉比特收發器，第一吉比特收發器串并轉換后的數據在第一FPGA芯片內部進行處理后發送至第二吉比特收發器，第二吉比特收發器進行并串處理后輸出至第一小型化可插拔光模塊，通過與第一小型化可插拔光模塊相連的鎧裝光纜發送至甲板光通信模塊。

優選地，甲板光纖通信模塊包括驅動器，第二FPGA芯片和第二小型化可插拔光模塊，第二小型化可插拔光模塊將從水下光纖通信模塊發送來的光信號轉換為電信號，輸入至第二FPGA芯片內部的第三吉比特收發器，第三吉比特收發器將此信號進行串并轉換在第二FPGA芯片內部進行處理后發送至第四吉比特收發器進行并串轉換恢復出視頻數據，視頻數據傳遞給驅動器，驅動器輸出端與顯示設備相連。

優選地，所述水下光纖通信模塊進一步包括分別與第一FPGA芯片對應的接口連接的至少一路RS232傳感器接口，至少一路RS422接口和至少一路RS485接口，甲板光纖通信模塊也包括相對應分別與第二FPGA芯片對應的接口連接的至少一路RS232傳感器接口，至少一路RS422接口和至少一路RS485接口。

優選地，所述均衡器包括一個電感L6和一個75Ω的電阻R84組成的并聯匹配網絡和均衡補償器LMH0344SQ。

優選地，FPGA芯片上的第一吉比特收發器，第二吉比特收發器，第三吉比特收發器和第四吉比特收發器的PCB采用四層結構設計，分別為頂層、GND層、VCC層和底層，頂層和底層為正片層布信號線，GND層和VCC層為負片層，作為地平面或電源平面使用。

優選地，第一吉比特收發器，第二吉比特收發器，第三吉比特收發器和第四吉比特收發器選用CDCM61001作為外部參考時鐘。

優選地，所述驅動器采用LMH0340芯片。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果如下：利用FPGA內部的吉比特收發器(Gigabit?Transceiver?with?Low?Power，GTP)完成串并轉換，并串轉換以及8B/10B編解碼，不僅縮小了水下高清視頻光纖通信系統PCB的尺寸，而且有利于消除并行接口方式帶來的同步轉換輸出問題。