引言：本文介绍了一种基于时序恢复的单纤高清DVI光端机。其输出时序与输入时序完全相同，保证了输入输出信号的同步性。实现了音视频信号的0延时传输，有效解决传统光端机传输不同步的问题。

一、传统单纤DVI光端机在两个应用场合局限性
    场合一，在视频传输行业，以及显示行业中，单纤DVI光端机的应用越来越广泛。当工程上需要将DVI信号传输30米以上时，通常会选择单纤DVI光端机。
    但是施工人员发现传统单纤DVI光端机在LED拼接屏的现场无法达到满意的效果，图像显示时在拼缝处总是会出现撕裂现象。为了解决这个问题，施工人员经常把拼接器放在LED屏幕的附近，所以在拼接器和LED屏之间，很少见到单纤DVI光端机的应用。
    场合二，在KVM传输领域，也有传统单纤DVI光端机的身影。但是KVM操作人员却明显感觉操作迟钝，操作性没有传统KVM延长器效果好。

二、传统单纤DVI光端机原理
    传统单纤DVI光端机，其应用在以上两个场合受到很大的限制。主要原因是传统单纤DVI光端机有两个指标没有满足以上现场要求：1.延时，2.同步性。通过其原理可以分析出其形成原因。
    传统单纤DVI光端机大多数是基于图像恢复的光端机。其传输过程是以帧为单位的。简单说当发送端接收完一帧图像后，开始在光纤上传输一帧图像；当接收端接收到完整一帧图像后，再开始这帧图像的输出。具体实现是当发送端接收第一帧图像时并不是时时传输到光纤上，而是将其用ddr3等存储器缓存起来，待接收完成后开始传输，传输第一帧时在接收、缓存第二帧图像；同样，在接收端，光纤传送1帧信号的过程中，也将其缓存起来，待光纤传输完成时开始输出1帧信号；现实中还有帧频变换的问题，主流方案的发送、接收端都需要进行3帧缓存。图1为此方案最小延迟情况，在此情况下发送端输入的为第三帧，接收端还在输出第一帧，其延时为2帧。在实际情况下此延时一般>40ms。此延时在一定程度上影响了KVM的操作性能；由于音频的延时为0，在一定程度上造成了音视频的不同步，出现“先打雷后闪电”现象。

同样，这种图像恢复式的光端机只能完全恢复出图像，不能恢复出时序。比如输入端帧频为60.00Hz，输出端帧频可能为60.01Hz或者59.99Hz，不能保证输入输出信号的同步。当两个帧频一致的信号输入到两个光端机后，两个光端机的输出端不能保证输出信号的一致导致不同步。这种不同步最终会导致拼接屏的撕裂现象。

三、天翼讯通时序恢复式单纤DVI光端机原理
    北京天翼讯通科技有限公司根据多年的行业经验研发出了时序恢复式HFD301系列光端机，实现了高清视频的0延时，同步传输。HFD301系列光端机通过两个办法解决了传统单纤DVI光端机的不足。
    第一、完全的时序恢复：HFD301系列光端机在发送端完全识别出了输入信号的时序。包括pclk（主时钟），htootle（每行总像素点数），vtootle（每帧总行数），hsync（行同步宽度），vsync（场同步宽度）， h front porch（行前沿），v front porch（场前沿）。其中pclk识别精度达1‰对htootle，vtootle，hsync，vsync， h front porch，v front porch识别无误差。发送端将识别到的信息打包为一个数据包，通过光纤传输到接收端。接收端根据这个数据包信息重新生成个时序，此时序完全和发送端完全相同。通过pclk数据包重新生成主时钟，再根据htootle重新生成行频，根据vtootle重新生成场频。再根据hsync，vsync， h front porch，v front porch生成完整时序，保证了接收端和发送端的同步。
    第二、传输的单位由帧改为行：HFD301系列光端机的图像传输基本单位不是1帧图像，而是1行图像。这样发送端图像边接收边传输，接收端边接收边输出。同一时刻发送端接收的图像和接收端输出的图像为同一帧图像，实现了图像的实时传输，使得传输延时接近为0ms。唯一的延时为打包延时和光纤延时。

三、HFD301系列光端机优点：
    HFD301系列光端机有一下优点：1、输入输出时序完全相同，实现了视频的同步传输。2、由于传输单位不是整副画面，无需缓存，节省了ddr3等存储器，减少了故障点，不会由于存储器虚焊而花屏。三、不缓存视频使得传输延时变为0ms。

四、保证了音视频同步传输。
    同时HFD301系列光端机需要较高的光口带宽，要传输全高清视频至少要3Gbps以上带宽。由于需要进行复杂的时序识别及恢复会采用各种高性能芯片使得HFD301系列光端机成本较高。
    为了保正图像质量HFD301系列光端机要求输入图像的时序必须标准，否则输出时序也不标准，导致图像传输失败。

三、HFD301系列光端机应用领域
    HFD301系列光端机以其0延时、同步传输的特点十分适合于在大屏幕拼接、KVM指挥控制以及视频会议行业应用。

四、HFD系列产品配置
    HFD301系列光端机可以在传输高清DVI视频、音频信号、以太网信号、多路串口信号、电话信号、开关量信号、鼠标键盘信号等多业务信号的传输。
    HFD321系列光端机是HFD301系列光端机的简化版本，可以实现高清DVI视频、PS2鼠标键盘、双向音频、RS232信号的传输，特别适合于在KVM领域的应用。
    HFD311型光端机是HFD301系列光端机的微型化化版本。HFD311在HFD301基础上换用微型化芯片、去除多业务、采用微型化光模块设计。接口可以直接插在电脑、投影机、大屏幕的DVI接口上，节省设备空间。

HFD301                  HFD321                     HFD311

         OMX光矩阵后面板图                         OMX光矩阵前面板图

图3、OMX系列光矩阵产品

图4、天翼讯通光传输方案框图