Всегда верное решение!
ГАММА-САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
Поставки электронных компонентов и модулей на рынки
России, стран СНГ и Прибалтики
Russian English
(812) 493-51-15
197101, Санкт-Петербург, Певческий пер., 12
(ст.м. "Горьковская"), БЦ "LIGHTHOUSE"

посмотреть на карте

(812) 493-51-15

Интегральные трансиверы для передачи высокоскоростных цифровых данных по коаксиальной линии

Компания Microchip представляет решения для передачи цифровых данных по коаксиальной линии – микросхемы серии EQCO. Эти устройства позволяют использовать уже существующий кабель для передачи цифрового видео (SDI), а также реализовать соединение по различным интерфейсам, таким как Ethernet, LVDS, FireWire. При этом исключаются дополнительные затраты на покупку кабеля и работу по его монтажу.

Функционально микросхемы EQCO представляют собой аналого-цифровой и цифро-аналоговый преобразователи. Цифровой сигнал преобразовывается в аналоговый для передачи его по коаксиальной линии, а затем преобразовывается обратно в цифровой формат для последующей обработки на приемной стороне.

Рис. 1

При прохождении сигнала через кабель, его высокочастотные составляющие затухают больше, чем низкочастотные, в результате чего принятые данные могут оказаться искаженными. В продукции серии EQCO применяется лучшая на сегодняшний день технология выравнивания спектра - Multi-Rateadaptiveequalization, позволяющая восстановить сигнал на приемной стороне, обеспечив тем самым корректный прием данных.

Рис. 2

Области применения:

  • Передача видео по протоколу CoaXPress
  • Передача IP-видео по коаксиальной линии
  • Передача SDI-видео (включая SD-SDI, HD-SDI и 3G-SDI)
  • Firewire
  • Fast Ethernet и Gigabit Ethernet
  • Протокол LVDS

Передача HD-видео по протоколу CoaXPress (CXP)

CoaxPress – это промышленный стандарт, определяющий передачи HD-видео с цифровой камеры по коаксиальной линии. Физической средой для передачи данных служит коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 75 Ω. Скорость передачи зависит от длины кабеля и от качества его изготовления. Ниже приведены сравнительные таблицы, в которых отражены эти зависимости для кабелей трех популярных производителей – Belden, Gepco и Canare. Например, при использовании кабеля производства Belden марки 7731A длиной менее 58 метров, возможно достичь предельного значения скорости, которое составляет 6,25 Гбит/с.

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

Стандартом CoaXPress установлены типы коннекторов для подключения устройств к линии. Стандартные разъемы – это 75 Ω BNC, DIN 1.0/2.3, внешний вид которых приведен на рис. 3.

Рис. 3. BNC коннектор (слева) и DIN 1.0/2.3 коннекторы (справа).

Стандарт CoaxPress применяется в промышленных приложениях, медицине, а также в системах видеонаблюдения.

Для реализации передачи видео через коаксиальный кабель с использованием стандарта CoaxPress применяются две микросхемы: EQCO62T20 (передатчик) и EQCO62R20 (приемник). Структурная схема системы передачи видео изображена на рис. 4.

Рис. 4

Сочетание этих двух устройств позволяет создать полнодуплексное соединение по коаксиальному кабелю с волновым сопротивлением 75Ω. При этом возможно передавать одновременно по одному кабелю следующие сигналы:

  • Изображения с цифровой камеры. Скорость передачи видео при этом составляет до 6,25 Гбит/с.
  • Сигнал управления камерой. Скорость передачи данных при этом составляет до 21 Мбит/с.
  • Напряжение питания. Ток потребления нагрузки при этом должен быть менее 900 мА.

Рис. 5

Микросхемы обладают низким энергопотреблением. Напряжение питания каждой из микросхем EQCO62T20 и EQCO62R20 составляет 1,2 В. При этом потребляемая мощность равна 70 мВт.

Для менее скоростных приложений существуют микросхемы EQCO31T20 и EQCO31R20, аналогичные соответственно микросхемам EQCO62T20 и EQCO62R20. Максимальная скорость передачи по коаксиальной линии для них составляет 3,125 Гбит/с. Скорость трафика для управления камерой остается неизменной – до 21 Мбит/с.

Таблица 4

Наименование Описание Области применения Поддерживаемые протоколы Нисходящий трафик Восходящий трафик
EQCO62T20
EQCO62R20
Передатчик
Приемник
Системы видеонаблюдения CoaXPress (CXP), LVDS, Differential & 8b/10b Signaling До 6.25Gbit/s 21Mbit/s
EQCO31T20
EQCO31R20
Передатчик
Приемник
Системы видеонаблюдения CoaXPress (CXP), LVDS, Differential & 8b/10b Signaling До 3.125Gbit/s 21Mbit/s

Компания Microchip выпустила также платы, на которых смонтированы микросхемы EQCO с обвязкой и разъемом для подключения кабеля.

Рис. 6

EVB-DBSUB1584 – плата, на которой смонтирована микросхема передатчика.
EVB-DBSUB1586 – плата, на которой смонтирована микросхема приемника.

Передача IP-видео и Ethernet-трафика по коаксиальной линии

В настоящее время аналоговые камеры видеонаблюдения интенсивно вытесняются IP-камерами, которые подключаются к устройству сбора данных через кабель UTP (медная витая пара). Таким образом, при замене аналоговых видеокамер возникает необходимость прокладки нового кабеля, что влечет за собой дополнительные расходы, складывающиеся из стоимости самого кабеля и монтажных работ.

Недавно на рынке появилось решение от компании Microchip – специальные микросхемы, позволяющие использовать для передачи цифровых данных уже проложенный ранее коаксиальный кабель.

Рис. 7

Все Ethernet-трансиверы, использующие коаксиальную линию, сведены в таблицу 5.

EQCO875SC используется при длине кабеля менее 250 м, а EQCO1T6 и EQCO1R6 – при длине кабеля свыше 470 метров.

Помимо этого, все микросхемы серии EQCO позволяют одновременно передавать данные и питающее напряжение по одному кабелю.

Помимо передачи изображения данные трансиверы применяются для передачи любого Ethernet-трафика. Например, можно организовать FireWire соединение через проложенную коаксиальную линию. Функциональная схема такого решения приведена на рис. 8.

Рис. 8

Основные преимущества такого подхода:

  • Экономическая выгода – используется уже проложенный кабель
  • Коаксиальная линия позволяет передавать данные на большие расстояния, чем витая пара, максимальная длина сегмента которой ограничена 100 м
  • Возможность подачи питающего напряжения по коаксиальному кабелю одновременно с передаваемыми данными

Таблица 5

Наименование Описание Области применения Поддерживаемые протоколы Нисходящий трафик Восходящий трафик
EQCO875SC Трансивер для передачи по оптическому или коаксиальному кабелю с волновым сопротивлением 75Ω Передача Ethernet-трафика (включая видео) через коаксиальный кабель Fast Ethernet 100Mbits/s 100Mbits/s
EQCO875SC-HS Трансивер для передачи по оптическому или коаксиальному кабелю с волновым сопротивлением 75Ω Передача Ethernet-трафика (включая видео) через коаксиальный кабель Gigabit Ethernet IEEE 1394 (FireWire) Optical 1.2Gbit/s 1.2Gbit/s
EQCO850SC Трансивер для передачи по оптическому или коаксиальному кабелю с волновым сопротивлением 50Ω Передача Ethernet-трафика (включая видео) через коаксиальный кабель Fast Ethernet 100Mbits/s 100Mbits/s
EQCO850SC-HS Трансивер для передачи по оптическому или коаксиальному кабелю с волновым сопротивлением 50Ω Передача Ethernet-трафика (включая видео) через коаксиальный кабель Gigabit IEEE 1394 (FireWire) Optical 1.2Gbit/s 1.2Gbit/s
EQCO1R6
EQCO1T6
Приемник и передатчик для обмена данными по коаксиальному кабелю с волновым сопротивлением 75Ω Передача Ethernet-трафика (включая видео) через коаксиальный кабель на расстояние до 470 м Fast Ethernet 100Mbits/s 6Mbits/s

Рис. 9

Передача видео по протоколу SDI через коаксиальный кабель

SDI (SerialDigitalInterface) — стандартизованный последовательный цифровой видеоинтерфейс.

Существует несколько стандартов SDI:

  • SD-SDI — для передачи цифрового видео вещательного качества стандартного разрешения
  • ED-SDI (EnhancedDefinitionSerialDigitalInterface) — для передачи цифрового видео улучшенного качества с прогрессивной развёрткой
  • HD-SDI (High-DefinitionSerialDigitalInterface) — SDI для телевидения высокой чёткости (ТВЧ) предусматривает поток данных 1485 Мбит/с
  • DualLink HD-SDI — для ТВЧ с прогрессивной развёрткой, позволяет передавать до 2970 Мбит/с посредством двух физических соединений HD-SDI
  • 3G-SDI — для передачи ТВЧ с прогрессивной развёрткой потоком до 2970 Мбит/с посредством одного коаксиального кабеля

Эти стандарты используются для передачи несжатых и некодированных цифровых видеосигналов (могут также иметь вложенные аудиопотоки и/или таймкод) в профессиональном телевизионном оборудовании. Поскольку изображение передается в несжатом виде, то его качество чрезвычайно высоко.

Скорость передачи по стандарту SDI зависит от длины кабеля и достигает 3 Гбит/с. Передача потока данных со скоростью 270 Мбит/с возможно на расстоянии до 300 м по коаксиальному кабелю. Для HD-потоков расстояние не превышает 100 м.

Для передачи видео от камеры используется специальная микросхема передатчика - EQCO30T5. Управление камерой осуществляется по протоколу RS-485 одновременно с передачей данных (в дуплексном режиме). Для передачи управляющих сигналов по коаксиальному кабелю используется микросхема приемника - EQCO30R5. Сказанное иллюстрирует рис. 10.

Рис. 10

Кроме того, использование такого решения позволяет одновременно с передаваемыми в обе стороны данными, подавать также питающее напряжение по одному коаксиальному кабелю. Ток потребления нагрузки при этом должен быть менее 1000 мА.

Рис. 11

Особенности решения, представленного на рис. 10 и 11:

  • Передача изображения, сигналов управления камерой и питающего напряжения по одному кабелю
  • Возможность управления камерой по протоколу RS-485. Скорость передачи при этом - до 5 Мбит/с
  • Скорость передачи видео до 3 Гбит/с

В таблице 6 приведены несколько значений скоростей в зависимости от длины кабеля.

Таблица 6

Таблица 7

Наименование Описание Области применения Поддерживаемые протоколы Нисходящий трафик Восходящий трафик
EQCO30R5
EQCO30T5
HD-SDI приемник и передатчик Камеры видеонаблюдения, DVR SDI, SMPTE до 3 Гбит/с 5 Мбит/с

Заключение

Продукция компании Microchip серии EQCO открывает широкие возможности для простой замены аналоговых камер видеонаблюдения на цифровые, а также установки нового сетевого оборудования с подключением его к уже проложенному коаксиальному кабелю. Благодаря использованию уже существующей линии, отсутствует потребность в приобретении нового кабеля и его последующего монтажа.

На базе микросхем EQCO можно создавать переходники с Ethernet, FireWire, LVDS, SDI на коаксиал и обратно.

Данное решение особенно хорошо подходит для задач видеонаблюдения для передачи цифрового HD-видео по коаксиальному кабелю с последующим преобразованием его в цифровой формат на приемной стороне. Благодаря технологии Multi-Rateadaptiveequalization качество сигнала после прохождения по линии практически не ухудшается.

В таблице 8 приведена полная линейка продукции серии EQCO. Устройства выполнены в компактных 16 контактных QFN корпусах с размерами 4х4 мм.

Таблица 8

Наименование Описание Области применения Поддерживаемые протоколы Нисходящий трафик Восходящий трафик
EQCO62T20
EQCO62R20
Передатчик
Приемник
Системы видеонаблюдения, мониторинг движения транспорта CoaXPress (CXP), LVDS, Differential & 8b/10b Signaling До 6.25Gbit/s 21Mbit/s
EQCO31T20
EQCO31R20
Передатчик
Приемник
Системы видеонаблюдения, мониторинг движения транспорта CoaXPress (CXP), LVDS, Differential & 8b/10b Signaling До 3.125Gbit/s 21Mbit/s
EQCO875SC Трансивер для передачи по оптическому или коаксиальному кабелю с волновым сопротивлением 75Ω Передача Ethernet-трафика (включая видео) через коаксиальный кабель Fast Ethernet 100Mbits/s 100Mbits/s
EQCO875SC-HS Трансивер для передачи по оптическому или коаксиальному кабелю с волновым сопротивлением 75Ω Передача Ethernet-трафика (включая видео) через коаксиальный кабель Gigabit Ethernet IEEE 1394 (FireWire) Optical 1.2Gbit/s 1.2Gbit/s
EQCO850SC Трансивер для передачи по оптическому или коаксиальному кабелю с волновым сопротивлением 50Ω Передача Ethernet-трафика (включая видео) через коаксиальный кабель Fast Ethernet 100Mbits/s 100Mbits/s
EQCO850SC-HS Трансивер для передачи по оптическому или коаксиальному кабелю с волновым сопротивлением 50Ω Передача Ethernet-трафика (включая видео) через коаксиальный кабель Gigabit IEEE 1394 (FireWire) Optical 1.2Gbit/s 1.2Gbit/s
EQCO1R6
EQCO1T6
Приемник и передатчик для обмена данными по коаксиальному кабелю с волновым сопротивлением 75Ω Передача Ethernet-трафика (включая видео) через коаксиальный кабель на расстояние до 470 м Fast Ethernet 100Mbits/s 6Mbits/s
EQCO30R5
EQCO30T5
HD-SDI приемник и передатчик Камеры видеонаблюдения, DVR SDI, SMPTE до 3 Гбит/с 5 Мбит/с
EQCO400T8 Передача данных по FireWire через кабель UTP (CAT5/6) на расстоянии до 100 м Камеры видеонаблюдения, FireWire хабы и репиторы IEEE 1394 (FireWire) 400 Мбит/с 400 Мбит/с
Регистрация e-mail на получение новостей ::

Статьи для разработчиков

Новости производителей