CN108259864A

CN108259864A - 一种视频信号光缆传输系统及具有该传输系统的摄像机

Info

Publication number: CN108259864A
Application number: CN201810262093.3A
Authority: CN
Inventors: 周毅
Original assignee: Guangzhou Spanner Technology Co Ltd
Current assignee: Guangzhou Spanner Technology Co Ltd
Priority date: 2018-03-28
Filing date: 2018-03-28
Publication date: 2018-07-06

Abstract

本发明涉及光的多路复用通信技术领域。本发明提供一种视频信号光缆传输系统,其包括视频信号处理子系统、总控制单元、接口组和传输组件；视频信号处理子系统分别与总控制单元和摄像机本体连接；总控制单元通过接口组与传输组件连接；视频信号处理子系统包括依次连接的视频光端机、光转发器和管式波分复用器。本发明还提供一种包含该视频信号光缆传输系统的摄像机。与现有技术比较本发明的有益效果在于：该视频信号光缆传输系统其尺寸小，成本低，利于集成在其他设备中。本发明提供的摄像机在保证传输效率高的同时，还具有便于携带和易于操作的特点，该摄像机利于推广使用，且适用于广播级高清摄像领域。

Description

一种视频信号光缆传输系统及具有该传输系统的摄像机

技术领域

本发明涉及光的多路复用通信技术领域，具体涉及一种视频信号光缆传输系统以及一种具有视频信号光缆传输系统的摄像机。

背景技术

雷莫(LEMO)公司在高清摄像机(HDTV)信号传输领域做出了重要的贡献，其研制开发了3K.93C系列连接器。作为高清摄像机信号传输领域中的标准连接器，3K.93C系列连接器被广泛应用。并且，在全球范围内被应用的连接器中，3K.93C系列连接器也是唯一能同时完全匹配SMPTE、ARIB和EBU标准的连接器。

由于具有所述优点，因此，基于LEMO 3K.93C系列连接器而建立的高清摄像系统，目前是应用最为广泛的高清摄像系统。

如图1所示，为现有技术中一种基于雷莫3K.93C标准的高清摄像系统的结构示意图，该高清摄像系统包括高清摄像机1、摄像机控制单元2和若干标准传输组件3，高清摄像机1与摄像机控制单元2之间通过若干独立的标准传输组件3串行连接。高清摄像机1也称HDTV摄像机。摄像机控制单元2也称CCU，摄像机控制单元2用于连接和控制多组高清摄像机1，摄像机控制单元2使多组高清摄像机1协同工作。标准传输组件3为高清摄像机光缆传输组件，其包括插头31、插座32和光缆33，光缆33的两端分别与插头31和插座32连接。光缆33内含一对单模光纤。标准传输组件3用于传输电力、电信号和光信号。插头31和插座32为雷莫3K.93C连接器。

摄像机控制单元2会对来自高清摄像机1的信号先进行处理，然后，摄像机控制单元2将处理后的信号做下一步的长距离传输。为了使多路信号的长距离传输更加有效率，现有技术中还引入了波分复用技术，即所述高清摄像系统还包括波分复用器，具有合波功能波分复用器的一端与摄像机控制单元2连接，另一端与通过光纤与具有分波功能的波分复用器连接。波分复用技术的引入可使光纤的带宽资源得到充分利用，使一根光纤的传输容量比单波长传输增加几倍至几十倍。因此，波分复用器的使用无疑降低了长距离光纤传输网络的铺设成本和传输网络的复杂程度，从而，节约了光纤资源。

虽然所述的高清摄像系统存在诸多好处，但是其同样存在弊端，弊端在于：

1、由于波分复用器等设备对电力、存放空间和工作环境有较高的要求，因此，所述高清摄像系统的应用范围受限，往往需要依附转播基地或转播车才能实现其自身功能，不利于便携和机动。

2、操作复杂并且学习成本高，操作流程节点较多，且需要多人协同操作。

3、设备使用和维护成本高，不利于推广使用。

4、由于高清摄像机1与摄像机控制单元2之间的光信号传输过程中并没有采用波分复用技术，因此，光信号在标准传输组件3内的传输效率低，进而影响到整个高清摄像系统的传输容量和传输速度。

综上，设计一种集成微型波分复用装置的信号传输系统和一种集成微型波分复用装置的摄像机是十分必要的，也是十分迫切的。

鉴于所述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。本发明致力于在摄像机内部添加微型化波分复用装置，然后将合波后的信号通过标准传输组件3向外长距离或短距离传输。

发明内容

为解决所述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，本发明提供一种视频信号光缆传输系统，其包括视频信号处理子系统、总控制单元、接口组和传输组件；所述视频信号处理子系统分别与所述总控制单元和摄像机本体连接；所述总控制单元通过所述接口组与所述传输组件连接；所述视频信号处理子系统包括依次连接的视频光端机、光转发器和管式波分复用器；所述视频光端机用于将视频信号通过编码与调制后转换成光信号；若干所述光转发器用于将光信号中的非标称波长转换成标称光波长；所述管式波分复用器用于执行合波或分波。

较佳地，所述管式波分复用器为便携式稀疏波分复用器或便携式密集波分复用器。

较佳地，所述管式波分复用器为便携式稀疏波分复用器；所述管式波分复用器的工作波长为1260至1650nm，所述管式波分复用器的通道间隔为20nm。

较佳地，所述管式波分复用器的通道数量为8个，各个所述通道的工作波长分波为1470nm、1490nm、1510nm、1530nm、1550nm、1570nm、1590nm和1610nm。

较佳地，所述管式波分复用器由铝管或不锈钢管封装，所述管式波分复用器的长度是20mm，其直径为4mm。

较佳地，所述传输组件为标准传输组件，所述标准传输组件为雷莫3K.93C连接器；所述接口组为匹配所述雷莫3K.93C连接器的标准接头。

本发明还提供一种摄像机，包括摄像机本体和视频信号光缆传输系统，所述视频信号光缆传输系统与所述摄像机本体连接，所述视频信号光缆传输系统用于处理并传输源自所述摄像机本体的视频信号。

较佳地，摄像机还包括SDI模块和音频功率放大模块；所述音频功率放大模块通过所述SDI模块与所述摄像机本体连接，所述音频功率放大模块用于放大所述摄像机本体上的音频传感器所收集的音频信号；所述SDI模块用于将所述音频信号进行嵌入。

较佳地，摄像机还包括切换模块，所述切换模块分别与所述SDI模块、所述总控制单元、RET回放按钮和LIVE实况播送按键；所述RET回放按钮用于触发回放指令；所述LIVE实况播送按键用于触发实况播送指令；所述切换模块在回放指令和实况播送指令中择一选择，并触发所述SDI模块、所述总控制单元执行回放指令或实况播送指令。

较佳地，所述总控制单元与所述摄像机本体连接，所述总控制单元内还包括TALLY控制子单元和OCP控制子单元；所述OCP控制子单元与OCP控制器连接，所述OCP控制子单元用于执行所述OCP控制器的指令；所述TALLY控制子单元与TALLY系统连接。

与现有技术比较本发明的有益效果在于：本发明提供的一种视频信号光缆传输系统其尺寸小，成本低，利于集成在其他设备中，应用范围广泛，其灵活性强，适用于点对点的通信。集成该视频信号光缆传输系统的通信系统带宽利用率高。本发明还提供的一种包括视频信号光缆传输系统的摄像机，该摄像机在保证传输效率高的同时，还具有便于携带和易于操作特点，该摄像机利于推广使用，该摄像机适用于广播级的高清摄像领域。

附图说明

图1是现有技术中一种基于雷莫3K.93C标准的高清摄像系统的结构示意图；

图2是雷莫3K.93C连接器的结构示意图；

图3是标准传输组件中光缆的结构示意图；

图4是本发明实施例1中视频信号光缆传输系统的结构示意图；

图5是本发明实施例1中光的传输路径图；

图6是本发明实施例1中管式波分复用器的主视图；

图7是本发明实施例1中管式波分复用器的左视图；

图8是本发明实施例1中管式波分复用器的解复用原理图；

图9是本发明实施例1中介质膜滤波器的工作原理图。

附图标记：

高清摄像机1、摄像机控制单元2、标准传输组件3、摄像机本体5、视频信号光缆传输系统6、视频信号处理子系统7、总控制单元8、接口组9、传输组件10、SDI模块21、音频功率放大模块22、切换模块23、RET回放按钮24、LIVE实况播送按键25、插头31、插座32、光缆33、第一光纤接头41、第二光纤接头42、第一电源针芯43、第二电源针芯44、第一信号针芯45、第二信号针芯46、连接器外壳47、第一光纤51、第二光纤52、第一电源芯线组53、第二电源芯线组54、第一信号芯线55、第二信号芯线56、视频光端机71、光转发器72、管式波分复用器73、第一输入输出端74、第二输入输出端75和介质膜滤波器76。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明所述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解所述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对所述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

实施例1

如图4所示，为发明实施例1中视频信号光缆传输系统的结构示意图。本发明实施例1提供一种视频信号光缆传输系统6，其包括：视频信号处理子系统7、总控制单元8、接口组9和传输组件10。视频信号处理子系统7分别与总控制单元8和摄像机本体5连接。总控制单元8一端与视频信号处理子系统7连接，另一端与通过接口组9与传输组件10连接。

视频信号处理子系统7用于处理来自摄像机本体5的视频信号。经视频信号处理子系统7处理后的视频信号能够直接用于传输。视频信号处理子系统7包括视频光端机71、光转发器72和管式波分复用器73。视频光端机71、光转发器72和管式波分复用器73依次连接。来自摄像机本体5的视频信号首先进入视频光端机71，视频光端机71视频信号通过编码与调制后转换成光信号，调制后的光信号进一步传输至光转发器72，光转发器72将光信号中的非标称波长转换成符合标准规定的标称光波长。标称光波长的光信号继续被传输至管式波分复用器73中，管式波分复用器73包含复用模块和解复用模块。当执行向外传输任务时，复用模块发挥效能。通过管式波分复用器73的复用模块，多个独立的标称光波长的光信号被执行合波操作。通过这样，能够把不同波长的光信号复用到同一根传输组件10中进行传送。其好处在于极大地提高了系统的通信容量和通信效率，充分利用的传输组件10的带宽资源。

如图6所示，为本发明实施例1中管式波分复用器的主视图；如图7所示，为本发明实施例1中管式波分复用器的左视图。在本实施例中优选地，管式波分复用器73为便携式稀疏波分复用器CWDM，其尺寸为：长度20mm，直径4mm。管式波分复用器73为铝管或不锈钢管封装。管式波分复用器73内部包含若干介质膜滤波器76。应用管式波分复用器73的好处在于，便携式稀疏波分复用器CWDM尺寸小，成本低，利于集成在其他设备中，应用范围广泛，其灵活性强，适用于点对点的通信。应用便携式稀疏波分复用器CWDM的传输系统带宽利用率高。

便携式稀疏波分复用器CWDM的工作波长为1260～1650nm，通道间隔为20nm，优选地，管式波分复用器73的信道数量为8个。如图5所示，为本发明实施例1中光的传输路径图。经光转发器72转换后的光信号的标称光波长分别为1470nm，1490nm，1510nm，1530nm，1550nm，1570nm，1590nm和1610nm。管式波分复用器73的8个信道分别对应这8个波长的光信号，8个波长的光信号分别通过第二输入输出端75输入管式波分复用器73的8个信道当中。最终8个波长的光信号被耦合到一条光线路中，然后经第一输入输出端74输出。在接收端，通过分波器将各种波长的光载波分离，然后由解调子系统中的视频光端机和光转发器作进一步处理以恢复原信号。管式波分复用器73的复用模块和解复用模块结构相同，区别仅在于信号的输入和输出方向相反。

如图8所示，为本发明实施例1中管式波分复用器的解复用原理图；如图9所示，为本发明实施例1中介质膜滤波器的工作原理图。第二输入输出端75即可作为输入端也可作为输出端，以管式波分复用器73解复用，即分波过程为例，说明本实施例中管式波分复用器73的工作方式。经合波后的信号通过第一输入输出端进入管式波分复用器73中，其中包含波长为λ₁至λ₈的光信号，当信号经过第一个介质膜滤波器76时，波长为λ₁的光信号穿透第一个介质膜滤波器76，继而进入通道1，其余波长为λ₂至λ₈的光信号则被反射。这样即完成波长为λ₁的光信号的分波操作。然后，波长为λ₂至λ₈的光信号继续进入第二个介质膜滤波器76，波长为λ₂的光信号穿透第二个介质膜滤波器76，继而进入通道2，其余波长为λ₃至λ₈的光信号则被反射。这样即完成波长为λ₂的光信号的分波操作。依次类推，直至8个波长的光信号全部被分离出来。

总控制单元8与视频信号处理子系统7连接，既用于控制合波或分波过程，还用于控制经视频信号处理子系统7处理后的光信号的向外传输。总控制单元8还能控制管式波分复用器73中信道的数量和波长。接口组9分别与总控制单元8和传输组件10连接，优选地，接口组9为标准接口，用于向传输组件10提供传输接口。传输组件10为标准传输组件。在本实施例中，优选地，传输组件10为标准传输组件3，标准传输组件3为雷莫3K.93C连接器，其包括插头31、插座32和光缆33，光缆33的两端分别与插头31和插座32连接。光缆33内含一对单模光纤。标准传输组件3用于传输光信号。接口组9为匹配雷莫3K.93C连接器的标准接头。

如图2所示，为雷莫3K.93C连接器的结构示意图；如图3所示，为标准传输组件中光缆的结构示意图。标准传输组件3中插头31与插座32的结构相同，插头31包括第一光纤接头41、第二光纤接头42、第一电源针芯43、第二电源针芯44、第一信号针芯45、第二信号针芯46和连接器外壳47。光缆33包括第一光纤51、第二光纤52、第一电源芯线组53、第二电源芯线组54、第一信号芯线55和第二信号芯线56。

第一信号芯线55的两端分别与插头31上的第一信号针芯45和插座32上的第一信号针芯45连接，三者共同作为信道传递信号。第二信号芯线56的两端分别与插头31上的第二信号针芯46和插座32上的第一信号针芯46连接，三者共同作为信道传递信号。第一光纤51的两端分别与插头31上的第一光纤接头41和插座32上的第一光纤接头41连接，三者共同作为单模光纤信道传递信号。第二光纤52的两端分别与插头31上的第二光纤接头42和插座32上的第二光纤接头42连接，三者共同作为单模光纤信道传递信号。第一电源针芯43、第二电源针芯44分别与第一电源芯线组53、第二电源芯线组54组成供电线路。连接器外壳47接地。

通过上述视频信号光缆传输系统6能够将多个波长的光信号耦合到一条光线路中，然后输出。视频信号光缆传输系统6体积小，还能匹配现有的高清摄像机标准接口和标准传输组件，视频信号光缆传输系统6易于集成在摄像机中。尤其适用于广播级高清摄像机。

本发明实施例1还提供一种摄像机，其包括上述的视频信号光缆传输系统6、摄像机本体5、SDI模块21和音频功率放大模块22。

摄像机本体5与视频信号光缆传输系统6连接，并向视频信号光缆传输系统6传输视频信号。摄像机本体5与音频功率放大模块22连接，并向音频功率放大模块22传输音频信号，音频功率放大模块22用于放大摄像机本体5上的音频传感器所收集的音频信号。音频功率放大模块22还与SDI模块21连接。SDI模块21用于向视频信号中嵌入经音频功率放大模块22放大后的音频信号。SDI模块21分别与视频信号处理子系统7和总控制单元8连接。优选地，SDI模块21与总控制单元8之间通过RS-485总线连接。SDI模块21通过总控制单元8将嵌入音频信号的光信号向外发送。音频功率放大模块22上还设有声音控制旋钮。

另外，本实施例中涉及的摄像机还包括切换模块23，切换模块23分别与SDI模块21、总控制单元8、RET回放按钮24和LIVE实况播送按键25连接。RET回放按钮24用于触发回放指令并将指令传输至切换模块23。LIVE实况播送按键25用于触发实况播送指令并将指令传输至切换模块23。切换模块23在回放指令和实况播送指令中择一选择，并触发SDI模块21、总控制单元8执行回放指令或实况播送指令。

总控制单元8还与摄像机本体5连接，总控制单元8内还包括TALLY控制子单元和OCP控制子单元，OCP控制子单元与OCP控制器连接，优选地，OCP控制子单元与OCP控制器之间通过RS-485总线和RS-422总线连接。OCP控制器用于控制摄像机本体5的设置参数和执行指令操作，例如调整白平衡、光圈控制、调整主黑点平和实施预监等。

TALLY控制子单元与TALLY系统连接。在录制过程中里，TALLY系统起着非常重要的作用它以字符或指示灯的形式出现在摄像机头、摄像机寻像器和电视墙上等系统节点，分别给主持人、摄像和演播室制作人员予以提示。通过视觉提示来协调各个岗位的工作人员，及时了解节目的进展状态。

另外，总控制单元8还与计算机连接，优选地，总控制单元8与计算机之间通过USB连接线连接。计算机能够控制总控制单元8。计算机还与视频信号处理子系统7连接，计算机既能够用于控制视频信号处理子系统7，还能够存储视频信号处理子系统7输出的信号。

本实施例中所述的摄像机优选为一种广播级EFP摄像机。

实施例2

本实施例与实施例1不同之处在于:总控制单元8一端与视频信号处理子系统7连接，另一端与通过接口组9直接与转播设备连接。

实施例3

本实施例与实施例1不同之处在于：管式波分复用器73为便携式密集波分复用器DWDM。

实施例4

本实施例与实施例2不同之处在于：管式波分复用器73为便携式密集波分复用器DWDM。

实施例5

本实施例与实施例1不同之处在于:管式波分复用器73为便携式FWDM波分复用器。

实施例6

本实施例与实施例2不同之处在于:管式波分复用器73为便携式FWDM波分复用器。

实施例7

本实施例与实施例3不同之处在于:管式波分复用器73为便携式FWDM波分复用器。

实施例8

本实施例与实施例4不同之处在于:管式波分复用器73为便携式FWDM波分复用器。

以上仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本发明中各部件的结构和连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims

1.一种视频信号光缆传输系统，其特征在于，其包括视频信号处理子系统、总控制单元、接口组和传输组件；所述视频信号处理子系统分别与所述总控制单元和摄像机本体连接；所述总控制单元通过所述接口组与所述传输组件连接；所述视频信号处理子系统包括依次连接的视频光端机、光转发器和管式波分复用器；所述视频光端机用于将视频信号通过编码与调制后转换成光信号；若干所述光转发器用于将光信号中的非标称波长转换成标称光波长；所述管式波分复用器用于执行合波或分波。

2.如权利要求1所述的一种视频信号光缆传输系统，其特征在于，所述管式波分复用器为便携式稀疏波分复用器或便携式密集波分复用器。

3.如权利要求2所述的一种视频信号光缆传输系统，其特征在于，所述管式波分复用器为便携式稀疏波分复用器；所述管式波分复用器的工作波长为1260至1650nm，所述管式波分复用器的通道间隔为20nm。

4.如权利要求3所述的一种视频信号光缆传输系统，其特征在于，所述管式波分复用器的通道数量为8个，各个所述通道的工作波长分波为1470nm、1490nm、1510nm、1530nm、1550nm、1570nm、1590nm和1610nm。

5.如权利要求1-4任一所述的一种视频信号光缆传输系统，其特征在于，所述管式波分复用器由铝管或不锈钢管封装，所述管式波分复用器的长度是20mm，其直径为4mm。

6.如权利要求1所述的一种视频信号光缆传输系统，其特征在于，所述传输组件为标准传输组件，所述标准传输组件为雷莫3K.93C连接器；所述接口组为匹配所述雷莫3K.93C连接器的标准接头。

7.一种摄像机，包括摄像机本体，其特征在于，其还包括如权利要求1-6任一所述的一种视频信号光缆传输系统，所述视频信号光缆传输系统与所述摄像机本体连接，所述视频信号光缆传输系统用于处理并传输源自所述摄像机本体的视频信号。

8.如权利要求7所述的一种摄像机，其特征在于，其还包括SDI模块和音频功率放大模块；所述音频功率放大模块通过所述SDI模块与所述摄像机本体连接，所述音频功率放大模块用于放大所述摄像机本体上的音频传感器所收集的音频信号；所述SDI模块用于将所述音频信号进行嵌入。

9.如权利要求8所述的一种摄像机，其特征在于，其还包括切换模块，所述切换模块分别与所述SDI模块、所述总控制单元、RET回放按钮和LIVE实况播送按键；所述RET回放按钮用于触发回放指令；所述LIVE实况播送按键用于触发实况播送指令；所述切换模块在回放指令和实况播送指令中择一选择，并触发所述SDI模块、所述总控制单元执行回放指令或实况播送指令。

10.如权利要求8所述的一种摄像机，其特征在于，所述总控制单元与所述摄像机本体连接，所述总控制单元内还包括TALLY控制子单元和OCP控制子单元；所述OCP控制子单元与OCP控制器连接，所述OCP控制子单元用于执行所述OCP控制器的指令；所述TALLY控制子单元与TALLY系统连接。