Viden

8K-optagelse ved høje billedhastigheder, IP-baseret produktion og eksterne (distribuerede) arbejdsgange ændrer, hvad broadcast-netværk skal levere. Flere pixels, højere billedhastigheder og signaler, der bevæger sig mellem spillestedet, den eksterne-broadcast-forbindelse (OB) og en central produktionsfacilitet lægger pres på tre ting på én gang: båndbredde, timing-nøjagtighed og ende-til{5}}forsinkelse.

Hollow-core fiber (HCF) er en af ​​de teknologier, der diskuteres til disse krævende links. Fordi det styrer lys hovedsageligt gennem luft i stedet for massivt glas, kan det sænke udbredelsesforsinkelsen og reducere nogle optiske svækkelser sammenlignet med konventionel fiber. Nedenfor ser vi på, hvad hul-kernefiber er, hvordan det påvirker latency, hvordan det sammenligner med standard single-mode fiber, hvor det realistisk passer ind i broadcast-netværk, de grænser, der stadig gælder, og hvad man skal tjekke, før det specificeres.

Hvad er hul-kernefiber?

I en konventionel enkelt-mode fiber rejser lyset gennem en solid kerne af doteret silicaglas. Hul-kernefiber inverterer den idé: Signalet ledes gennem en hul kanal - fyldt med luft eller en inert gas -, der løber ned langs fiberens midte, omgivet af en fint struktureret glasbeklædning. Tidlige designs brugte en fotonisk-båndgab-struktur; nyere design, såsom indlejret antiresonant nodeless fiber (NANF), har skubbet ydeevnen meget længere.

Den praktiske konsekvens er enkel at angive. I standardfiber tilbringer lys hele sin rejse inde i glas. I hule-kernefibre bruger den det meste af det i luft. Den enkelte forskel er det, der giver HCF dens karakteristiske adfærd i latens, spredning og ikke-linearitet. Konceptet er blevet udviklet over mange år inden for akademisk og industriel forskning, herunder banebrydende arbejde med lavt-tab hule-kernedesigns påUniversity of Southampton. For et nærmere kig på struktur og driftsprincip, se vores oversigt overhul-kernefiberteknologi.

Hvorfor 8K Live Broadcast har brug for lav-Latency Fiber

Et ukomprimeret 8K-signal er en stor mængde data. Ved høje billedhastigheder stiger tallene hurtigt: ukomprimeret 8K med 120 billeder i sekundet kan overstige 80 Gbit/s for et enkelt feed, og redundant eller multi-feedproduktion multipliceres det yderligere. Selv med let, visuelt tabsfri komprimering flytter en moderne 8K-produktion med flere-kameraer meget høj samlet båndbredde mellem spillestedet og produktionsanlægget.

Latency og timing betyder lige så meget som rå kapacitet. I fjern- og distribueret produktion, kamerafeeds, returvideo, talkback og kontrol af datarejser mellem spillestedet, OB-komplekset, det internationale udsendelsescenter (IBC) og centrale gallerier. Operatører har brug for ramme-nøjagtig skift, tæt multi-kamerasynkronisering og lav tur-retur-forsinkelse, så talkback- og returfeeds forbliver brugbare. Meget af dette kører nu over IP ved hjælp afSMPTE ST 2110 suite af standarder, som bærer video, lyd og tilhørende data som separate streams og afhænger af præcis netværkstid (PTP).

Det er værd at være klar over, hvor latency kommer fra. Glas-til-glasforsinkelse er summen af ​​mange faser --optagelse, kodning og afkodning, pakkedannelse, skift, synkronisering, transport over fiber og endelig visning. Fiberudbredelse er kun et af disse stadier. Hul-kernefiber kan reducere transportkomponenten; den kan ikke fjerne forsinkelsen, som indkodere, switche eller skærme bidrager med.

Hvordan hul-kernefiber reducerer latens og forringelser

Lys bevæger sig langsommere i glas end i luft eller vakuum. Ved telekommunikationsbølgelængder er gruppeindekset for silica omkring 1,47, så et signal i standard single-mode fiber bevæger sig med ca. to-tredjedele af lysets hastighed i vakuum - og tilføjer tæt på 4,9 mikrosekunders forsinkelse pr. kilometer. I hule-kernefibre, hvor lysfeltet for det meste sidder i luft, er det effektive indeks tæt på 1, og udbredelsesforsinkelsen falder til omkring 3,3 til 3,5 mikrosekunder pr. kilometer.

I runde termer er det i størrelsesordenen30 % lavere spredningsforsinkelse, eller omkring 1,5 mikrosekunder sparet pr. kilometer kabel. Om det betyder noget afhænger helt af afstanden. Over en lang backhaul-rute lægger det op; over et par hundrede meter inde i et spillested er det ubetydeligt. Hule-kernefibre har også en tendens til at vise siglavere kromatisk spredningog lavere optisk ikke-linearitet end fast-kernefiber, fordi der er langt mindre interaktion mellem lyset og glasset.

Disse er rigtige, nyttige egenskaber -, men de er forbedringer, ikke magi. Hul-kernefiber reducerer udbredelsesforsinkelse og visse optiske svækkelser i latensfølsomme-links. Det gør denikkelevere "nul latency" eller "nul forvrængning", og fordelen er proportional med længden og designet af linket.

Hul-kernefiber vs standard enkelt-tilstandsfiber

Den ærlige sammenligning er mellem en moden, lav-pris, universelt tilgængelig teknologi og en hurtig-forbedrende, men stadig ny teknologi.

For de fleste netværk i dag forbliver standard single-mode fiber standarden, og hvor lang-rækkevidde og lavt tab er prioriteret, er G.654.E-fiber med ultra-lavt-tab det gennemprøvede valg. Standard single-mode fibre er defineret afITU-Ti anbefalinger som G.652 og G.654, hvilket er en del af grunden til, at økosystemet omkring dem - fibre, splejsere, konnektorer, testudstyr - er så veletableret. Hul-kernefiber forstås bedst som et supplement til specifikke, latenstids-kritiske tilfælde snarere end en grossisterstatning. Du kan sammenligne muligheder på tværs af voresenkelt-mode fiberrækkevidde, herunderultra-lavt-tab G.654.E fibertil lange-links.

Hvor hul-kernefiber kunne passe i broadcast og videre

Fordi dens vigtigste fordele er latenstid og reduceret ikke-linearitet, er hul-kernefiber mest interessant, hvor disse egenskaber er virkelig værdifulde:

• Latency-følsomme udsendelseslinks, såsom lange spillesteder-til-IBC-ruter eller fjern-produktionsbackhaul, hvor barberingsudbredelsesforsinkelse hjælper det overordnede timingbudget.
• Sammenkobling af datacenter, hvor lav latens mellem faciliteter har direkte driftsværdi.
• Finansielle netværk og handelsnetværk med lav-latens, et ofte nævnt tilfælde af tidlig brug.
• Tids- og frekvensfordeling, hvor konsistent, lav forsinkelse understøtter synkronisering.
• Fremtidig 5G- og 6G-fronthaul og høj-transportkapacitet, efterhånden som teknologien modnes.

For størstedelen af ​​de nuværende 8K-produktioner opfylder et vel-standard enkelt--tilstandslink - kombineret med ultra-lavt-tab fiber på de lange spænd, en ren IP-arkitektur og solid PTP-timing - allerede kravet. Hul-kernefiber fortjener sin plads i det mindre sæt af links, hvor latency er den bindende begrænsning, eller hvor fremtidig kapacitetsfrihed retfærdiggør tidlig implementering.

Nuværende begrænsninger før stor-implementering

Hule-kernefibre udvikler sig hurtigt, men flere praktiske faktorer holder stor-udsendelsesimplementering selektiv i øjeblikket:

• Tilgængelighed og udbud.Kommercielle mængder er begrænsede sammenlignet med standardfiber.
• Koste.HCF bærer i øjeblikket en prispræmie.
• Splejsning og forbindelse.Sammenføjning af hul-kernefiber og terminering af den pålideligt kræver specialiserede teknikker og værktøj.
• Interoperabilitet.De fleste eksisterende anlæg er solid-enkelt-kernetilstand; blanding af fibertyper tilføjer design og splejsningskompleksitet.
• Mekanisk og miljømæssig ydeevne.Bøjningsadfærd, robusthed og langsigtet-pålidelighed under markforhold kræver validering for hvert design.
• Tabskonsistens over længden.At opnå lav, ensartet dæmpning på tværs af lange produktionslængder er stadig under modning.
• Track record og standardisering.Der er begrænset lang-, felt-bevist historie i live-udsendelse sammenlignet med etablerede fibertyper.

Ingen af ​​disse er grunde til at afvise teknologien -, de er grunde til at omhyggeligt uddybe den og stille leverandører specifikke spørgsmål.

FAQ

Leverer hul-kernefiber virkelig nul latenstid?

Nej. Det reducerer udbredelsesforsinkelsen - i størrelsesordenen 30 %, eller omkring 1,5 mikrosekunder pr. kilometer, i forhold til standard enkelt-fiber. Det eliminerer ikke latens. Samlet glas-til-glasforsinkelse afhænger også af kodning, skift, synkronisering og visning, hvilken hul-kernefiber ikke ændres.

Er hul-kernefiber tilgængelig til kommercielle udsendelsesprojekter i dag?

Det er en ny teknologi. Tilgængeligheden er begrænset, og det understøttende økosystem (splejsning, konnektorer, testudstyr) er stadig under udvikling, så standard single-mode fiber forbliver standarden for det store flertal af implementeringer.

Hvor meget forsinkelse kan hul-kernefiber faktisk spare?

Omtrent 1,5 mikrosekunder pr. kilometer, omkring 30 % mindre udbredelsesforsinkelse end standardfiber. Fordelen skalerer med distance, så den er betydelig på lange ruter og ubetydelig over korte-løbeture.

Kan hul-kernefiber erstatte mit eksisterende enkelt-netværk?

Ikke som et besøg-. Forskelle i splejsning, konnektorisering, omkostninger og modenhed betyder, at det normalt introduceres til specifikke latenstid-kritiske links i stedet for som en grossisterstatning for et installeret enkelt-modeanlæg.

Hvilken fiber bruger de fleste 8K-broadcast-netværk i dag?

Standard single-mode fiber - typisk G.652.D, med ultra-lavt-tab G.654.E på lange spænd - med IP-baseret produktion over SMPTE ST 2110.

Nøgle takeaways

Hul-kernefiber er en virkelig lovende teknologi til de mest latensfølsomme-links i moderne broadcast-netværk. Ved at lede lys gennem luften kan den reducere udbredelsesforsinkelsen med omkring 30 % og reducere spredning og ikke-linearitet. Det er meningsfulde fordele i forhold til lange-kritiske ruter med latenstid -, men de er forbedringer, ikke et spring til "nul latency", og stor-udsendelsesimplementering er stadig begrænset af omkostninger, tilgængelighed og økosystemmodenhed. For de fleste 8K-produktioner er veludviklede enkelt-links stadig det praktiske valg; hul-kernefiber er værd at evaluere, hvor latens er den bindende begrænsning. Som altid kommer den rigtige beslutning ved at sammenligne specifikationer, testrapporter og samlede omkostninger - og fra at arbejde med en leverandør, der kan rådgive om fibervalg og, hvor det er nødvendigt, bygge til dine krav.