随着电子技术、显示技术的迅速发展，人们对视频的画质要求也越来越高，市面上的各种手持设备以及个人电脑的显示屏幕分辨率最高可以做到1920*1080的高清分辨率，而且这些设备上很多都集成有HDMI/DVI高清视频输出接口。高清视频在17英寸1920*1080的屏幕上显示，人眼看上去感觉会很细腻，显示画面也特别的流畅。广域网中视频传输方式，由于受到带宽限制，一般都采用视频数据压缩编码后再进行网络传输，这样不但有损信号质量，而且对于传输实时1920*1080@60pfs的视频信号而言几乎是不可能的。为了在中远距离下，实现高清视频信号的无压缩传输，可以采用高带宽、低损耗、抗干扰的光纤传输系统。FPGA作为高灵活性的可编程逻辑门阵列，如今已经渗入到通信、视频、医疗影像、消费品等多个领域，片上集成有丰富的逻辑门、存储器、DSP模块、吉比特收发器、时钟资源、内嵌的PowerPC/ARM核可实现各式各样的逻辑控制、算数运算，内部逻辑在时钟驱动下并行性执行操作使得它比其它通用处理器执行速度更快。利用硬件描述语言对内部逻辑的修改和复制，极大方便了工程人员设计开发的需要。FPGA在视频图像领域已经成为一个重要的处理器件，它可以处理视频图像中涉及的各种算法，如缩放、融合、边缘检测等等，并且在研究多路视频图像时其优势越发凸显。本论文主要分为五个章节，第1章介绍了SDI光纤传输系统研究现状，选题依据与意义，主要研究内容以及SDI光纤传输技术指标。第2章论述了视频光纤传输系统的设计方案，系统的功能需求分析，及基于光纤传输的无压缩高清视频和基于IP网络传输的压缩高清的视频的方案对比，提出了一种以FPGA为核心器件的高清视频光纤传输方案。第3章讲述了视频光纤传输系统中的关键技术。主要内容有视频接口、光纤通信、同步动态存储器接口和SDI串行数字接口。视频接口，为视频系统的输入输出接口，讲述了DVI/VGA视频接口的接口定义、信号类型，显示时序模型，多帧缓存机制在视频显示中的应用。光纤通信技术，实现电信号到光信号的转换，讲述了光发射机、光接收机的基本原理，常见的光模块结构与相关技术指标。同步动态存储器接口，实现视频帧率的重采样，包含有SDRAM存储原理，DDR2SDRAM结构、工作状态以及在视频图像处理中的应用。SDI串行数字接口，为实现视频信号的串行传输，讲述了该接口基本原理、数据流格式、信道编码方式。第4章首先介绍了莱迪斯FPGA的基本结构、开发流程以及SDI关键技术的FPGA实现。其次是利用FPGA实现VGA/VGA信号的采集与合成，DDR2SDRAM的读写控制器的FPGA实现，最后是3G-SDI的控制器的FPGA实现。第5章为系统的调试与结果分析，主要完成了对板卡的电源调试、模块调试、系统调试，最后完成调试结果分析。本文从视频采集、存储、传输以及显示等各个模块中基本原理出发并利用核心器件FPGA实现了其中的各个模块，搭建了一个基于FPGA的视频图像光纤传输系统，完成了最初的设计目标，该系统具有体积小、功耗低、有工业级标准的稳定性。实现了在一些特殊的场合下需要对视频信号二次传输并显示的要求，如煤矿矿井、楼宇监控、气象系统、大型演播室等等，还可以方便与其它采用SDI接口的设备完成对接，实现不同视频接口间的转换。