万变不离其宗 话大型矩阵技术的发展

　　如今，数字化、网络化、高清化已不是新鲜的话题，各厂家的相关产品也逐渐成熟。在这个推崇技术创新的年代，传统设备厂家又是如何寻找新的创新点的呢？大致可归纳为两种方式：

　　一是技术整合，出现了跨多种新媒体平台的技术整合，这也是从今年NAB获得的一个感受，也可以说是技术发展的一个趋势。各厂家都在打造电视信号采集、制作、存储、播出、传输的多格式全线解决方案，提供统一的监视、控制管理平台。近几年企业并购也十分盛行，哈里斯(Harris)并购Leitch、汤姆逊(Thomson)陆续并购飞利浦(Philip)专业视频部、草谷集团(Grass Valley Group)和Thals等，并购的目的无非有两个：扩张、整合，通过并购可以延长产品线、提供全线解决方案，这也是技术整合趋势的一个突出表现。

　　二是各厂家在原有设备产品基础上，采用新技术更新产品类型和增加新的产品系列。

　　此次参观NAB，我们重点对矩阵进行考察。

高带宽

　　随着欧洲高清晰度电视(HDTV)广播的发展，各厂家也都在努力推出可以满足1080p HDTV标准格式所要求的高带宽产品。原来我们所说的宽带矩阵是指带宽达到1.5Gb/s，而现在带宽达到3Gb/s的矩阵才称得上真正的宽带矩阵。输入端对信号进行均衡处理，输出端对信号进行时钟再生处理，都要具备处理3Gb/s信号的能力。此次NAB上专门生产专业视频设备集成电路的Gennum公司发布了它的第一个符合SMPTE424M标准(此标准正在制定中)的3Gb/s SDI芯片，芯片组HD-LINXTMⅢ包括GS2974、GS2975、GS2978，它们分别为均衡处理电路、时钟再生处理电路和电缆驱动处理电路。采用此类芯片的设备可支持1080p 50/60 HD信号传输的物理层接口，同时向下兼容HD-SDI和SD-SDI信号的传输。GS2975芯片可以对2.97Gb/s、1.485Gb/s、270Mb/s信号进行均衡处理，当GS2974和GS2975同时使用时，如果使用Belden 1694A电缆，2.97Gb/s信号可以传输100m、1.485Gb/s信号可以传输200m。可以看出，由于采用了HD-LINXTM III处理芯片，使得相关产品不仅支持3Gb/s SDI信号的处理，而且可以改善对1.5Gb/s信号的处理性能，如抖动处理、反射损耗、电源功耗等。3Gb/s视频信号处理不仅适用于1080p HD信号的传输，而且可以用于许多高带宽应用，如3D HDTV、数字影院、高清慢动作等。

　　本届NAB展览会上，矩阵生产厂家NVision和Leitch都推出了支持3Gb/s的演示产品，如NVision NV8288和NV8256 Plus等产品。随着SMPTE 424M标准的推广，1080p格式市场的发展，具有3Gb/s信号处理能力的设备必将成为主流。

高密度小型化

　　近年来，电视节目源丰富、制作演播室的增多、转播机位增加、对内对外节目交换量增大，对从事这些信号调度的矩阵规模要求也越来越大，从原来的16×16、32×32、64×64到目前常用的128×128、256×256，发展到512×512、1024×1024甚至更大。为了适应在转播车、小型演播室等空间有限的地方使用，各厂家采用新的工艺使大型矩阵体积小型化。

　　以上两个特性，在此次NAB上NVision公司最新的NV8288矩阵上得到了集中体现，并成为高密度大型矩阵的亮点，它将Gennum的3Gb/s SDI芯片集成进了矩阵系统中，为满足未来1080p HD信号调度和其他3D HDTV数字摄像机和慢动作捕捉的高带宽应用需求提供了可能。NV8288具备288×576的交换能力，采用特殊的小型镀金的信号接头DIN1.0/2.3，只有10RU高、12英尺深，重量轻(150lb重)，功耗小(小于2kW)。此外，支持所有的HD和SD数据格式及ASI信号的切换，根据系统需要可配置成12×12到288×576，并且可以通过增加第二个机箱将系统扩展成576×576。

方便安全性

　　作为系统中信号路由上的关键设备，在矩阵的结构设计上，灵活方便的操作、安全可靠的运行是毋庸置疑的考虑。目前所有大型矩阵均采用主备电源、主备CPU控制板，在避免矩阵尺寸过大的前提下，尽量减小输入/输出板卡的规模，以减小出故障的可能性。另外，鉴于矩阵内部关键部件之一的交叉点板，目前大型矩阵也采用了内部冗余交叉点模块备份的设计思路，来提高矩阵的安全可靠性，这虽然使得矩阵的成本增加了，但为用户提供了更加安全可靠性的选择方案。采用这种内部交叉点冗余备份设计的矩阵产品主要有NVision和Leitch的相关产品。结构设计充分考虑维修、维护的方便性，采用无源后面板设计、前面热插拔板卡的方式，包括电源、风扇等也可以从前面板拆装，不必停机就可以方便地进行维修和系统扩展升级。

多功能灵活性

　　系统中之所以采用矩阵，是为了满足信号灵活调度的要求，台内外信号的灵活交换，模拟、数字、高清、标清等多种格式信号的交换，等等，各种要求在不断增加。具有多种信号格式的处理能力和多种信号接口的支持能力成为矩阵设计的亮点。多种信号格式的处理能力，指的是能够处理包括模拟/数字标清、高清视频信号格式和包括模拟音频、AES/EBU数字音频和嵌入音频等音频信号格式。多种信号接口的支持能力，指的是能够提供多种视音频接口选件，包括模/数信号之间的转换(A/D、D/A)、高清/标清信号之间的转换(U/C、D/C)、光电信号之间的转换(E/O、O/E)、音频信号的加嵌和解嵌。此种多功能矩阵以哈里斯(Leitch)公司新的Platinum矩阵为代表。该公司在今年NAB上首次发布了全新Platinum大型矩阵，号称“白金品质　王者风范”，这款多格式矩阵结构紧凑，在15RU内提供256×256信号矩阵分配、28RU提供512×512分配，并在同一机架内支持任何信号混合(视频和音频，从模拟到高清)；其主要特点就是几乎将所有的接口功能都集合在了矩阵之中，具有相当高的灵活性。

可监视、易控制

　　系统集中控制、状态监视、故障报警，也是近年来随着矩阵规模的扩大和智能化网络化管理而提出的新课题。控制系统简单通用，配置界面简单直观。矩阵控制在保持原有T型75酵?轴电缆进行传输控制信号的控制方式下，提供了以太网控制接口。有些厂家还将串口、USB控制口等一并奉上。提供各种类型的控制面板，最新的基于LCD按键的编程控制面板也被许多厂家采用。另外，对输入和输出信号检测，对各种信号参数报警，提供可选的信号输出监看，提供设备及信号的监控能力，支持网络遥控监控。支持基于标准的SNMP、Web网络监控协议，通过SNMP支持第三方开发，已成了矩阵管理的一个必备条件。

开放接口协议、统一控制

　　与其它切换台等设备整合，控制系统统一联动，也是在当今技术整合趋势下的一个新模式。Sony的矩阵可以与其制作切换台家族紧密结合，通过S-BUS控制系统进行双向控制，提供源名和提示显示等功能。草谷公司的Trinix矩阵支持所有的Grass Valley控制系统。

　　同一厂家的产品实现统一控制并不新鲜，而不同厂家的产品也在寻求合作伙伴，提供统一的控制管理。最近，PESA公司与史诺伟思(Snell & Wilcox)公司宣布了新的接口，将PESA Cheetah矩阵的PESA 3500 Pro矩阵控制系统与Snell & Wilcox的Kahuna SD/HD制作切换台连在一起，允许技术导演在制作控制室从Kahuna的控制界面直接进入调用PESA Cheetah的多码流视频矩阵的输入源，矩阵的源名随动变换到Kuhuna控制台的面板上。PESA Cheetah是可以处理SD、HD和非标准数字信号的矩阵系统，它有64×64、128×128、256×256和512×512几种规格，可以处理从3Mb/s到1.5Gb/s的信号，输入/输出有铜缆接口和光纤接口两种。PESA3500 Pro系列系统控制器提供了基于Windows的用户接口，使得系统具备了多格式信号分配和主控切换快速配置的能力。

　　尽管各厂家纷纷推出各具特色的矩阵产品，矩阵的设计是万变不离其宗，方便、安全、灵活、实用是永恒的主题，关键是要找到其平衡点，用户在选择矩阵时根据应用需求各取所需。