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HD-SDI矩阵有何不同 到底怎么用?

来源:投影时代 更新日期:2016-10-12 作者:佚名

    SDI技术正是一种通过同轴电缆传输高清数字视频的传输标准,其特点恰好是现有模拟视频系统的最佳升级方法,既保证视频点对点可靠传输,又能继续重用模拟视频的传输介质。同时,SDI高清还是非压缩不失真原始图像,不同于IP高清是将视频信号经过压缩和打包后通过网络传输的,在技术上有着明显的优势,目前,HD-SDI矩阵在广电、监控等领域有着很广泛的应用。但是对于SDI的应用仍有许多人不甚了解,在此我们用问题解答的方式告诉您HD-SDI矩阵怎么用。

    HD-SDI矩阵系统是什么?它与传统模拟矩阵有何差异?结构上或外观上,有何不同?系统接口或影像讯号的转换,有哪些相异之处?

    HD-SDI矩阵是一种数字影像矩阵切换器,为BNC接口,是专为SDI数字影像讯号的显示切换,而产生的高性能智能矩阵开关设备,主要用来将各路影像输入讯号切换到影像输出信道中的任一信道上。如广州格芬的SDI矩阵为例,该产品早已广泛应用于广播电视工程、多媒体会议厅、大屏幕显示工程、电视教学、指挥控制中心等市场。这种产品一般都带有断电保护,并具备RS-232/422或RS-485数据控制接口,可以控制主系统,方便设定计算机、遥控控制键盘或与各种远程人机控制设备配合使用。

    SDI与传统的模拟讯号矩阵到底有何不同?

    首先我们了解到由于讯号源的不同,在矩阵电路原理上也有所不同,传统矩阵是一种交叉电处理结构(Crosspoint Circuit),而SDI目前则为1:1、1:4或1:8的SDI影像输入,以分配放大插卡方式,再加上以4路或8路SDI讯号同步处理方式,将进行输入输出的讯号同步分配,末端再以模拟/数字转换器将讯号转换为NTSC或是PAL电视影像讯号以输出到屏幕(Monitor)上。

    从外观及设备结构上来看,传统矩阵与SDI矩阵几乎没有太大差别,但若以系统架构看,我们就可以发现传统矩阵有6×4、32×8、32×16、64×16、96×16、128×32、256×96及4,096×256等较不规则的矩阵变化。SDI矩阵目前受限于讯号组件及分配放大规则的限制,其规模大概有1×4、4×4、8×8、16×16及32×32,在卡片堆栈后成为64×32、64×64、96×32及96×64,再到最大128×32等规则性结构。现有技术条件大概以128×128为可实际应用最大容量,要再突破这个限制,可能得等到材料设备与技术再突破的阶段才能实现。

    HD-SDI矩阵优势何在?如HD-SDI矩阵在PTZ及系统控制上比传统矩阵具有哪些优势?在声音、电力及控制讯号的传输,HD-SDI矩阵的优势何在?而控制管理软件,是否有不同于传统矩阵的操作管理?

    一般而言,不管传统矩阵或是SDI高解析矩阵,基本上都是以Belden1694A同轴电缆为影像讯号的传输介质,而在摄影机PTZ及声音的传输与控制上,则多以RS-232/422或RS-485双工或是半双工(Full/HalfDuplex)方式来将控制讯号传送到摄影机上。在SDI摄影机到达3G-SDI的型式条件下,也有厂商将声音、电力及控制讯号,以领先影像讯号半周的方式,载在影像同步讯号空白部份,这样就达成一个单一同轴传输矩阵的要求,不过以目前的产品技术条件来说,讯号传输距离,仍然是SDI矩阵挥之不去的障碍之一。

    SDI矩阵系统大致是提供RS-485制协议,这会牵涉到过去在工程上必须要注意的厂牌控制协议(ControlProtocol),透过相同的条件就可以实现对SDI高速球或一体机进行PTZ控制。键盘可透过RS-232/422或RS-485网络端口对矩阵进行控制。SDI矩阵产品同样具有控制设定软件这种功能,在系统设定与操作上,能提供用户便利的操作管理。在长距离的SDI高解析矩阵与高解析摄影机间,系统现在还可以藉由SDI光端机所组成的回路,建构成为一种非压缩高解析的数字实时监控系统

    HD-SDI矩阵核心操作系统与传统矩阵一样吗?影像效能一般如何?HD-SDI矩阵采用的处理器系统为何?核心操作系统为何?其运作效能是否稳定?

    大部份SDI高解析数字矩阵控制系统,都采用了微处理器技术,例如ARM系列的处理器,且会使用较为稳定可靠的Linux核心操作系统,以稳定系统的运作效能。系统可以在SDI路由上,支持到最大128或256路输入,128路输出包含影音讯号的输入输出SDI接口。

    至于在影像效能上,目前由于SDI摄影机本身的格式条件不一,SDI矩阵必须考虑到可以兼容接收720p或1080i/1080p@30fps或60fps的SDI影像讯号,同时,针对模拟的标清或960H高线数模拟影像讯号输入到输出,也要能够任意切换,这是SDI矩阵有的特定影像效能,也是过去传统矩阵所无法达到的。

    当前随着各电视台内数字化、网络化升级,以及4K、8K等技术的发展,我们已经进入超高清、融媒体时代。在云计算和大数据技术的支撑下,新业态,新需求日益变多。制播向一体化、平台化转变,与此同时,IP化技术的需求也越来越明显,在采用HD-SDI矩阵后,是否可以与IP网络监控系统整合?整合的方式、架构与采用的设备需要哪些?又对于不同讯号的转换,需要哪些转介设备,以达到整合的目的?

    与IP监控系统整合方面,在监控系统联网要求下, SDI矩阵一般都会配置网络端口或是可以在连接影像转换服务器(SDIDVS)下,将讯号直接以SDI转TCP/IP,或经NTSC或PALVideo再由DVS转为TCP/IP讯号,仍然是可以将SDI矩阵与网络监控系统做一个完美的系统整合。同时,透过监控中心联网方式,由中心对矩阵进行统一配置管理,多组矩阵可以经由网络从中心矩阵下载配置信息,可以一次建置及管理SDI矩阵,以实现SDI高解析矩阵联网上分散部署与集中管理的要求。

    HD-SDI矩阵的各项稳定性如何?哪些冗余设计?是否有新的应用方式?当功能有所不同时,矩阵的架构与设计是否有所不同?冗余系统的设计,结构为何?

    从不同的SDI矩阵结构,如模块式、插卡式、刀片式等,都是SDI矩阵在开发过程中,频频产生问题的来源。例如系统能否在模块化插卡式上,进行热插入等,都关系到系统稳定度与可靠度的效能。

    当然模块化是一个最好方式,包括控制、电源系统等,这些结构大大方便了故障解决和系统维护的工程。同时,由于模块化的设计,使得矩阵扩展变成容易堆栈,一方面方便厂商生产,也同时提升产品的生产速度,减少产品故障率,提升稳定与可靠度。在冗余备份能力上,大部份的SDI矩阵的控制和电源系统,除了要求模块化、插槽或板卡结构外,目前制造大都以双控制、双电源(Redundant),而且冗余式热备份(自动备份),以避免手动备援系统可能造成系统失灵的隐忧。

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