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讯号源是根本 矩阵系统与HD-SDI高清关系
2013-05-24 15:48:22

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,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。   与传统模拟讯号矩阵的区别   由于讯号源不同,矩阵电路原理上也有所不同。传统矩阵是一种交叉电路处理结构,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,但在系统架构上,可以发现传统矩阵有6×4、32×8、32×16、64×16、96×16、128×32、256×96及4096×256等较不规则的矩阵变化。而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,最大到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,若要突破此限制,还需材料设备与技术再突破。   一般而言,不管传统矩阵或是SDI高解析矩阵,基本上都是以Belden 1694A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分,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矩阵系统大多提供RS-485制协议,会牵涉到过去在工程上必须要注意的厂牌控制协议(Control Protocol),通过相同的条件就可以实现对SDI高速球或一体机的PTZ控制。键盘部分则可通过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。   大部分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矩阵特有的影像效能,也是过去传统矩阵所无法达到的。   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。当然模块化是最好的方式,包括控制、电源系统等,这些结构为故障解决和系统维护提供了便利。同时,由于模块化的设计,使得矩阵扩展变得容易堆栈,既方便了厂商生产,也提升了产品的生产速度,减少产品故障率,提升稳定与可靠度。而在冗余备份能力上,大部分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,目前大都以双控制、双电源,而且具有冗余式热备份功能,避免手动备援系统可能造成的系统失灵隐忧。

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