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基于IP网络的视频和图像实时传输 (下)

2011-05-25 本刊编辑


    网络的定义

    本文提到的网络指运行在IEEE 802.3以太网标准上的计算机网络。当前在光纤和双绞线上定义了四种数据传输速率:

        10Mbit/s——10Base-T以太网(IEEE802.3) 
        100Mbit/s——快速以太网(IEEE802.3u) 
        1000Mbit/s——千兆以太网(IEEE802.3z) 
        10Gbit/s——万兆以太网(IEEE802.3ae) 

        10Gbit/s网络设备在不断增长,但这种带宽的部署还没有普及。企业和公共网络带宽随着预算、环境以及服务商所提供的连接的不同会有很大的区别。以下是常见的几种通用类型:

        ▪ ISDN:64-128Kbit/s 
        ▪ 有线宽频:6Mbit/s 
        ▪ 局域网交换骨干网:10-140Gbit/s

    图像连接的传统方法

    直到现在,把信号源中的图像连到显示屏上的传统方法还是用端到端的线缆把模拟信号传输到各个终端。视频通常用一根单独的同轴电缆来传输复合信号。图形和专业视频图像通常也用多条同轴电缆这样传送;比如专业视频的YCbCr或YUV,以及计算机图形中的RGBHV。为了方便起见,视频往往压缩成像XGA这样的计算机分辨率,并且转换成RGB色域,这样它就可以使用和计算机生成的内容相同的线缆来分配。一套成熟的设备可以传输和切换这些信号,包括计算机接口、信号分配放大器、简单的切换器以及矩阵或路由交换机。 

基于IP网络的视频和图像实时传输 (下)

    在过去,长距离传输视频靠的是射频调制技术。由于成本下降和基础结构越来越普及,在视频和图形信号的长距离传输上使用光纤正变得越来越流行。

    “balun”——平衡-非平衡变压器的使用,使得模拟信号可以在双绞线上进行传输,一般是CAT5和CAT6的网络线,大大简化安装并降低了安装成本。值得注意的是,这种技术是大部分KVM延长器解决方案的基础。它是一种模拟信号技术,如果线材的质量不好或线路太长的话,容易受到高频滚降的影响。

    数字信号传输视频和图形内容也很常见。在广播领域,像SDI和HD-SDI这样的标准很成熟,应用也很广泛。SDI支持的同轴电缆传输距离可以达到1,000英尺(330米),HD-SDI可以达到330英尺(100米)。

    DVI是一个被广泛采用的标准,用于从信号源(通常是电脑)传送数字图像信号到显示屏。不过DVI标准支持的距离很短,一般只有16英尺(5米),而且需要一条复杂的多芯电缆。 

基于IP网络的视频和图像实时传输 (下)

    Extron公司生产了许多产品来扩展DVI信号的距离限制,每件产品都有各自的用途。见上页表2中实际的传输距离限制。

    HDMI也日益流行起来,越来越多的消费级产品,比如DVD、蓝光播放器、平板显示器和投影机,都开始采用这一技术。

    当前模拟和数字连接的各种选择给专业视音频设计提出了新的挑战。

    多画面系统及其传输需求

    现在许多专业、企业、安全、工业和国防用户需要在一个大的空间或分散的几个场所内使用多画面信号源和多台显示器。

    应用的领域多种多样,从复杂的演示和会议系统到军事领域中的传输和监视控制室。

    在所有这些应用中,传统的图像传输需要大量专门的同轴电缆和双绞线。但出于实际情况的考虑和成本因素,使用矩阵切换器和接口转换来进行图像选择传输,在各个不同的应用安装和显示器环境都会采用不同的定制化方式。 [Page]

    为什么要用网络来传输图像?

    在计算机网络上接收和传送电子图像具有潜在的经济和运营优势。如果一个设备安装的地点已经有了网络,那么以下这些优势就可以发挥出来: 

        ▪ 相对于传统方法,可以极大地扩展信号的传输范围。传送终点可以跨越楼房、校园、国家甚至世界各地。
        ▪ 减少安装所需要的专用线缆,特别是在目的地会随时间而改变时。 
        ▪ 增强了图像选择的灵活性。如果所有的输入信号,包括视频和图形都用同一根线缆传输,将为终端的显示屏提供极大的灵活性。 
        ▪ 增强了显示屏安装位置的灵活性。只要是在有网络连接的地方,显示屏就可以在任何时间任何地点被增加或删减。 
        ▪ 在任何地方都可以随意访问网络上的图像,增强了相互协作开发可视化图像的能力。 
        ▪ 录制网络上的媒体流内容。 
        ▪ 网络解决方案可以减少大量的管道、线缆、重量以及由此产生的能源消耗。

    传统的信号传输技术可以为音频、视频和计算机图形的有效连接提供质量和成本控制。流媒体解决方案扩展了系统的性能,增强了端点位置的灵活性,扩展了地理范围。在许多应用中,现有的网络基础架构的优点是能进行远程实时协同,可实现系统扩展升级需求以及IP流媒体解决方案。成功的专业视音频工作者会同时应用传统的信号传输和IP流媒体解决方案,为客户提供最优的价值。

Extron公司

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