在控制室环境中,例如指挥控制中心和应急指挥中心,往往需要将大型的、种类繁多的设备以及数量庞大的信号源和显示设备联系在一起,因此必然会用到复杂的A/V系统。这一环境中的A/V系统,必须能够经受住控制室运营过程中苛刻要求的考验,还要持续满足完成关键任务的需要。因此,应用于控制室A/V系统的产品需满足如下特点:
1、性能——以完美的像素级的精确度和最短的响应时间,将高质量的图像和高清视频传输至每一个显示设备。
2、可靠性——具有在苛刻的、重负荷状态下,实现一周7天,一天24小时的正常运行的能力。
3、升级能力——产品需要具备可在现场进行扩展和升级的能力,以适应未来系统的扩建和添加新的设备。这包括与当前和最新推出的A/V信号格式的兼容性,以及信号路由的灵活选项,可以使用同轴、双绞线及光纤电缆,通过多种信号传输分配架构实现短、中、长距离的应用。
Extron公司是一家在A/V行业已拥有25年历史的领导厂商,拥有完善的产品线,全面满足质量、性能和价值的最高标准。其中的许多产品可以满足甚至超越了控制室的要求,包括矩阵切换器、信号延长器,以及用于多视窗显示和拼接墙系统的信号处理设备。在此,我们将系统介绍Extron的控制室A/V系统产品及其特点。
信号路由是控制室A/V系统的重要部分,在提供信号路由解决方案方面,作为行业的领导者,Extron可为数字视频(包括DVI、HDMI和多速率SDI)以及模拟视频(包括RGB、HDTV和标清)提供相应的矩阵切换器产品。
矩阵切换器
矩阵切换器可用来连接同轴、双绞线和光纤电缆。传统的系统设计是基于一个五线同轴电缆的架构,用于支持模拟RGBHV。对于RGBHV而言,双绞线是一个比较流行的选择,因为它成本低、尺寸小,较之同轴电缆更易于安装。随着数字视频格式的发展以及满足与之相关的不断增长的数据速率的需要,现在设计的设施中都采用了新兴的信号传输和分配技术,用于支持DVI、HDMI和多速率SDI信号。虽然双绞线技术现在已经比较常用于发送DVI和HDMI信号,但数字和模拟信号不能在同一双绞线电缆架构下共存。
光纤是一个非常吸引人的A/V信号发送和路由媒介,支持广泛的数字和模拟视频格式。它能提供几乎无限的带宽容量和可以忽略不计的信号损失,允许高分辨率信号的高容量路由,以及最远的传输距离。这样,信号便可以在楼层、建筑,甚至城市之间路由。相比同轴电缆,光纤电缆非常轻质和紧凑,这使得它在复杂路由系统中更易于安装和管理。对于政府、军队和医疗卫生环境而言,光纤在信号的安全性和抗外界干扰能力方面具有与生俱来的优势。
Extron目前提供两种模块化的光纤矩阵切换器型号,Fiber Matrix 6400路由范围可达64x64, FOX 4G Matrix 14400支持的矩阵切换尺寸高达144 x144。两种型号都设计为持续的、满载的路由应用,并提供速率高达4.25 Gbps的数字切换,确保高分辨率DVI、3G-SDI,以及模拟RGB计算机视频信号所需的像素到像素的高吞吐量。Extron光纤矩阵切换器可以在覆盖多楼层、大楼或校园的广域范围内同时路由数字和模拟视频格式。
对于更多的本地路由应用,Extron针对RGBHV和其它信号格式提供了一系列高性能的矩阵切换器。CrossPoint Ultra和CrossPoint 450 Plus系列都具备超宽带性能,当满载时可提供的最小带宽450 MHz,CrossPoint Ultra系列的某些型号甚至可提供高达600 MHz的带宽。SMX System MultiMatrix系列是模块化的矩阵切换器,采用热插拔矩阵背板,支持标清视频、RGB、DVI、HDMI和多速率SDI格式,以及光纤信号。针对双绞线应用,Extron提供了MTPX 和 MTPX Plus系列,路由尺寸最高可达32 x32。[Page]
由于矩阵切换器需要为所有信号源和显示设备提供路由A/V信号的重要功能,因此矩阵切换器还必须设计为持续运行和长期的可靠性。Fiber Matrix 6400、FOX 4G Matrix 14400,以及Matrix 12800系列具备双重、完全的冗余和热插拔电源,可确保持续、不间断的电源供应。这些矩阵切换器以及Extron的其它一些产品,还可结合高级的计算机自动诊断功能,直接通过电子邮件进行事件通知和报警。此外,Extron光纤矩阵切换器的输入/输出板和Extron SMX系统多重矩阵是可热插拔的,所以可以在无需中断整个系统信号路由的情况下进行维护和检修服务。
对于任何A/V系统来说,矩阵切换器无疑都是一项重要的投资。随着时间的推移,控制室的设备需求可能会随着新产品和新技术的出现而变化,设施可能会被扩建至包括更多的新房间乃至额外的大楼。Extron光纤矩阵切换器和SMX系统多重矩阵,以及Matrix 3200、Matrix 6400、Matrix 12800系列的设计可适应未来系统的需求,卡笼式设计和输入/输出板,可以根据设备和应用需求的发展变化,在使用现场进行添加或更换。
信号延长器
控制室一般都是大型的应用环境,信号从信号源到显示设备需要传输很长的距离。这里所面临的挑战就是要保证在每个显示设备上都要显示出最佳的图像质量,尤其是对于高分辨率的信号而言。信号需要精确到像素级别,在电缆的长距离传输过程中没有因丢失而造成的衰减。就数字视频信号(如DVI和HDMI)而言,这种挑战显得尤为突出,因为当电缆长度超过5米(15英尺)之短的距离时,信号就会迅速衰减。
Extron为高分辨率DVI、多速率SDI、RGB以及标清视频提供了一系列光纤发送器和接收器。FOX和FOXBOX系列设计采用了Extron独有的全数字式零压缩技术,可以实现像素到像素的高分辨率图像发送。在多模光纤应用中,Extron光纤产品支持中程范围的传输距离可达150米(492英尺)。当使用单模光纤时,这些产品延长信号的极限距离可达30公里(18.75 英里)。
由于CAT 5类型的电缆具有广泛的适用性,成本低且易于安装,因此双绞线也同样是一个延长信号的不错之选。Extron的双绞线发送器和接收器,适用于DVI和HDMI信号,以及模拟RGBHV、HDTV和标清视频。它们具备主动式均衡电路,用以优化性能,并实现DVI和HDMI的长距离传输可达60米(200英尺)或更远;对于模拟信号的传输距离,最短为150米(500英尺)、最远可达300米(1000英尺)甚至更远。
Extron还提供电缆均衡器,可以作为单独的产品,也可以内置在分配放大器和切换器里。这些产品允许DVI和HDMI电缆传输可达60米;当使用Extron RG6电缆时,同轴电缆传输HD-SDI和3G-SDI信号时可达120米(400英尺)远的距离。对于模拟RGB或分量视频,Extron线路驱动器和接口具备信号增强和峰值功能,可以通过电缆发送模拟RGB或分量视频到75米(250英尺)远的距离。
许多控制室环境里的应用,都要求在一个屏幕上同时浏览或监控多个信号源。例如,工作人员可能需要在其桌面电脑上显示一系列画中画窗口,包括他们的电脑桌面、新闻广播、远程摄像机信号、其他工作人员的电脑桌面,或者来自于工作现场的实时数据测量。会议室和其它公共区域可以使用更大的显示设备或投影机,通过若干电视通道和卫星信号持续监控实况事件。
为了满足在单个显示屏上显示高分辨率PC图像、HDTV和标清内容的需求,就需要进行专门的高质量视频信号处理。虽然将PC或硬件内置于显示器或投影机也是可行的,但最可靠、灵活和经济的方法是使用一个专门的、外置的画中画处理器。Extron针对这些应用,提供MGP 462两窗口多图像处理器,以及MGP 464四窗口多图像处理器。
MGP 464是一个强大的、高分辨率图像处理器,可在单个显示设备上显示四个窗口,可分别显示DVI、HD-SDI、高分辨率RGB、HDTV,或标清视频内容。为优化性能,MGP464对每个窗口采用了专门的视频图像解析度转换器,这样每个窗口的输入信号源可以被单独进行处理以提供最好的图像质量,无需影响其它窗口的处理进程或MGP 464的整体性能。这就确保了高分辨率的图像(可达1600x1200和HDTV 1080p)。[Page]
MGP 464可创建完全定制化的画中画窗口布局。每个窗口都可在屏上的任意位置进行设定尺寸和改变位置的操作。窗口里的图像可以被设定尺寸、平移、裁切,进行对比度、亮度、色调、色彩调整,以及其它的图片调整。窗口还可以有彩色边框和标题,如果窗口有叠加,还可以定制窗口的优先次序。此外,静态图形或动态视频信源也可以作为窗口背景。窗口布局可以由用户方便地保存为预设,以便日后进行调用。
MGP 464为满足现在和将来的应用需求,提供了共计19个输入端口,接受DVI、HD-SDI、高分辨率RGB、HDTV和标清视频。有了这个真正的19 x4内置的矩阵切换器,任何输入都可以被分配到任一或所有输出端。MGP 464输出DVI连同模拟高清RGB和HDTV,并与现有的DVI和HD-SDI输入,可被全面集成到数字视频系统中。
拼接墙显示
控制室环境里常常包括非常大的房间,以及大量的工作人员,他们需要即时获得通告、最新的调度信息、实时摄像机信号和测量数据,以及其它重要信息。所有这些都可以通过一个拼接墙提供给每个人。拼接墙由一系列拼接箱体、平板显示器或投影机构成。拼接墙处理器系统是整合多种输入信源,实现信号处理和图像解析度转换,并将输出传输到拼接墙的关键设备。
Extron的WindoWall系统,是一个可扩展、升级的多图形拼接墙处理器系统。它专为拼接墙显示系统设计,规模从1x2到3x2,甚至更大的显示布局,可根据实际应用中任何拼接墙的阵列尺寸进行指定。该系统使用了一个分布式视频处理架构,专门为每一个拼接箱体、显示单元配备了专门的WindoWall高分辨率处理器。每个WindoWall处理器提供了与MGP 464同样的性能和定制功能,允许每个显示单元支持多达四个窗口,每一个窗口都可以显示高分辨率RGB、HDTV,或从数字到模拟信号源的标清内容。Extron CrossPoint Ultra或CrossPoint 450 Plus系列矩阵切换器需要分配输入信号源到WindoWall处理器。
WindoWall控制台应用软件是系统的用户界面,集合WindoWall处理器和矩阵切换器,并提供设置、创建和管理拼接墙显示系统的工具和功能。通过在一个虚拟画面上调整窗口尺寸以及将其放置在拼接墙显示系统上所需显示的任意位置,可以进行拼接墙窗口布局的创建。一旦完成,窗口布局可以被保存为内存预设,以便未来恢复调用。
WindoWall系统的分布式视频处理架构在性能、可靠性和未来的扩展性方面具备诸多重要优势。在一个基于PC 的拼接墙系统里,当若干视频流同时处理过程中,信号处理速度会大大减缓,视频输出会从50-60 帧/秒降低至10帧/秒。而在WindoWall系统里,专门的视频处理允许每个拼接箱体或显示单元尽可能地获得最佳性能,没有加载系统和可能的输入延迟或视频伪像。通过对每一窗口进行专门的图像解析度转换处理,WindoWall系统的性能得到了进一步的优化。
控制室环境的A/V系统必须提供持续、可靠的昼夜不停的运行。有了分布式视频处理,WindoWall系统可以确保持续运行并且不会完全关闭拼接墙。在极端情况下,如果其中一个WindoWall发生了故障,剩余的系统仍可继续工作,使得拼接墙依旧可以全面运行直到故障处理器被修好或替换掉。此外,WindoWall系统运行是单独基于WindoWall处理器的,无需连接到PC运行WindoWall控制台软件。即使控制系统或PC停止,用户仍可以恢复系统预设并通过网络使用内置网络控制页面来控制WindoWall系统。
未来的系统设计变化可能需要扩建或替换拼接墙。由于WindoWall是完全可扩展和升级的,所以只需简单地集成额外的WindoWall处理器并重新配置系统即可。
Extron和控制室A/V系统
A/V系统在控制室环境中扮演着重要的角色,提供音频和视频架构、信号处理,以及分配信号到设施内的所有显示设备上。它们必须传输高质量、高分辨率的图像和视频到每个控制中心、会议室、工作站,以及电脑桌面,并可以持续满足繁忙的、快速的、7天24小时的环境。此外,A/V系统是一项重要的投资,在应用需求和技术发展方面,需要提供未来可扩展的机会。[Page]