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摘要:广州市某单位于2011年计划对其1楼的4间会议室进行升级改造，要求技术上支持全高清显示，采用专业控制设备，但同时要求会议室场所内不得放置机柜设备。针对用户的特殊要求，本人作为项目设计负责人，提出了全数字化的音视频解决方案，将所有信号进行数字化处理，在远端控制室进行集中处理、控制，以达到用户要求。
关键词：数字化音视频技术光纤传输COBRANET中央控制
中图分类号：TN818文献标识码：A文章编号：
1、系统总体设计考虑
根据用户的需求，本人设计会议系统所有控制、信号设备设计放置在一间独立控制室内，体现“一个中心”及“集成化设计”的设计理念，在控制室内进行音视频信号切换、音频处理、会议录播及信息发布系统控制；建设中央控制系统，利用无线触摸屏可对各会议室现场的设备进行操作管理。采用这种集中控制方式，可对设备统一管理，且不需要在会议室设置机柜，保证了会议室的整体观感效果。
2、视频信号的数字化处理
在本项目会议室的应用环境，视频信号主要分为三类：普通复合视频信号、电脑VGA信号、高清HDMI信号。4间会议室虽然在同一楼层，但由于会议室内不得放置设备机柜，因而所以信号必须在控制室内进行同一控制，涉及到一个问题，就是每间会议室到总控制室距离达到50米，使VGA信号，HDMI信号无法直接通过电缆传输。
三个信号的带宽情况如下：
复合视频系统带宽相对较窄，使用20 AWG线缆已经可以进行高达150m的传输（-3dB插入损耗），本项目即采用上述方式进行信号的传输。
VGA显示信号需要较高的传输带宽：以典型的1024×768分辨率为例，电缆的插入损耗带宽取100MHz作为参考点，那么超过28米以上的距离就需要延长技术来实现。
HDMI信号需要最高的传输带宽，以典型的1920*1080分辨率为例，电缆的插入损耗带宽取300MHz作为参考点，那么超过15米以上的距离就需要延长技术来实现。
本项目设计上，将VGA信号、HDMI信号采用光纤传输解决距离超长的问题。
光纤信号传输可分为两种方式，即模拟方式（基带信号）和数字方式。早期的光传输中采用模拟方式，即由光的亮度直接表示信号的幅度（AM方式或IM方式），这种传输原理与在电缆中传输无本质的区别。其明显的缺点在于信号的质量受到传输系统的影响，另外就是信号的带宽不高。显然，在本会议室设计上，需要传输高清信号，不得采用模拟光端机。
光纤数字传输是利用码流中的0和1控制激光管的开/关，形成脉冲的光信号，收端再将光脉冲恢复为电信号，只要收端的光脉冲接收正确，就可无损地恢复原信号，并且在传输中还可对数字信号进行纠错；激光管的开/关速度足夠快（可在几十个GHZ）因此传输信号的码流也可足够快，信号带宽满足高清信号的传输。
采用电缆传输在工程中实际遇到很多由于传输系统产生的问题如变暗、模糊、拖尾、干扰等，都与应用环境和传输系统参数有关。如果采用数字光端机方式传输，从原理上讲，可从根本上消除上述问题的产生。另外，在电磁环境特殊的场合，光纤传输具有无可比拟的优势。
因此，在本项目的设计考虑上，采用单模数字VGA信号光端机及单模数字HDMI光端机，作为视频信号的数字化传输媒介，在控制室统一配置光纤矩阵进行切换。
经过光纤设计处理，信号经过传输后，在末端的103寸等离子显示器上，达到了无损显示的优质效果。
3、音频信号的数字化处理
会议室主要用于一般会议发言为主的扩声，其扩声系统符合现代化的高科技专业化要求，组成系统可靠性高、功能先进、使用方便，满足各种使用功能。且互不干扰；整个系统要求语言清晰、响度均匀、整合控制灵活方便、效果多样等功能。
4间会议室音频信号传输，与视频信号传输具有同样的问题，由于传输距离在50米，引起的信号衰减、线路中间的电磁干扰等问题，因此必须对音频信号进行处理。
本项目设计上，采用CobraNet网络音频技术进行设计施工。CobraNet是综合硬件、软件和通信协议为一体的网络音频实时传技术，它的专利权在美国PeakAudio公司。开发CobraNet的目的之一就是在高速发展的计算机网络平台上找到一种实时的、稳定的专业音频数据传输的方法，这也是将来专业音频领域发展的重要方向之一。
CobraNet技术实现一根以太网线上传输双向64路（共128路）高质量低延迟音频信号，专业指标，无损传输。
在本项目设计上，根据会议室音频信号源的路数，本人在每间会议室配置了1个4入4出的CobraNet音频模块，作为处理模块暗藏在会议桌中。
CobraNet系统设计上还有两个要点，即传输网线及网络设备的选择。
以太网线的选择：
一般的以太网线具有4对芯线，其设计是根据网络信号传输进行，因而双绞线的绞度存在差异，常用的2对线绞度高于另外2对。在CobraNet输入输出编解码器中设计具有时延矫正模块，从而解决了线缆造成的延时问题。本人在设计时考虑到本项目应用环境要求较高，因此选用了音频、视频双绞线传输专用的EXTRON等长等绞度UTP线缆，将线缆的时延减至最低，减少时延矫正模块对传输信号的影响。
网络设备的选择：
网络设备主要指HUB集线器及SWITCH交换机。国际标准化组织ISO专门为网络传输定义了一个模型，让大家共同遵守，这个模型称为OSI（即Open System Interconnect Reference Model 开放式系统互联参考模型）。该模型由下向上共分为七层，从一到七层分别称为物理层、数据层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
网络集线器HUB是工作在最底层，也就是物理层，它是直接和物理传输硬件例如光纤、同轴电缆定义在一起的。而第二层数据层则是定义网卡通信的，网络交换机Switch也是工作在这一层的，所以网卡和网络交换机是可以互相通信的，这就是Switch和HUB的本质区别。在应用上HUB只是一个网络信号的“放大器”，它是不能识别信号的“来龙去脉”的。
而网络交换机Switch就不同了，可以将它理解为“智能化的集线器”。因为交换机内部是有CPU和内存的，存储器中有逻辑单元列表（LUL），列表保存着所有和这台交换机连接的网络设备的MAC地址，当某个通道有数据输入时，CPU会打开这个数据包的第一层确认这个数据包的去向，然后按照目的地的MAC地址将这个数据包送到指定的端口。
因此，设计上在本项目为4间会议室、总控中心的CobraNet设备配置专用的网络交换机，作为网络数字音频的交换设备。
项目建成后，音响系统不但去除了模拟线缆的衰减、电磁干扰噪声，同时还实现了4间会议室的音频互联互通，可召开联席会议，实现会议空间的扩展。
4、智能化的中央控制系统
由于本项目涉及4个会场，整套设备系统操作涉及多个系统的协调动作，为了方便使用人员进行控制，简化操作流程，提高工作效率，本项目中设计配置了智能化的中央控制系统。中央控制系统将系统的所有设备操作集中控制，使设备有机地结合在一起，简化繁琐的操作流程。即对项目中各项子系统实行智能化中央集中控制，实现后台统一管理。
传统的可编程中控主机只是单点控制的控制主机，只对一个会议室、指挥室或者是一个狭窄范围内的可控设备进行控制，但对于远距离的两个控制点来说是没有办法进行互相控制或者是级联控制。
本项目中控系统的设计特点，在于采用全新一代支持网络TCP/IP协议的网络中控系统。系统采用全网络化构建，通过灵活的编程实现智能化的控制，因为能完美体现现代化数字化的智能效果。
5．结束语
系统以TCP/IP网络与其他各子系统无缝链接，通过灵活、便捷的编程软件工具，使音视频设备通过计算机软件编程后，形成一套整体的多媒体系统，轻松实现对等离子拼接系统、音响扩声系统、电气设备开关、会场灯光环境、DVD等设备进行全面、自动化、智能化控制，实现各子系统的独立操作或模式化操作。
系统建成后，用户只是手提无线触摸屏，便可以通过无线网络对4间会议室的所有设备进行集中控制。
关键词：数字化音视频技术光纤传输COBRANET中央控制
中图分类号：TN818文献标识码：A文章编号：
1、系统总体设计考虑
根据用户的需求，本人设计会议系统所有控制、信号设备设计放置在一间独立控制室内，体现“一个中心”及“集成化设计”的设计理念，在控制室内进行音视频信号切换、音频处理、会议录播及信息发布系统控制；建设中央控制系统，利用无线触摸屏可对各会议室现场的设备进行操作管理。采用这种集中控制方式，可对设备统一管理，且不需要在会议室设置机柜，保证了会议室的整体观感效果。
2、视频信号的数字化处理
在本项目会议室的应用环境，视频信号主要分为三类：普通复合视频信号、电脑VGA信号、高清HDMI信号。4间会议室虽然在同一楼层，但由于会议室内不得放置设备机柜，因而所以信号必须在控制室内进行同一控制，涉及到一个问题，就是每间会议室到总控制室距离达到50米，使VGA信号，HDMI信号无法直接通过电缆传输。
三个信号的带宽情况如下：
复合视频系统带宽相对较窄，使用20 AWG线缆已经可以进行高达150m的传输（-3dB插入损耗），本项目即采用上述方式进行信号的传输。
VGA显示信号需要较高的传输带宽：以典型的1024×768分辨率为例，电缆的插入损耗带宽取100MHz作为参考点，那么超过28米以上的距离就需要延长技术来实现。
HDMI信号需要最高的传输带宽，以典型的1920*1080分辨率为例，电缆的插入损耗带宽取300MHz作为参考点，那么超过15米以上的距离就需要延长技术来实现。
本项目设计上，将VGA信号、HDMI信号采用光纤传输解决距离超长的问题。
光纤信号传输可分为两种方式，即模拟方式（基带信号）和数字方式。早期的光传输中采用模拟方式，即由光的亮度直接表示信号的幅度（AM方式或IM方式），这种传输原理与在电缆中传输无本质的区别。其明显的缺点在于信号的质量受到传输系统的影响，另外就是信号的带宽不高。显然，在本会议室设计上，需要传输高清信号，不得采用模拟光端机。
光纤数字传输是利用码流中的0和1控制激光管的开/关，形成脉冲的光信号，收端再将光脉冲恢复为电信号，只要收端的光脉冲接收正确，就可无损地恢复原信号，并且在传输中还可对数字信号进行纠错；激光管的开/关速度足夠快（可在几十个GHZ）因此传输信号的码流也可足够快，信号带宽满足高清信号的传输。
采用电缆传输在工程中实际遇到很多由于传输系统产生的问题如变暗、模糊、拖尾、干扰等，都与应用环境和传输系统参数有关。如果采用数字光端机方式传输，从原理上讲，可从根本上消除上述问题的产生。另外，在电磁环境特殊的场合，光纤传输具有无可比拟的优势。
因此，在本项目的设计考虑上，采用单模数字VGA信号光端机及单模数字HDMI光端机，作为视频信号的数字化传输媒介，在控制室统一配置光纤矩阵进行切换。
经过光纤设计处理，信号经过传输后，在末端的103寸等离子显示器上，达到了无损显示的优质效果。
3、音频信号的数字化处理
会议室主要用于一般会议发言为主的扩声，其扩声系统符合现代化的高科技专业化要求，组成系统可靠性高、功能先进、使用方便，满足各种使用功能。且互不干扰；整个系统要求语言清晰、响度均匀、整合控制灵活方便、效果多样等功能。
4间会议室音频信号传输，与视频信号传输具有同样的问题，由于传输距离在50米，引起的信号衰减、线路中间的电磁干扰等问题，因此必须对音频信号进行处理。
本项目设计上，采用CobraNet网络音频技术进行设计施工。CobraNet是综合硬件、软件和通信协议为一体的网络音频实时传技术，它的专利权在美国PeakAudio公司。开发CobraNet的目的之一就是在高速发展的计算机网络平台上找到一种实时的、稳定的专业音频数据传输的方法，这也是将来专业音频领域发展的重要方向之一。
CobraNet技术实现一根以太网线上传输双向64路（共128路）高质量低延迟音频信号，专业指标，无损传输。
在本项目设计上，根据会议室音频信号源的路数，本人在每间会议室配置了1个4入4出的CobraNet音频模块，作为处理模块暗藏在会议桌中。
CobraNet系统设计上还有两个要点，即传输网线及网络设备的选择。
以太网线的选择：
一般的以太网线具有4对芯线，其设计是根据网络信号传输进行，因而双绞线的绞度存在差异，常用的2对线绞度高于另外2对。在CobraNet输入输出编解码器中设计具有时延矫正模块，从而解决了线缆造成的延时问题。本人在设计时考虑到本项目应用环境要求较高，因此选用了音频、视频双绞线传输专用的EXTRON等长等绞度UTP线缆，将线缆的时延减至最低，减少时延矫正模块对传输信号的影响。
网络设备的选择：
网络设备主要指HUB集线器及SWITCH交换机。国际标准化组织ISO专门为网络传输定义了一个模型，让大家共同遵守，这个模型称为OSI（即Open System Interconnect Reference Model 开放式系统互联参考模型）。该模型由下向上共分为七层，从一到七层分别称为物理层、数据层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
网络集线器HUB是工作在最底层，也就是物理层，它是直接和物理传输硬件例如光纤、同轴电缆定义在一起的。而第二层数据层则是定义网卡通信的，网络交换机Switch也是工作在这一层的，所以网卡和网络交换机是可以互相通信的，这就是Switch和HUB的本质区别。在应用上HUB只是一个网络信号的“放大器”，它是不能识别信号的“来龙去脉”的。
而网络交换机Switch就不同了，可以将它理解为“智能化的集线器”。因为交换机内部是有CPU和内存的，存储器中有逻辑单元列表（LUL），列表保存着所有和这台交换机连接的网络设备的MAC地址，当某个通道有数据输入时，CPU会打开这个数据包的第一层确认这个数据包的去向，然后按照目的地的MAC地址将这个数据包送到指定的端口。
因此，设计上在本项目为4间会议室、总控中心的CobraNet设备配置专用的网络交换机，作为网络数字音频的交换设备。
项目建成后，音响系统不但去除了模拟线缆的衰减、电磁干扰噪声，同时还实现了4间会议室的音频互联互通，可召开联席会议，实现会议空间的扩展。
4、智能化的中央控制系统
由于本项目涉及4个会场，整套设备系统操作涉及多个系统的协调动作，为了方便使用人员进行控制，简化操作流程，提高工作效率，本项目中设计配置了智能化的中央控制系统。中央控制系统将系统的所有设备操作集中控制，使设备有机地结合在一起，简化繁琐的操作流程。即对项目中各项子系统实行智能化中央集中控制，实现后台统一管理。
传统的可编程中控主机只是单点控制的控制主机，只对一个会议室、指挥室或者是一个狭窄范围内的可控设备进行控制，但对于远距离的两个控制点来说是没有办法进行互相控制或者是级联控制。
本项目中控系统的设计特点，在于采用全新一代支持网络TCP/IP协议的网络中控系统。系统采用全网络化构建，通过灵活的编程实现智能化的控制，因为能完美体现现代化数字化的智能效果。
5．结束语
系统以TCP/IP网络与其他各子系统无缝链接，通过灵活、便捷的编程软件工具，使音视频设备通过计算机软件编程后，形成一套整体的多媒体系统，轻松实现对等离子拼接系统、音响扩声系统、电气设备开关、会场灯光环境、DVD等设备进行全面、自动化、智能化控制，实现各子系统的独立操作或模式化操作。
系统建成后，用户只是手提无线触摸屏，便可以通过无线网络对4间会议室的所有设备进行集中控制。