POE及网络在HDBaseT技术的应用

来源 :信息化视听 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhang_ts
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  一、数字视频的误区
  数字视频因为具备众多的优点,逐步取代模拟视频已经成为事实。在消费类产品应用中,因为系统简单,信号源和显示器的数量也相对单一,似乎对数字视频系统的连接不需要做太多的考虑,以至大部分人产生了一个严重的误区:数字视频基本上是傻瓜级别:即插即用。
  在专业视听工程系统的设计中,由于信号源、显示器的多样化,以及传输距离的延长(应用环境的复杂化),数字视频的设计已经变得比模拟视频还要复杂,更不像大部分人认为的可以即插即用。在我们常见的数字视频信号中,除了SDI型号,DVI、HDMI、DispIayPort、HDBase-T还要面临这些基本的问题:
  EDID的握手通讯
  EDID的透明传输或仿真
  HDCP的支持
  HDCP的密钥保持
  HDCP的密钥重生
  所有这些问题的解决手段,我们统称为“数字视频的管理”,这是由数字视频的特性决定的。与我们原来在意的模拟视频的峰值、电平、-3dB、平直、升频、定标等等,已经是完全不同的范畴。
  二、视频传输的困扰
  在模拟视频系统中,传输是整个系统最薄弱而且最关键的环节。很多案例证明:花高价搭建了一个昂贵、庞大的视频系统,但往往质量就输在大家以为不起眼的线缆上。还好,不管模拟系统的质量有多坏,但图像至少是保证不会丢失的,否则工程无法验收。在很多培训中,我们发现不太明白如何计算视频传输距离的技师大有人在,他们的经验就是估算。假设你去咨询10位工程技师:1920×1080/60Hz的RGB信号可以传输多远?估计会得到至少六种不同的答案。当然,这些答案都不会全错,只是大家忽略了一个重要的指标:图像质量如何?
  数字信号因为“峭壁效应”的客观存在,所以传输的问题更加严峻。眼图、波罩、侵蚀、噪点、灵敏度、线缆均衡、时基重建等等,是我们在数字视频领域经常接触的术语。
  在数字视频领域,大家对信号传输谨慎了很多,因为图像质量比模拟年代还要直观:一旦传输不好,直接会导致图像不稳定、信噪比低甚至图像完全消失。
  在多年前,为了弥补DVI、HDMI信号传输距离极短的缺陷,制造商都有了自己的双绞线传输方案,但都不理想:传输距离普遍在50米左右,而且不同品牌的产品不能兼容。而现在,一个小小的线缆均衡器就可以保证高清分辨率至少60米的铜缆传输;
  同时,利用光纤也很好地解决了数字视频的远距离传输,特别是在不同建筑之间要做系统连接时,也有效地解决了电源不同地产生的干扰问题;
  多模光纤传输
  利用多模或单模光纤,很轻易地把高清视频传输到数千米的距离,如果采用波分技术,甚至可以达到零帧延时,这似乎是非压缩视频远程传输的终结方案,但同样存在一些问题:造价?兼容性(每个厂家使用的技术不一样)?所以,光纤传输还不算是标准方案,而且100米范围左右应该是室内应用的典型距离,业内一直期盼有更廉价、更兼容的技术出现。
  三、HDBaseT技术
  HDBaseT技术于2010年应运而生,由LG、SAMSUNG、SONY和VaIens半导体公司组成的联盟发起,该联盟旨在对HDBaseT技术进行推广和标准化,以便将未压缩的高清多媒体内容用于家庭系统和商业传播。HDBaseT技术的核心是5PIay:通过单一网线覆盖未经压缩的全高清数字音视频、100BaseT以太网、POE供电及多种控制信号,传输距离与制造商的开发能力有关,但至少高达100米。
  HDBaseT并不提供免费的技术使用,但成员扩展依然很迅速(可查http://www.hdbaset.org.cn/members_list),而且产品基本在专业的AV市场,消费类电子的应用暂时不多见,理由很简单:因为消费类电子已经有完美的HDMI 2.0版本,而且很少需要考虑长距离传输,制造商无谓去给产品增加额外的成本。针对这种情况,制造商推出了各种不同的HDBaseT收发器,使系统搭建能够更好兼容不同HDBaseT联盟提供的技术规范,使得各大制造商的产品可以互相兼容,但受二次开发能力及其它周边芯片应用的差异,每个制造商的传输距离并不一致,目前最远的传输距离可以高达170米。另外,HDBaseT可以支持的POE供电及网络传输功能,也可以为工程实施提供很好的便利性:HDBaseT点对点应用:
  如上图,把发射器(TX97)的网络端口接入网络交换机,通过单一网线的传输,在系统末端接收器(RX97)的网络接口即可把网络信号取出,用于投影机的控制、升级或运行监控。当然,这个网络供给的过程也可以反向提供。
  另外,包括投影机需要的HDMI、RS-232、IR等信号,同样是依靠HDBaseT信号打包提供,如果投影机具备HDBaseT的信号接口,那么末端的接收器可以省掉。
  发射器与接收器的POE供电(严格来说应该称为远程供电)可以互相施为,即发射器和接收器只要单端供电即可,这个功能对于面板式的发射器或接收器特别有效,因为安装面板的那端都不太方便取电。
  HDBaseT系统应用:
  虽然HDBaseT采用的编码技术与以太网相同,而且具备以太网通道,但其数据包的技术不同于传统的以太网数据包。HDBaseT仅依靠相同的物理布线,提供具有成本效益及便捷性的CAT架构所固有的优点。所以,HDBaseT不能通过网络交换机进行管理和路由。
  通过专业矩阵,可以对HDBaseT信号进行有效的管理和路由,在搭建一个庞大的HDBaseT系统时,POE供电及网络传输的功能显得更加便捷和强大:
  如上图,把HDBaseT输入板卡(MX-TPS2-IB-P)和输出板卡(MX-TPS2-OB-P)的网络端口都接入交换机,通过单一网线的传输,即可以在系统中的所有发射器和接收器取出网络。另外,只要在输入、输出板卡的POE端口插入48V直流电源,则整个系统的发射器和接收器都可以接受远程供电。
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