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  • HD-SDI矩阵的未来纵横发展


        当SDI矩阵逐步兴起被广大客户所接受时,传统的模拟矩阵市场势必会受到一定的冲击。传统的模拟复合信号D1由于信号质量要求不高,通常使用示波器看一下眼图,通过信号幅度判断信号的质量,不需要具体测试视频的参数。而HD-SDI信号由于采用数字串行方式传输,信号损失会产生误码率,而误码率到一定程度信号会完全丢失,只采用示波器看眼图确定信号幅度方式则是远远不够的。SDI矩阵系统与传统模拟矩阵有何差异?SDI矩阵未来发展趋势将会如何?
        SDI矩阵系统与传统模拟矩阵的差异
        谈到SDI矩阵它是一种数字视频矩阵切换器,为BNC接口,是专为SDI数字视频信号的显示切换而研发生产的高性能智能矩阵开关设备,用于将各路视频输入信号切换到视频输出信道中的任一信道上,主要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、指挥控制中心等结合。一般这种产品都带有断电保护,具备RS-232/422或RS-485数据控制接口,可以方便与主系统控制设定计算机、遥控控制键盘或各种远程人机控制设备配合使用。
        再说到SDI与传统的模拟信号矩阵到底有何不同的方面,首先我们了解到由于信号源的不同,在矩阵电路原理上也不有所不同,传统矩阵是一种交叉电处理结构(Cross-pointCircuit)如图1,而SDI目前则为1:1或1:4或1:8的SDI影像输入分配放大插卡方式,再加上以4路或8路SDI信号同步处理方式将进行输入输出的信号同步分配,末端再以AD或DA(模拟/数字)转换为NTSC或是PAL电视影像信号以输出到监视机(Monitor)上。
        从外观及设备结构上来看传统举阵与SDI矩阵几乎没有太大差别,但若以系统架构看,我们就可以发现传统矩阵以16x4、32x8、32x16及64x16、96x16或128x32,256x96到4096x256等较不规则的矩阵变化。而SDI矩阵则目前受限于信号员组件及分配放大规则的限制,目前矩阵规模大概有1x4、4x4、8x8及16x16、32x32再卡片堆迭后成为64x32、64x64及96x32,96x64再到最大128x32等规则性结构,现有技术条件大概128x128为可实际应用最大容量,要在突破这个限制可能得等到材料组件与技术再突破的阶段才能实现,不过我想这会很快被厂商给克服的。
        SDI监控矩阵遭遇发展瓶颈
        SDI矩阵在实际应用中都是用于大系统,一般的SDI摄像机传输距离在100米左右,而大型监控系统的SDI摄像机的传输距离都远远超出100米,因此矩阵输入的补偿就显得尤为重要,借助网络实现远程管理和多级级联控制是很重要的部分,混合式接入模式也是SDI矩阵重要的技术问题。目前对于不同的场合使用的摄像机有多种模式,如传统的模拟摄像机、IP摄像机、HD-SDI摄像机等,每大类摄像机又含有多种格式,因此兼容多类型摄像机也是SDI矩阵的技术难点,尤其是旧系统升级和“平安城市”建设都存在类似问题。软件管理平台的架构和数据存储的管理也是SDI矩阵技术的难点,对于“平安城市”一级的系统,SDI矩阵的软件管理平台和存储管理及光纤接入等就成为必要的技术。
        随着“平安城市”这样大型建设项目需求的出现,矩阵网络级联系统由中心矩阵和多台节点矩阵组成,每台矩阵均具备独立的IP地址,通过以太网端口进行数据交换。节点矩阵将本地视频输出上传到中心矩阵,并且中心矩阵可以对所有节点矩阵的摄像机进行图像切换和控制。通过增加中心矩阵对节点矩阵的视频下传通道,各节点矩阵可以实现互联互控、跨区域调度。矩阵高清化之后不论是联网还是单机操作,保留了原有的便捷切换控制、图像巡检定位等功能,如报警联动、成组切换等。因此SDI矩阵的技术发展必然是向着城域化、网络化、集成化、光纤化、数字化和广泛兼容化发展。对于旧有的各个系统都可以接入联通。并可以在基于SDI矩阵的软件管理平台下将存储、控制、通信、图像、预警等统一管理,实现数字城管的全方位功能。
        但是很多厂家在研发时,又重走回模拟矩阵的开发时期的思路,没有继承已有的模拟矩阵中很多强大功能和各种软硬件的优点,浪费了人力物力。
        HD-SDI矩阵的未来纵横发展
        未来矩阵规模的扩展大体可分为两类:纵向扩展和横向开展。
        纵向扩展:即矩阵的路数的扩展,目前从8x8、32x32、64x64、128x128到256x128规模的产品已经面试投产。
        由于安防监控行业的规模广阔,视频采集数量巨大,要求HD-SDI矩阵的规模不会比传统模拟矩阵小,不论是传输、处理、显示,都需要通过矩阵进行信号交换,虽然目前国内HD-SDI矩阵规模已经突破256x128,但未来矩阵的规模将可能要求512路甚至更大。当然,小型HD-SDI矩阵(64x16以下)可能不会少见,因为国外芯片商一般都提供典型电路,有一定基础的厂商势必会迅速生产一批小型HD-SDI矩阵抢占市场,但是广大的工程商和用户需注意,这里将会是鱼龙混杂,因为矩阵的规模、传输距离和信号指标将是难以解决的致命问题。
        横向开展:即多信号格式和多功能的扩展。如前文所述,未来的高清监控市场很可能是模拟、数字、IP兼容的格局,那么必将要求HD-SDI矩阵具备多格式混合矩阵的功能,包括光信号的输入和IP信号输入等,HD-SDI矩阵将成为信号交换处理的平台。
        同样,HD-SDI矩阵作为信号平台,在控制、报警、字符、显示等方面也都提出新的课题,控制、报警系统要求兼容各级平台的内容和功能,高清字符则完全颠覆之前传统模拟矩阵字符叠加的概念,输出显示则可能将信号切换、转换、拼接控制、画面融合等功能集成到一起。