萬變不離其宗 話大型矩陣技術(shù)的發(fā)展

　　如今，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、高清化已不是新鮮的話題，各廠家的相關(guān)產(chǎn)品也逐漸成熟。在這個(gè)推崇技術(shù)創(chuàng)新的年代，傳統(tǒng)設(shè)備廠家又是如何尋找新的創(chuàng)新點(diǎn)的呢？大致可歸納為兩種方式：

　　一是技術(shù)整合，出現(xiàn)了跨多種新媒體平臺(tái)的技術(shù)整合，這也是從今年NAB獲得的一個(gè)感受，也可以說是技術(shù)發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。各廠家都在打造電視信號(hào)采集、制作、存儲(chǔ)、播出、傳輸?shù)亩喔袷饺�線解決方案，提供統(tǒng)一的監(jiān)視、控制管理平臺(tái)。近幾年企業(yè)并購也十分盛行，哈里斯(Harris)并購Leitch、湯姆遜(Thomson)陸續(xù)并購飛利浦(Philip)專業(yè)視頻部、草谷集團(tuán)(Grass Valley Group)和Thals等，并購的目的無非有兩個(gè)：擴(kuò)張、整合，通過并購可以延長產(chǎn)品線、提供全線解決方案，這也是技術(shù)整合趨勢(shì)的一個(gè)突出表現(xiàn)。

　　二是各廠家在原有設(shè)備產(chǎn)品基礎(chǔ)上，采用新技術(shù)更新產(chǎn)品類型和增加新的產(chǎn)品系列。

　　此次參觀NAB，我們重點(diǎn)對(duì)矩陣進(jìn)行考察。

高帶寬

　　隨著歐洲高清晰度電視(HDTV)廣播的發(fā)展，各廠家也都在努力推出可以滿足1080p HDTV標(biāo)準(zhǔn)格式所要求的高帶寬產(chǎn)品。原來我們所說的寬帶矩陣是指帶寬達(dá)到1.5Gb/s，而現(xiàn)在帶寬達(dá)到3Gb/s的矩陣才稱得上真正的寬帶矩陣。輸入端對(duì)信號(hào)進(jìn)行均衡處理，輸出端對(duì)信號(hào)進(jìn)行時(shí)鐘再生處理，都要具備處理3Gb/s信號(hào)的能力。此次NAB上專門生產(chǎn)專業(yè)視頻設(shè)備集成電路的Gennum公司發(fā)布了它的第一個(gè)符合SMPTE424M標(biāo)準(zhǔn)(此標(biāo)準(zhǔn)正在制定中)的3Gb/s SDI芯片，芯片組HD-LINXTMⅢ包括GS2974、GS2975、GS2978，它們分別為均衡處理電路、時(shí)鐘再生處理電路和電纜驅(qū)動(dòng)處理電路。采用此類芯片的設(shè)備可支持1080p 50/60 HD信號(hào)傳輸?shù)奈锢韺咏涌�，同時(shí)向下兼容HD-SDI和SD-SDI信號(hào)的傳輸。GS2975芯片可以對(duì)2.97Gb/s、1.485Gb/s、270Mb/s信號(hào)進(jìn)行均衡處理，當(dāng)GS2974和GS2975同時(shí)使用時(shí)，如果使用Belden 1694A電纜，2.97Gb/s信號(hào)可以傳輸100m、1.485Gb/s信號(hào)可以傳輸200m�？梢钥闯觯�由于采用了HD-LINXTM III處理芯片，使得相關(guān)產(chǎn)品不僅支持3Gb/s SDI信號(hào)的處理，而且可以改善對(duì)1.5Gb/s信號(hào)的處理性能，如抖動(dòng)處理、反射損耗、電源功耗等。3Gb/s視頻信號(hào)處理不僅適用于1080p HD信號(hào)的傳輸，而且可以用于許多高帶寬應(yīng)用，如3D HDTV、數(shù)字影院、高清慢動(dòng)作等。

　　本屆NAB展覽會(huì)上，矩陣生產(chǎn)廠家NVision和Leitch都推出了支持3Gb/s的演示產(chǎn)品，如NVision NV8288和NV8256 Plus等產(chǎn)品。隨著SMPTE 424M標(biāo)準(zhǔn)的推廣，1080p格式市場(chǎng)的發(fā)展，具有3Gb/s信號(hào)處理能力的設(shè)備必將成為主流。

高密度小型化

　　近年來，電視節(jié)目源豐富、制作演播室的增多、轉(zhuǎn)播機(jī)位增加、對(duì)內(nèi)對(duì)外節(jié)目交換量增大，對(duì)從事這些信號(hào)調(diào)度的矩陣規(guī)模要求也越來越大，從原來的16×16、32×32、64×64到目前常用的128×128、256×256，發(fā)展到512×512、1024×1024甚至更大。為了適應(yīng)在轉(zhuǎn)播車、小型演播室等空間有限的地方使用，各廠家采用新的工藝使大型矩陣體積小型化。

　　以上兩個(gè)特性，在此次NAB上NVision公司最新的NV8288矩陣上得到了集中體現(xiàn)，并成為高密度大型矩陣的亮點(diǎn)，它將Gennum的3Gb/s SDI芯片集成進(jìn)了矩陣系統(tǒng)中，為滿足未來1080p HD信號(hào)調(diào)度和其他3D HDTV數(shù)字?jǐn)z像機(jī)和慢動(dòng)作捕捉的高帶寬應(yīng)用需求提供了可能。NV8288具備288×576的交換能力，采用特殊的小型鍍金的信號(hào)接頭DIN1.0/2.3，只有10RU高、12英尺深，重量輕(150lb重)，功耗小(小于2kW)。此外，支持所有的HD和SD數(shù)據(jù)格式及ASI信號(hào)的切換，根據(jù)系統(tǒng)需要可配置成12×12到288×576，并且可以通過增加第二個(gè)機(jī)箱將系統(tǒng)擴(kuò)展成576×576。

方便安全性

　　作為系統(tǒng)中信號(hào)路由上的關(guān)鍵設(shè)備，在矩陣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，靈活方便的操作、安全可靠的運(yùn)行是毋庸置疑的考慮。目前所有大型矩陣均采用主備電源、主備CPU控制板，在避免矩陣尺寸過大的前提下，盡量減小輸入/輸出板卡的規(guī)模，以減小出故障的可能性。另外，鑒于矩陣內(nèi)部關(guān)鍵部件之一的交叉點(diǎn)板，目前大型矩陣也采用了內(nèi)部冗余交叉點(diǎn)模塊備份的設(shè)計(jì)思路，來提高矩陣的安全可靠性，這雖然使得矩陣的成本增加了，但為用戶提供了更加安全可靠性的選擇方案。采用這種內(nèi)部交叉點(diǎn)冗余備份設(shè)計(jì)的矩陣產(chǎn)品主要有NVision和Leitch的相關(guān)產(chǎn)品。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)充分考慮維修、維護(hù)的方便性，采用無源后面板設(shè)計(jì)、前面熱插拔板卡的方式，包括電源、風(fēng)扇等也可以從前面板拆裝，不必停機(jī)就可以方便地進(jìn)行維修和系統(tǒng)擴(kuò)展升級(jí)。

多功能靈活性

　　系統(tǒng)中之所以采用矩陣，是為了滿足信號(hào)靈活調(diào)度的要求，臺(tái)內(nèi)外信號(hào)的靈活交換，模擬、數(shù)字、高清、標(biāo)清等多種格式信號(hào)的交換，等等，各種要求在不斷增加。具有多種信號(hào)格式的處理能力和多種信號(hào)接口的支持能力成為矩陣設(shè)計(jì)的亮點(diǎn)。多種信號(hào)格式的處理能力，指的是能夠處理包括模擬/數(shù)字標(biāo)清、高清視頻信號(hào)格式和包括模擬音頻、AES/EBU數(shù)字音頻和嵌入音頻等音頻信號(hào)格式。多種信號(hào)接口的支持能力，指的是能夠提供多種視音頻接口選件，包括模/數(shù)信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換(A/D、D/A)、高清/標(biāo)清信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換(U/C、D/C)、光電信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換(E/O、O/E)、音頻信號(hào)的加嵌和解嵌。此種多功能矩陣以哈里斯(Leitch)公司新的Platinum矩陣為代表。該公司在今年NAB上首次發(fā)布了全新Platinum大型矩陣，號(hào)稱“白金品質(zhì)　王者風(fēng)范”，這款多格式矩陣結(jié)構(gòu)緊湊，在15RU內(nèi)提供256×256信號(hào)矩陣分配、28RU提供512×512分配，并在同一機(jī)架內(nèi)支持任何信號(hào)混合(視頻和音頻，從模擬到高清)；其主要特點(diǎn)就是幾乎將所有的接口功能都集合在了矩陣之中，具有相當(dāng)高的靈活性。

可監(jiān)視、易控制

　　系統(tǒng)集中控制、狀態(tài)監(jiān)視、故障報(bào)警，也是近年來隨著矩陣規(guī)模的擴(kuò)大和智能化網(wǎng)絡(luò)化管理而提出的新課題。控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單通用，配置界面簡(jiǎn)單直觀。矩陣控制在保持原有T型75酵?軸電纜進(jìn)行傳輸控制信號(hào)的控制方式下，提供了以太網(wǎng)控制接口。有些廠家還將串口、USB控制口等一并奉上。提供各種類型的控制面板，最新的基于LCD按鍵的編程控制面板也被許多廠家采用。另外，對(duì)輸入和輸出信號(hào)檢測(cè)，對(duì)各種信號(hào)參數(shù)報(bào)警，提供可選的信號(hào)輸出監(jiān)看，提供設(shè)備及信號(hào)的監(jiān)控能力，支持網(wǎng)絡(luò)遙控監(jiān)控。支持基于標(biāo)準(zhǔn)的SNMP、Web網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控協(xié)議，通過SNMP支持第三方開發(fā)，已成了矩陣管理的一個(gè)必備條件。

開放接口協(xié)議、統(tǒng)一控制

　　與其它切換臺(tái)等設(shè)備整合，控制系統(tǒng)統(tǒng)一聯(lián)動(dòng)，也是在當(dāng)今技術(shù)整合趨勢(shì)下的一個(gè)新模式。Sony的矩陣可以與其制作切換臺(tái)家族緊密結(jié)合，通過S-BUS控制系統(tǒng)進(jìn)行雙向控制，提供源名和提示顯示等功能。草谷公司的Trinix矩陣支持所有的Grass Valley控制系統(tǒng)。

　　同一廠家的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一控制并不新鮮，而不同廠家的產(chǎn)品也在尋求合作伙伴，提供統(tǒng)一的控制管理。最近，PESA公司與史諾偉思(Snell & Wilcox)公司宣布了新的接口，將PESA Cheetah矩陣的PESA 3500 Pro矩陣控制系統(tǒng)與Snell & Wilcox的Kahuna SD/HD制作切換臺(tái)連在一起，允許技術(shù)導(dǎo)演在制作控制室從Kahuna的控制界面直接進(jìn)入調(diào)用PESA Cheetah的多碼流視頻矩陣的輸入源，矩陣的源名隨動(dòng)變換到Kuhuna控制臺(tái)的面板上。PESA Cheetah是可以處理SD、HD和非標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)的矩陣系統(tǒng)，它有64×64、128×128、256×256和512×512幾種規(guī)格，可以處理從3Mb/s到1.5Gb/s的信號(hào)，輸入/輸出有銅纜接口和光纖接口兩種。PESA3500 Pro系列系統(tǒng)控制器提供了基于Windows的用戶接口，使得系統(tǒng)具備了多格式信號(hào)分配和主控切換快速配置的能力。

　　盡管各廠家紛紛推出各具特色的矩陣產(chǎn)品，矩陣的設(shè)計(jì)是萬變不離其宗，方便、安全、靈活、實(shí)用是永恒的主題，關(guān)鍵是要找到其平衡點(diǎn)，用戶在選擇矩陣時(shí)根據(jù)應(yīng)用需求各取所需。