自從第一個字節(jié)誕生,數字信號開始發(fā)揮作用,人們就從未停止對傳輸速率的追求。帶寬的高低,在很多時候成為了制約技術實現的瓶頸,也直接對各種場景的操作體驗造成影響,也成為人們緊密關注的重要問題。
傳輸帶寬,想說愛你不容易
帶寬分為上行速率與下行速率,上行速率是指用戶電腦向網絡發(fā)送信息時的數據傳輸速率,下行速率是指用戶電腦從網絡下載信息時的數據傳輸速率。以對音、視頻信號質量要求較高的網絡視頻監(jiān)控應用為例,視頻監(jiān)控的圖像分辨率,從標清時代的4CIF、D1,一路發(fā)展高清時代的480P、720P和1080P,2K甚至4K的分辨率也已經開始經入應用領域,對帶寬的要求也越來越高。
傳輸帶寬的限制令整個IT領域頭疼不已
除了網絡監(jiān)控領域,隨著技術和經濟的發(fā)展,新興的虛擬現實、主題公園、展覽展示、醫(yī)療影像等領域,對圖像分辨率的需求也在飛速發(fā)展,這些領域對圖像質量的需求普遍達到了4K級別,要求更快的響應速度,更低的延遲時間。人們對畫面分辨率的需求在快速增長,而受制于帶寬的信號處理技術卻幾乎“原地踏步”,信號壓縮成為必不可少的處理手段。
信號經過編碼壓縮進行傳輸,在進行顯示前再經過解碼,通過這樣的處理,大大減輕了傳輸路徑帶寬的負擔,實現有限的帶寬下視頻信號的實時與可用的畫面質量,這也是目前行業(yè)的主流方案。而這種方案也存在固有缺陷,由于是將信號進行壓縮編碼傳輸,再進行解碼顯示,這是一種信號的有損壓縮傳輸,必然造成圖像信息的丟失、信號的衰減,導致圖像顯示在色彩、光影效果、分辨率的缺陷。以現有的技術手段,要實現信號無損傳輸,成本將會指數級增長。
影像畫質的提高,對信號傳輸的壓力也在增加
信號傳輸,不同技術各顯神通
H.264/H.265是目前主流的視頻編解碼技術標準,主要用于互聯網與移動設備,也用于網絡監(jiān)控,通過壓縮算法,使視頻信號在速度較低的帶寬中穩(wěn)定傳輸,保證視頻信號的流暢。優(yōu)點是壓縮率高、錯誤恢復能力強、延時性低、對于傳輸信道要求低等。但是當傳輸高分辨率信號時,編碼一端的復雜程度呈幾何級增長,必須增加額外的編解碼設備,增加了故障節(jié)點,整體的成本也顯著增加。
在顯示終端的信號接收部分,HDMI 2.0是目前在各種設備上采用的較為先進的音視頻傳輸技術,廣泛應用于機頂盒、播放器、PC主機、音響與電視等設備,最大的優(yōu)點是可以同時傳輸無壓縮的視頻與音頻信號。HDMI2.0支持高動態(tài)范圍(HDR)視頻信號的傳輸,并支持最高4K@60P信號。這種技術最大缺陷在于傳輸距離,當傳輸距離超過10米時,就會出現檢測可見的信號衰減,影響成像素質。
HDMI 2.0端口
突破帶寬,光纖VPM實現超高清信號的“速度與激情”
除了通過網絡傳播信號的網絡視頻監(jiān)控等安防領域,控制室、虛擬現實、主題樂園、展覽展示等領域也對信號畫面具有較高的要求。國內控制室行業(yè)著名廠商MediaComm美凱針對這些領域,推出了滿足控制室行業(yè)信號需求的解決方案——光纖VPM技術。光纖VPM解決的是從控制室行業(yè)機房到顯示終端的信號傳輸和控制管理的問題。據悉,光纖VPM能夠提供高達10.5G的傳輸帶寬,強大的傳輸能力讓信號的延時能夠低至1毫秒,實現對超高清分辨率如4K信號的無損壓縮傳輸,完整保留圖像信號的色深、對比度、色差、光影等重要信息,確保對圖像信號的真實還原,對圖像信號的傳輸和處理效果,明顯要優(yōu)于傳統的有損傳輸編解碼方案。
光纖VPM技術對于超高清分辨率的信號有良好的支持效果,保證信號傳輸、處理、控制的實時和流暢,更重要的是對于行業(yè)頂級標準的4K&HDR、4096*2160@60Hz 4:4:4分辨率信號的支持。在這個基礎上,光纖VPM技術實現超高清信號的無損壓縮傳輸與真實還原,不需要增加額外的編解碼設備,簡化了系統節(jié)點,整體建設成本得到有效控制,這些優(yōu)勢讓光纖VPM技術成為主題樂園、虛擬現實、展覽展示、醫(yī)療影像應用的良好解決方案。
MediaComm美凱認為,超高清影像技術應用、光纖4K、4K KVM將會成為控制室市場發(fā)展的全新方向。隨著影像處理技術的進步與成熟,網管監(jiān)控中心、情報中心、指揮中心等使用場景,將越來越強調圖像畫面的分辨率、清晰度與實時性,進行更加精確的指揮與決策。4K影像技術與光纖KVM技術的結合,為控制室領域開辟全新的應用方向和操作體驗。
突破了帶寬的限制,無論是網絡流媒體、安防監(jiān)控,還是控制室領域,都能實現無與倫比的操作體驗,隨著技術的進一步發(fā)展,更強的信號、傳輸、處理、控制方案的投入使用,不同的影像應用領域還將呈現出令人興奮的局面。