SDI矩陣系統(tǒng)是什么?它與傳統(tǒng)模擬矩陣有何差異?

　　談到SDI矩陣它是一種數(shù)字視頻矩陣切換器，為BNC接口，是專為SDI數(shù)字視頻信號的顯示切換而研發(fā)生產(chǎn)的高性能智能矩陣開關(guān)設(shè)備，用于將各路視頻輸入信號切換到視頻輸出信道中的任一信道上，主要應(yīng)用于廣播電視工程、多媒體會議廳、大屏幕顯示工程、電視教學(xué)、指揮控制中心等結(jié)合。一般這種產(chǎn)品都帶有斷電保護，幷具備RS-232/422或RS-485數(shù)據(jù)控制接口，可以方便與主系統(tǒng)控制設(shè)定計算機、遙控控制鍵盤或各種遠程人機控制設(shè)備配合使用。

　　再說到SDI與傳統(tǒng)的模擬信號矩陣到底有何不同的方面，首先我們了解到由于信號源的不同，在矩陣電路原理上也不有所不同，傳統(tǒng)矩陣是一種交叉電處理結(jié)構(gòu)(Cross-point Circuit) 如圖-1,而SDI目前則為1:1或1:4或1:8的SDI影像輸入分配放大插卡方式，再加上以4路或8路SDI信號同步處理方式將進行輸入輸出的信號同步分配，末端再以AD或DA(模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換為NTSC或是PAL電視影像信號以輸出到監(jiān)視機(Monitor)上，從外觀及設(shè)備結(jié)構(gòu)上來看傳統(tǒng)舉陣與SDI矩陣幾乎沒有太大差別，但若以系統(tǒng)架構(gòu)看，我們就可以發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)矩陣以16x4、32x8、32x16及64x16、96x16或128x32,256x96到4096x256等較不規(guī)則的矩陣變化。而SDI矩陣則目前受限于信號員組件及分配放大規(guī)則的限制，目前矩陣規(guī)模大概有1x4、4x4、8x8及16x16、32x32再卡片堆迭后成為64x32、64x64及96x32,96x64再到最大128x32等規(guī)則性結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有技術(shù)條件大概128x128為可實際應(yīng)用最大容量，要在突破這個限制可能得等到材料組件與技術(shù)再突破的階段才能實現(xiàn)，不過我想這會很快被廠商給克服的。

　　SDI矩陣在PTZ及系統(tǒng)控制上與傳統(tǒng)矩陣有有何差異及優(yōu)勢嗎?

　　一般而言;不管傳統(tǒng)矩陣或是SDI高清矩陣，在基礎(chǔ)上都是以Belden 1694A 同軸電纜為影像信號的傳輸介質(zhì)，而在攝影機PTZ及聲音的傳輸與控制上，則多以RS-232/422或RS-485雙工或是半雙工(Full/Half Duplex)方式來將控制信號傳送到攝影機單元上。當然在SDI攝影機到達3GSDI的型式條件下，也有廠商將聲音及電力及控制信號，以領(lǐng)先影像信號半周的方式載在影像同步信號空白部份，這樣就達成一個單一同軸傳輸矩陣的要求，不過以目前的產(chǎn)品技術(shù)條件來說，信號距離仍然是SDI矩陣的一個不可避免的障礙。

　　SDI矩陣系統(tǒng)大致都是提供RS-485控制協(xié)議，當然這也會牽涉到過去在工程上必須要注意的廠牌控制協(xié)議(Control Protocol)，透過相同的條件就可以實現(xiàn)對SDI高速球或一體機進行PTZ控制。鍵盤可通過RS232/422或RJ45網(wǎng)絡(luò)端口對矩陣進行控制。SDI矩陣產(chǎn)品同樣具備有控制設(shè)定軟件這種常規(guī)功能，在系統(tǒng)設(shè)定與操作上會提供很便利的用戶的操作管理。在長距離的SDI高清矩陣與高清攝影機間，系統(tǒng)現(xiàn)在還可以藉由SDI光端機所一起組成的回路建構(gòu)成為一種非壓縮高解高清的數(shù)碼實時監(jiān)控系統(tǒng)。

　　SDI矩陣的處理器與傳統(tǒng)矩陣一樣嗎?影像效能一般如何?

　　大部份的SDI高清數(shù)字矩陣控制系統(tǒng)都采用了微處理器技術(shù)，例如ARM系列的楚理器，幷且使用較為穩(wěn)定可靠的Linux操作系統(tǒng)心核，這樣一來就會具有較為強大的系統(tǒng)功能?？梢栽赟DI路由上之援到最大128或甚至廠商宣稱的256路輸入，128路輸出包含影音訊號的輸入輸出SDI接口。至于在影像效能上，目前由于SDI攝影機本身的格式條件關(guān)系，SDI矩陣必須在兼容性上考慮到可以兼容接收720P或1080i/1080P@ 30fps或60fps的SDI影像信號，甚至在Analog模擬的標清或960H高線數(shù)模擬視頻信號輸入到輸出的任意切換要求。這些也是SDI矩陣有的特定影像效能，也是過去傳統(tǒng)矩陣所無法比擬的。

　　在采用SDI矩陣后是否就難以再與IP網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)整合?

　　這個問題其實多慮了，在監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)要求下，由于SDI矩陣一般制造也都會配置網(wǎng)絡(luò)端口或是可以在連接SDI DVS(影像轉(zhuǎn)換服務(wù)器)下，將信號直接以SDI轉(zhuǎn)TCP/IP或經(jīng)NTSC 或PAL Video再由DVS轉(zhuǎn)為TCP/IP信號下仍然是可以將SDI矩陣與網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)做一個無縫接軌的系統(tǒng)整合。同時透過監(jiān)控中心聯(lián)網(wǎng)方式，由中心對矩陣進行統(tǒng)一配置管理，多組矩陣可以透過網(wǎng)絡(luò)從中心矩陣下載配置信息，可以一次建置及管理SDI矩陣，來實現(xiàn)了SDI高清矩陣聯(lián)網(wǎng)上分的散部署與集中管理要求。

　　SDI矩陣的各項穩(wěn)定性如何?又有那些冗余設(shè)計?

　　SDI矩陣作為一種影像監(jiān)控平臺，在控制、報警、字符、顯示等方面也都有新的應(yīng)用方式及新的運作方法，因此在控制、報警系統(tǒng)界接等兼容性內(nèi)容和功能都與過去傳統(tǒng)矩陣略有差異，在一些如OSD字符迭加上也顛覆過去傳統(tǒng)模擬矩陣字符迭加的方式，輸出顯示更可能將信號切換、轉(zhuǎn)換、拼接控制、畫面融合等功能集合成為一種特定的切換方式，因此在完全不同的電路架構(gòu)思維下，SDI矩陣結(jié)構(gòu)穩(wěn)定與質(zhì)量可靠度就成為一個比過去傳統(tǒng)矩陣更重要的課題。但說實在話;從一些SDI廠商不同的矩陣結(jié)構(gòu)，例如模塊式、插卡式、刀片式等都是SDI矩陣發(fā)展上不同問題產(chǎn)生的來源，包含能不能在模塊化插卡式上進行熱插入等都關(guān)系到系統(tǒng)穩(wěn)定度與可靠度的多寡。當然模塊化是一個最好的方式，包括控制、電源系統(tǒng)，這些結(jié)構(gòu)大大方便了故障解決和系統(tǒng)維護。同時，由于模塊化的設(shè)計，使得矩陣的擴展變成非常容易堆迭，既方便了廠商生產(chǎn)，又提升了產(chǎn)品的生產(chǎn)速度，減少產(chǎn)品故障率，加大了穩(wěn)定與可靠度。至于在冗余備份能力上，大部份的SDI矩陣的控制和電源系統(tǒng)，除了被要要求模塊化、插槽或板卡結(jié)構(gòu)外，在目前制造上都是雙控制、雙電源(Redundant)，而且冗余式熱備份(自動備份)，以避免手動備源系統(tǒng)可能的造成的系統(tǒng)失靈的隱憂。

張淂福 本刊資深技術(shù)顧問