雙絞線傳輸技術(shù)在大型顯示系統(tǒng)中的應(yīng)用

指揮學(xué)院模擬訓(xùn)練顯示系統(tǒng)

    雙絞線RGB信號(hào)傳輸技術(shù)自推出以來，越來越引起人們的重視。其獨(dú)特的優(yōu)越性為業(yè)內(nèi)人士倍加欣賞。但是，由于雙絞線傳輸技術(shù)的推出歷史較短，應(yīng)用范圍也遠(yuǎn)不如同軸電纜傳輸系統(tǒng)，因而有相當(dāng)一部分人對(duì)它的真正傳輸效果心中沒底，甚至持懷疑態(tài)度，因而也就不敢輕易冒險(xiǎn)的采用雙絞線傳輸技術(shù)。本文通過一個(gè)工程實(shí)例，說明雙絞線傳輸技術(shù)在大型顯示系統(tǒng)應(yīng)用的可行性，以達(dá)到消除疑慮，樹立信心之目的。

    本文要向讀者展示的是某指揮院校的模擬訓(xùn)練系統(tǒng)。該系統(tǒng)2006年6月開始安裝，目前已投入使用。為了便于清晰說明問題，將實(shí)際系統(tǒng)中的視頻部分省略，只顯示了RGB信號(hào)部分。下面將本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)說明如下。

    ×××圖（RGB部分）

兩級(jí)切換體系

一．

    本系統(tǒng)RGB信號(hào)源有110路。如果采用一臺(tái)矩陣切換器作為信號(hào)切換，需配置128入48出規(guī)模的矩陣。這樣勢必使得矩陣的造價(jià)昂貴，同時(shí)信號(hào)線過于集中，也增加了布線長度。為達(dá)到既滿足系統(tǒng)功能要求，同時(shí)又不使矩陣的規(guī)模過于龐大，采用了兩級(jí)矩陣切換體系。一臺(tái)64入48出的RGB矩陣作為一級(jí)切換。 1臺(tái)64入16出的雙絞線矩陣作為二級(jí)切換，其16路輸出連接一級(jí)矩陣的輸入。這樣就構(gòu)成了統(tǒng)一的信號(hào)切換體系。110路信號(hào)源根據(jù)區(qū)域劃分為兩部分。第一部分是演示大廳約40余臺(tái)計(jì)算機(jī)，此部分信號(hào)直接連接一級(jí)矩陣輸入。第二部分是18個(gè)作業(yè)室和導(dǎo)演部共60臺(tái)計(jì)算機(jī)，此部分信號(hào)接入二級(jí)矩陣，由二級(jí)矩陣控制切換。

二．雙絞線傳輸?shù)膽?yīng)用

1． 雙絞線傳輸?shù)膬?yōu)越性

    本系統(tǒng)有以下特點(diǎn)。第一，信號(hào)源分布范圍較廣，最遠(yuǎn)距離達(dá)到300米。第二，系統(tǒng)規(guī)模龐大，有RGB傳輸系統(tǒng)、視頻傳輸系統(tǒng)、音頻傳輸系統(tǒng)、集中控制系統(tǒng)，這些系統(tǒng)之間互相深透，關(guān)系復(fù)雜。以上特點(diǎn)帶來一個(gè)問題，就是系統(tǒng)干擾。而且由于連接關(guān)系復(fù)雜，排除干擾難度較大。

    為避免產(chǎn)生干擾，在設(shè)計(jì)階段就應(yīng)在方案上采取措施。筆者曾在《投影顯示系統(tǒng)干擾的產(chǎn)生與消除》一文中對(duì)這個(gè)問題進(jìn)行了論述。文中介紹了如何在設(shè)計(jì)階段采取措施，避免系統(tǒng)干擾若干方法。其中一個(gè)重要的方法就是采用雙絞線傳輸系統(tǒng)。根據(jù)本工程的特點(diǎn)，決定對(duì)作業(yè)室和導(dǎo)演部區(qū)域的信號(hào)源采取雙絞線傳輸。

    采用雙絞線傳輸系統(tǒng)，除了可避免可能產(chǎn)生的系統(tǒng)干擾問題外，還有以下優(yōu)點(diǎn)。

    第一， 降低線路造價(jià)。用于傳輸RGB信號(hào)的雙絞線只需要普通的超五類網(wǎng)線（CAT5），價(jià)格比RGB同軸電纜要低得多。

    第二， 簡化布線和施工。超五類雙絞線直徑只有6mm，重量輕，施工布線極為方便。

    第三， 信號(hào)傳輸質(zhì)量較好。

2． 雙絞線傳輸切換系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)

    根據(jù)以上分析，結(jié)合本系統(tǒng)的實(shí)際，決定采取同軸電纜和雙絞線兩種傳輸方式綜合使用。具體方法是：

    ① 演示大廳內(nèi)的計(jì)算機(jī)到一級(jí)矩陣MT-6448HV采用同軸電纜傳輸方式。這是因?yàn)檠菔敬驈d到主控矩陣的距離較近，采用同軸電纜傳輸不會(huì)產(chǎn)生干擾。

    ② 以雙絞線矩陣MT-6416TGT為二級(jí)交換中心，所有9個(gè)作業(yè)室和導(dǎo)演部共60路計(jì)算機(jī)信號(hào)全部采用雙絞線傳輸方式，接入雙絞線矩陣。此部分線路的長度根據(jù)各作業(yè)室的位置而有所不同，最長的為120米。

    這里使用了一臺(tái)雙絞線矩陣切換器，該設(shè)備的輸入輸出接口均為RJ45，可與超五類雙絞線直接連接。每臺(tái)計(jì)算機(jī)輸出須經(jīng)一臺(tái)雙絞線發(fā)送器BTT-01，將VGA接口轉(zhuǎn)換為RL45，與雙絞線連接。

    ③ 二級(jí)矩陣到一級(jí)矩陣的上傳信號(hào)也采用雙絞線傳輸，此部分線路長度為110米。這里需要用到一臺(tái)16組合雙絞線接收器，在一級(jí)矩陣的輸入端將雙絞線RJ45接口轉(zhuǎn)換為BNC接口，與一級(jí)矩陣連接。

    ④ 一級(jí)矩陣返回作業(yè)室的18路信號(hào)全部采用雙絞線傳輸，此部分線路長度根據(jù)作業(yè)室的位置而有所不同，最長為220米。這里需要使用一臺(tái)18組合雙絞線發(fā)送器，將5BNC接口轉(zhuǎn)換為RJ45，與雙絞線匹配連接。

可行性分析

三．

    以上方案是否可行，還須經(jīng)過論證。要著重要考慮的問題是線路衰減補(bǔ)償。一方面，雙絞線存在對(duì)高頻分量的衰減，造成圖象模糊和拖尾。另一方面，雙絞線發(fā)送器具有線路衰減特性補(bǔ)償功能，可對(duì)圖象進(jìn)行矯正，消除拖尾現(xiàn)象，提高清晰度。但是，雙絞線發(fā)送器的補(bǔ)償量是有限度的，這就限制了線路長度。下面就從這兩方面分析方案的可行性。

1．雙絞線總傳輸長度的計(jì)算。

    ① 上行信號(hào)傳輸長度的計(jì)算。上行信號(hào)是指從作業(yè)室計(jì)算機(jī)直到第一級(jí)矩陣這一部分。此部分被雙絞線矩陣分割為兩段，計(jì)算總傳輸長度應(yīng)將這兩段相加。作業(yè)室到雙絞線矩陣的最大傳輸長度為130米，雙絞線矩陣到一級(jí)矩陣的最大總長度為110米，兩段之和為230米。

    ② 下行信號(hào)傳輸長度是明確的，根據(jù)前面分析，應(yīng)是220米

2.雙絞線發(fā)送器的傳輸距離

兆科BTT-01雙絞線發(fā)送器傳輸指標(biāo)如下：

信號(hào)分辯率 傳輸距離@CAT5
1024×768  350米
1280×1024 250米

    根據(jù)以上分析，兆科BTT-01雙絞線發(fā)送器的傳輸距離大于線路最大長度，我們可以得到初步結(jié)論：方案可行。在分析論證的基礎(chǔ)上，我們又進(jìn)行了模擬系統(tǒng)試驗(yàn)。試驗(yàn)是在比實(shí)際系統(tǒng)更為苛刻的條件下進(jìn)行的，結(jié)果是圖象顯示清晰，完全達(dá)到實(shí)用要求。在經(jīng)過理論和實(shí)踐兩方面的論證后，最后確定了實(shí)施方案。
該系統(tǒng)現(xiàn)已安裝完成，并已投入使用。通過一段時(shí)間的運(yùn)行，證明系統(tǒng)穩(wěn)定，圖象清晰，完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求。該系統(tǒng)的建成為雙絞線傳輸技術(shù)在大型顯示系統(tǒng)中的應(yīng)用積累了經(jīng)驗(yàn)。