優(yōu)特普地鐵、機車和站臺信息發(fā)布系統(tǒng)信號傳輸方案

優(yōu)特普地鐵信息發(fā)布系統(tǒng)信號傳輸方案

    地鐵信息發(fā)布系統(tǒng)是一個以車載顯示終端為媒介向旅客提供信息服務的系統(tǒng)，主要由多媒體信號播放機、多媒體信號傳輸設備、信號傳輸線纜和車載顯示終端組成。高清晰的VGA視頻圖像信號和高質(zhì)量的音頻信號在用傳統(tǒng)的傳輸方案在長距離的傳輸中會有不同程度的衰減而不能使用，加之抗干擾能力不佳，工程實施難度大，因此需要用更具有優(yōu)勢的雙絞線傳輸技術來解決這些問題。優(yōu)特普高清VGA雙絞線傳輸設備主要包含發(fā)射器和接收器，發(fā)射器將高清播放機輸出的信號通過轉換后經(jīng)UTP Cat 5e發(fā)射到接收器上，接收器將信號轉換后提供給顯示終端。

一、設計原則

    系統(tǒng)方案在整體設計與規(guī)劃方面，充分考慮先進性、操作簡單方便性、可以擴展性、兼容性、實用性等等方面,系統(tǒng)設計過程中遵循以下設計原則。

（一）方便實用性

• 選材方便：采用常見的UTP Cat 5e 網(wǎng)絡線纜而非傳統(tǒng)的VGA線纜，線纜的類型較少，容易采購到高品質(zhì)的線材。
• 容易施工：我們采用網(wǎng)線作為傳輸介質(zhì)，傳輸一路視頻+音頻只需要布設一根網(wǎng)線即可，大大降低施工成本，施工工程師可以按照現(xiàn)場的實際情況裁減需要的線纜，RJ45水晶頭做法簡單，方便現(xiàn)場的布線傳拉施工。普通顯示設備只需要將VGA接口和音頻接口連上接收器即可使用。
• 容易維護：硬件設備的維護相當簡單，只有亮度和對比度兩個調(diào)節(jié)旋鈕，即使出現(xiàn)嚴重問題也可以很快進行調(diào)試好。
• 簡單安裝：發(fā)射端采用1U的標準機架，方便管理。接收端體積較小，適合安裝在空間較小的地方。設備的安裝我們都配有詳細的安裝手冊，施工手冊，檢驗方法、測試方法等等。

（二）系統(tǒng)穩(wěn)定性

    為了提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性和兼容性，該產(chǎn)品通過全面的電磁兼容測試，同時加強了如下項目的性能。提高了設備在機車環(huán)境下的適應能力。

    ●防浪涌：Surge Immunity

    浪涌的范圍包括間接雷擊和切換瞬變兩種。

    雷擊（主要指間接雷）：例如雷電擊中戶外線路，有大量電流流入外部線路或間接電阻，因而產(chǎn)生干擾電壓；又如：間接雷擊（如，云層間或云層內(nèi)的雷擊）在線路上感應出的電壓或電流；再如,雷電擊中了附件物體，在其周圍建立了電磁場，當戶外線纜穿過電磁場時，在線路上感應出了電壓和電流；還有雷電擊中了附近的地面，地電流通過公共接地系統(tǒng)時所引入的干擾。

    切換瞬變：如變電所等場合和因開關動作而引起的干擾。如同一電網(wǎng)中，在靠近設備附近有一些較大型開關在跳動時所形成的干擾，或各種系統(tǒng)性的故障等。

    設備根據(jù)機車環(huán)境和IEC61000-4-5標準的要求，按照3級標準，通過了在電源和通訊線路上的浪涌測試。有效的保證了設備在機車環(huán)境下的正常運行。

    ●防靜電：Electrostatic Discharge（ESD） Protection

    靜電放電測試的目的是測試單個設備或系統(tǒng)的抗靜電放電干擾的能力。靜電指的是操作人員或物體接觸設備時的放電。靜電放電包括接觸放電和空氣放電兩種。設備按照機車的工作環(huán)境和IEC61000-4-2的要求，通過了3級靜電保護能力。

    ●高抗干擾性能：采用平衡傳輸方式，具備超強共模抑制能力，設備能在干擾較強的環(huán)境下工作。設備增強了工頻磁場抗擾度的能力，適應的磁場強度達到50A/m。

    ● 防震設計：設備內(nèi)部電路采用緊湊的電路設計，選用腳位低的器件，防止震動給設備造成損害。接口采用RJ45接口防脫設計，保證了設備在運動的環(huán)境下可靠工作。

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（三）技術先進性

    ● 顯示分辨率：支持800×600、1024×768、1600×1200等。

    ● 清晰度：內(nèi)置先進的350M高帶寬高抗擾處理芯片，圖像細膩、透亮。

    ● 傳輸距離：有效傳輸距離達300米，圖像清晰、沒有干擾、沒有拖尾。

    ● VGA視頻和音頻同時在一根網(wǎng)線中傳輸，無需另外布線。

    ● 我們針對一個車廂的兩個顯示點采用級聯(lián)的傳輸方式，方便現(xiàn)場安裝施工。

（四）擴展兼容性

    ● 接口擴展性：可以16路、24路、32路、64路等多路數(shù)組合，具有較好的擴展性。

（五）節(jié)能環(huán)保性

    ●設備的功耗低，平均1路的功耗<3瓦。

    ●選用的線材環(huán)保。用網(wǎng)線替代VGA線纜，節(jié)約材料成本，進而節(jié)約大量的社會制造成本。

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二、產(chǎn)品介紹

    （一）16路VGA視頻+音頻雙絞線發(fā)射器--UTP816AT

    外觀圖：

 

    面板接口示意圖：

功能情況：

    ●1組VGA視頻+音頻輸入；

    ●3組VGA視頻+音頻本地輸出，最遠支持60米；

    ●16路VGA視頻+音頻編碼信號RJ45接口輸出，最遠支持300米；

    ●16路分配加驅動功能，最遠支持300米；

    ●支持擴容，可以多臺發(fā)射器級聯(lián)組網(wǎng)

    ●支持100-240V AC寬電壓

    ●1U標準機架結構

    ●超強的防雷、防靜電、防浪涌功能

    ●超強的抗干擾功能

    ●防震功能

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性能參數(shù)：

功能	傳輸輸入信號數(shù)	1路
	本地VGA和音頻輸出	3路
	分配發(fā)射信號數(shù)	16路
	傳輸距離	300米（最大）
電源部分	適應電壓范圍	100-240V AC (50/60Hz)
	功耗	<25瓦
視頻傳輸性能 及接口部分	視頻信號輸入接口	公制15針 VGA座
	視頻信號輸出接口	母制15針 VGA座
	雙絞線視頻傳輸接口	RJ45座
	視頻信號處理帶寬	>350MHz(-3db)
	同步信號帶寬	1k-200kHz
音頻參數(shù)	接口	3.5mm立體聲音頻插座
	帶寬	10Hz-20KHZ
RS232	備用
LED指示燈 （從上至下）	信號燈	綠色
	數(shù)據(jù)燈	黃色
	電源燈	紅色
防護	防浪涌	1KV 執(zhí)行標準：IEC61000-4-5 1995(GB/T 17626.5)
	整機靜電防護	1a 接觸放電 3級 1b 空氣放電 3級 執(zhí)行標準：IEC61000-4-2 1995(GB/T 17626.5)
可靠性	平均故障間隔時間(MTBF)	>5000小時
機體屬性	尺寸(長×寬×高)	430mm×170mm×44.5mm(1U)
	材料	鐵質(zhì)材料
	顏色	黑色
	凈重	2.05Kg
操作環(huán)境	工作溫度	0-55℃
	存儲溫度	-20-80℃
	濕度	0-95% （無凝結）
包裝	包裝	紙質(zhì)材料
	包裝盒體積	556mm×270mm×100mm

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（二）單路VGA視頻+音頻雙絞線接收器-UTP801AR

    外觀圖

    面板接口示意圖：

    功能情況：

    ●1組VGA視頻+音頻編碼信號RJ45接口輸入；

    ●2組路VGA視頻+音頻輸出；

    ●驅動功能，最遠支持150米、300米（可選）；

    ●亮度、對比度調(diào)節(jié)；

    ●R G B 三顏色自動組配，不偏色

    ●支持12V DC ；

    ●搭配安裝固定支架；

    ●超強的防雷、防靜電、防浪涌功能，需要接地；

    ●超強的抗干擾功能；

    ●防震功能；

    性能參數(shù)：

功能	傳輸信號數(shù)	1路（1路視頻、1路音頻）
	VGA輸出	2路
	傳輸距離	300米
電源部分	供電方式	電源適配器供電
	適應電壓	12V DC
	功耗	<3.5W
視頻傳輸性能及接口部分	視頻信號輸出接口	母制15針VGA座
	視頻信號傳輸接口	RJ45座
	視頻信號處理帶寬	>350MHz(-3db)
	同步信號帶寬	1k-200kHz
音頻參數(shù)	音頻接口	3.5mm立體聲音頻插座
	音頻帶寬	10Hz-20KHZ
旋鈕調(diào)節(jié)	亮度	明暗調(diào)節(jié)
	對比度	清晰度調(diào)節(jié)
LED指示燈 （從上至下）	信號燈	綠色
	數(shù)據(jù)燈	黃色
	電源燈	紅色
防護	防浪涌	1kV 執(zhí)行標準：IEC61000-4-5 1995(GB/T 17626.5)
	整機靜電防護	1a 接觸放電 3級 1b 空氣放電 3級 執(zhí)行標準：IEC61000-4-2 1995(GB/T 17626.5)
可靠性	平均故障間隔時間(MTBF)	>5000小時
機體屬性	尺寸(長×寬×高)	160mm×87mm×32 mm(含接口長度)
	材料	鐵質(zhì)材料
	顏色	黑色
	凈重	430g
操作環(huán)境	工作溫度	0-55℃
	存儲溫度	-20-80℃
	濕度	0-95% （無凝結）
包裝	包裝	紙質(zhì)材料
	包裝盒體積	290mm×192mm×72mm

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（三）單路VGA視頻+音頻雙絞線中繼器UTP801AR2T

外觀圖：

面板接口示意圖：

功能情況：

    ●1組VGA視頻+音頻編碼信號RJ45接口輸入；

    ●1組路VGA視頻+音頻輸出；2組VGA視頻+音頻編碼信號RJ45接口輸出

    ●驅動功能，最遠支持150米；

    ●亮度、對比度調(diào)節(jié)；

    ●R G B 三顏色自動組配，不偏色

    ●支持12V DC ；

    ●搭配安裝固定支架；

    ●超強的防雷、防靜電、防浪涌功能，需要接地；

    ●超強的抗干擾功能；

    ●防震功能；

性能參數(shù)：

功能	接收信號數(shù)	1路
	分配發(fā)射信號數(shù)	2路
	傳輸距離	300米（最大）
	級聯(lián)數(shù)	3（最大）
電源部分	供電方式	電源適配器供電
	適應電壓范圍	12V DC
	功耗	<4W
視頻傳輸性能 及接口部分	視頻信號輸出接口	母制15針VGA座
	傳輸視頻信號輸出口	RJ45
	傳輸視頻信號輸入口	RJ45
	視頻信號處理帶寬	>350MHz(-3db)
	同步信號帶寬	1k-200kHz
音頻參數(shù)	接口	3.5mm立體聲音頻插座
	帶寬	10Hz-20KHZ
旋鈕調(diào)節(jié)	亮度	明暗調(diào)節(jié)
	對比度	清晰度調(diào)節(jié)
LED指示燈 （從上至下）	信號燈	綠色
	數(shù)據(jù)燈	黃色
	電源燈	紅色
防護	防浪涌	1KV 執(zhí)行標準：IEC61000-4-5
	整機靜電防護	1a 接觸放電 3級 1b 空氣放電 3級 執(zhí)行標準：IEC61000-4-2
可靠性	平均故障間隔時間(MTBF)	>5000小時
機體屬性	尺寸(長×寬×高)	160mm×90mm×32 mm（含接口長度）
	材料	鐵質(zhì)材料
	顏色	黑色
	重量	430g
操作環(huán)境	工作溫度	0-55℃
	存儲溫度	-20-80℃
	濕度	0-95% （無凝結）
包裝	包裝	紙盒
	包裝盒體積	285mm×192mm×72mm

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三、應用一：機車內(nèi)

（一）原理圖 

 

    播放機輸出1路VGA信號和一路音頻信號，通過VGA線纜和音頻線連接到發(fā)射器UTP816AT的信號輸入端口上，UTP816AT提供三組VGA信號加音頻信號的本地輸出，可以用來擴容時級聯(lián)使用，也可以接本地的監(jiān)聽監(jiān)視顯示音頻設備。

    UTP816AT提供16路RJ45輸出。發(fā)射器先將輸入的1組VGA視頻+音頻復制成19份，其中3份用來提供給本地的輸出，16份提供給RJ45輸出。這16份RJ45輸出的信號經(jīng)過了編碼和轉換處理，在保持原有信號特征的情況下增加抗干擾性和抗衰減的功能。發(fā)射器和中繼器、接收器之間的連接線纜為非屏蔽超5類網(wǎng)線UTP Cat 5e。

    每一個車廂安裝一個中繼器UTP801AR2T和一個接收器UTP801AT/R，中繼器接收到信號后將信號復制三份，其中一份轉換成為VGA信號和音頻信號提供給當?shù)兀?份通過濾波處理后，經(jīng)過RJ45接口增強發(fā)射出去。接收器接收到中繼器發(fā)射來的信號經(jīng)過濾波處理后轉換成顯示終端能夠識別的VGA信號和音頻信號，同時復制成2份備用。

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（二）列車信息發(fā)布系統(tǒng)傳輸方案構架

    發(fā)射器可以安裝在中部，也可以安裝在前端，應當根據(jù)實際情況來定。

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（三）單個車廂示意圖。

采用級聯(lián)的辦法。

（四）發(fā)射端示意圖

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應用二：站臺多媒體信息發(fā)布系統(tǒng)

（一）原理圖

    機車站臺信息發(fā)布系統(tǒng)的特點是有許多位置的信息發(fā)布點由兩塊背靠背的業(yè)績屏組合起來的，這兩個屏乃至于某個站臺的同一行駛方向的站臺上所有的屏的顯示內(nèi)容都是一致的。根據(jù)這個特點，我們首先采用UTP816AT廣播式的信號發(fā)射器，將信號通過網(wǎng)線延伸到需要的每一個點上，然后通過接收器UTP801AR將信號還原后分成兩路輸出，這樣就可以同時提供給背靠背的兩塊大屏使用。

    在安裝時，接收器可以安裝在顯示點的吊頂上的某一個位置，也可以安裝在背靠背的兩個屏中間形成的空間內(nèi)，接收器上都配有固定的耳朵，可以很方便的固定在需要的地方。如下圖。 

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    UTP816AT具備良好的兼容性和擴容性，如果一個站臺上的點很多，如64個點，我們可以將4臺UTP816AT級聯(lián)起來，達到擴容

    多個點的組合效果：

    信息發(fā)布系統(tǒng)還需要搭配信息發(fā)布管理軟件，這種在機車內(nèi)使用的軟件一般由專業(yè)的公司提供，這里不再闡述。

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四、物料清單和報價

    一列地鐵機車按照16個車廂計算，物料成本如下。

產(chǎn)品名稱	產(chǎn)品型號	數(shù)量	單位	單價(元)	小計
16路VGA視頻+音頻雙絞線發(fā)射器	UTP816AT		臺
單路VGA視頻+音頻雙絞線中繼器	UTP801AR2T		臺
16路VGA視頻+音頻雙絞線接收器	UTP801AR		臺
合計	￥元

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