捷控：分布式交互管理平臺工程設計方案

　　一、應用背景

　　先進(jìn)的數字化的模塊化的音視頻會(huì )議系統順應會(huì )議發(fā)展潮流，克服了傳統會(huì )議系統的不足，并以?xún)?yōu)異的性能使其在眾多的國際會(huì )議和高層會(huì )談上得到廣泛應用。隨著(zhù)基礎網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展，大大推動(dòng)了AV系統新技術(shù)新方案的發(fā)展與提升。整個(gè)行業(yè)對網(wǎng)絡(luò )數字技術(shù)投向了更多的目光，逐步形成了一套延時(shí)更低、傳輸質(zhì)量更高、網(wǎng)絡(luò )適應能力更強多媒體網(wǎng)絡(luò )傳輸協(xié)議出現。TCP/IP給我們提供了一個(gè)比較好的平臺，網(wǎng)絡(luò )的通用性、簡(jiǎn)易性和穩定性，讓數字網(wǎng)絡(luò )多媒體系統得到了充分的發(fā)展。因此我們在設計理念上也發(fā)生了重大的變革，對系統的設計者來(lái)說(shuō)系統越來(lái)越復雜，但是對于工程商施工布線(xiàn)、售后管理更加方便，對于用戶(hù)控制更為簡(jiǎn)單、快捷。

　　二、概述

　　云核-分布式云平臺(二代分布式智能控切系統)是捷控電子科技有限公司在深刻理解音視頻行業(yè)集成行業(yè)的設計、實(shí)施、效能、可靠性要求基礎上，以公司專(zhuān)注中央控制系統近10年的經(jīng)驗積累，以及國內首批研究開(kāi)發(fā)高清信號傳輸、處理、存儲、分配等設備獲取的豐富經(jīng)驗，充分研究音視頻控制系統發(fā)展潮流的基礎上，提出了IT技術(shù)與音視頻傳輸轉換、控制技術(shù)進(jìn)行融合， 即為A(udio)+V(ideo)+C(ontrol)+I(nformation)+T(echnology) = AVCIT 系統。AVCIT分布式智能空切系統大大了簡(jiǎn)化了工程布線(xiàn)，擴大了音視頻系統的應用范疇，更是提高了AV系統在各個(gè)領(lǐng)域的兼容性，使可視化信息技術(shù)在信息資源的主要交流場(chǎng)所—多媒體會(huì )議室中得到了更廣泛的應用。在本系統整個(gè)設計中我公司著(zhù)重考慮系統的科學(xué)性、設備的先進(jìn)性、功能的實(shí)用性、使用的可靠性，使音視頻系統達到國家一級標準。設備的選用、系統的設計思路超前，各系統設計指標滿(mǎn)足且超過(guò)現有的國家有關(guān)標準。同時(shí)，作為重要的活動(dòng)場(chǎng)所，各系統的安全可靠性無(wú)疑是最重要的。因此，在考慮整個(gè)系統的設計時(shí)，我們參考了許多會(huì )議室的設計，用以作為本會(huì )議室系統的設計基石。

　　云核 - 分布式云平臺 （二代分布式智能控切系統） 是交互體驗的一次完美升級，越來(lái)越多的應用在能源、交通、軍警公安、智能樓宇、安防、工廠(chǎng)自動(dòng)化等各行各業(yè)，并從行業(yè)用戶(hù)延伸至商業(yè)領(lǐng)域和民用領(lǐng)域。應用于多功能會(huì )議系統為單位提供從事重要會(huì )議的高級會(huì )議中心，系統將高質(zhì)量的音頻、視頻和諸多智能特性緊密結合在一起，通過(guò)分布式控制系統的數字信號化處理、信息控制和數據傳輸等新技術(shù)的融入，實(shí)現功能更多、更齊全的視頻傳輸、信息傳輸等功能。

　　多功能會(huì )議系統是在中央控制系統的軟件、硬件的支持下，將各種會(huì )議系統及相關(guān)設備，如：

　　l        數字會(huì )議系統;

　　l        信號切換系統;

　　l        遠程會(huì )議系統;

　　l        多媒體顯示系統;

　　l        會(huì )議實(shí)時(shí)錄音錄像系統;

　　l        擴聲系統;

　　l        實(shí)物投影系統;

　　l        集中控制系統等有機地集成在一起，形成一個(gè)完整的多功能的會(huì )議系統。

　　三、云核-分布式云平臺應用

　　云核-分布式云平臺涉及的內容可依據不同的需求便捷的滿(mǎn)足所有的會(huì )議可能性，大致可分為4類(lèi)的應用設計方案。大型指揮中心;互動(dòng)會(huì )議;多個(gè)異地異地會(huì )議;智能家居等。

　　根據不同會(huì )議室面獨特性進(jìn)行設計，在嚴格按照用戶(hù)需求的基礎上，利用豐富的項目工程設計經(jīng)驗，設計出一套完美的設計方案。各個(gè)會(huì )議室都能恰到好處的滿(mǎn)足需求實(shí)現各種各樣的功能，例如：

　　l        分布式智能控制與切換;

　　l        會(huì )議討論發(fā)言表決;

　　l        完美的音響擴聲;

　　l        異常便利的無(wú)線(xiàn)投影;

　　l        穩定性以及方便信號切換的有線(xiàn)投影;

　　l        遠程視頻會(huì )議;

　　l        人機友好的交互式顯示功能，等等

　　設計當中我們有根據會(huì )議室的不同需求有傾向性的側重某系統的設計與描述，力求整個(gè)方案既全面而又有所側重，完美的展示出該方案的設計重點(diǎn)以及設計思路，在方案實(shí)施過(guò)程中給與最大幫助。

　　三、分布式特點(diǎn)

　　1.      系統具備交互式控制和顯示功能：

　　a)在PAD端可預覽所有單元發(fā)出的視頻;

　　b)可以將視頻在PAD上的虛擬拼接屏進(jìn)行拼接、層疊，對應的物理拼接屏實(shí)現和PAD完全一樣的視頻組合方式，所見(jiàn)所得;

　　c)PAD可感知單元控制的設備的狀態(tài)和數據;

　　d)PAD可在視頻預覽框直接對設備進(jìn)行控制;

　　e)PAD端能預覽?？?、大華等主流IPC視頻。

　　2.      可布置云服務(wù)器，進(jìn)行視頻互聯(lián)網(wǎng)交互，實(shí)現多個(gè)單元跨區域遠程互聯(lián)，進(jìn)行視頻信號獲取或者推送。

　　3.      系統為完全分布式結構，無(wú)服務(wù)器。系統中任意一個(gè)單元斷電，均不影響系統繼續運行，僅影響該單元對應的局部功能。

　　4.      系統具備嚴格的權限控制能力：在可編程人機界面上，管理員可獨立創(chuàng )建和刪除用戶(hù)，并對其控制行為進(jìn)行嚴格區隔，對用戶(hù)進(jìn)行授權管理。管理員也能修改自己和其他用戶(hù)的密碼。管理員上述管理能力完全不需要制造商、系統集成商參與即可在可編程界面上完成，僅存儲于本地，操作過(guò)程無(wú)需聯(lián)網(wǎng)，安全保密。

　　5.      云中控功能。系統可配備多個(gè)計算單元，并組成控制云。任意一個(gè)單元發(fā)生意外情況，其他計算單元能無(wú)縫接管控制權限，包括人機界面狀態(tài)、歷史動(dòng)作等均可無(wú)縫銜接，用戶(hù)完全無(wú)法感覺(jué)計算單元發(fā)生了改變。該功能特別適用于高可靠性場(chǎng)合。

　　6.      系統場(chǎng)景一鍵恢復功能。系統中具備可編程存儲能力，可在斷電重啟后完全恢復系統中的任意控制狀態(tài)到斷電以前：包括音量的大小、燈光的狀態(tài)、調光的亮度、溫度濕度等，而無(wú)需逐一設置。

　　7.      每個(gè)單元均具備音頻、視頻、控制的雙向交互能力：即可將本地高清視頻編碼回傳，同時(shí)可并行解碼16路(其中4路為高清)其他單元的信號任意拼接、縮放(scale)輸出。

　　8.      每個(gè)單元硬件具備1路高清輸入，1路高清輸出、1路模擬高清輸出(VGA或色差)，2路復合視頻輸出。4路輸出可同源也可不同源。

　　9.      強大的音頻處理能力：

　　a) 每個(gè)單元音頻和視頻分開(kāi)獨立傳輸;

　　b) 每個(gè)單元輸出音頻可以指定任意一路音頻流，達到音視頻既可同源，也可不同源;

　　c) 每個(gè)單元具備模擬音頻輸入接口，傳輸的音頻可以為HDMI音頻解嵌，也可以為模 擬音頻輸入;

　　d) 每路音頻可通過(guò)無(wú)極旋鈕或者指令控制音量大小。

　　10.  每個(gè)單元具備1路雙向RS232串口、3路紅外發(fā)送端子、3路IO端子控制能力，既可以受控發(fā)送RS232信號、紅外信號和IO信號，也能獲取RS232信號和IO信號發(fā)送到計算單元進(jìn)行預定動(dòng)作，并能反饋到操作PAD上。

　　11.  每個(gè)單元均有發(fā)現協(xié)議和對時(shí)協(xié)議，確保單個(gè)視頻流在多個(gè)單元分割輸出顯示時(shí)幀同步。

　　12.  可接入?？?、大華等主流監控攝像頭的信號，既可以在PAD上顯示，也可以在大屏上顯示。

　　13.  在云服務(wù)器協(xié)助下，智能手機可拍攝本地視頻并遠程異地投放到拼接大屏幕上。

　　14.  高清底圖能力，任意單元均可輸出1080P高清底圖。最大情況下可組成5.28億像素的超高清底圖。

　　15.  高清地圖能力，在聯(lián)網(wǎng)情況下，可通過(guò)pad，設定將任意位置為中心的超高清地圖發(fā)送到大屏上。地圖可以是城市地區三維地圖、衛星地圖和交通地圖。

　　16.    可多個(gè)PAD同時(shí)控制，不論視頻畫(huà)面、反饋信息等均完全同步。

　　五、客戶(hù)需求

　　會(huì )議系統正常運作，通常由控制信號保障設備受控，音視頻設備的信號能夠正常傳輸表達而組成會(huì )議系統的運作，會(huì )議系統故障最大的威脅來(lái)源于信號的傳輸中斷，而會(huì )議系統中涉及信號處理和傳輸的設備包括中控，音視頻矩陣，信號延長(cháng)器/轉換器，信號傳輸線(xiàn)材等，由于信號的處理以及傳輸依賴(lài)硬件設備的組合傳播，而單條線(xiàn)路的各設備都是唯一的，所以單條線(xiàn)路上任一設備出現故障都會(huì )導致信號傳輸的中斷，而目前最佳的改造方案就是采用分布式網(wǎng)線(xiàn)布線(xiàn)，節點(diǎn)圖像回顯預覽，實(shí)時(shí)跟進(jìn)每個(gè)節點(diǎn)是否正常運行，替換線(xiàn)材和增減節點(diǎn)對整個(gè)系統操作簡(jiǎn)便，提高系統的穩定性。

　　l        系統規模不斷增大，系統擴展能力不再受限

　　l        大量音視頻數據同時(shí)、實(shí)時(shí)處理與顯示

　　l        視頻信號的遠程傳輸與管理

　　l        靈活的控制方式、友好的人機界面、分級權限管理

　　l        高品質(zhì)圖像畫(huà)質(zhì)需求

　　l        控制系統穩定性要求不斷提高

　　l        節能環(huán)保理念的深入、低碳化運營(yíng)的需求

　　六、系統簡(jiǎn)介

　　大規模多功能會(huì )議廳解決方案（兩會(huì )場(chǎng)）

　　六、系統組成;

　　l        分布式拼接控制系統是一種：基于網(wǎng)絡(luò )交換架構的并行數據傳輸與節點(diǎn)化

　　l        分散式處理的控制系統，主要由以下組件構成：

　　l        數據傳輸與交換：以太網(wǎng)交換機;

　　l        信號采集節點(diǎn)：獨立、模塊化的數字/模擬RGB、標清視頻、高清視頻等，可同步/異步傳輸音頻信號;

　　l        信號輸出節點(diǎn)：獨立、模塊化的數字/模擬輸出;

　　l        控制端：多種模式，標準PC界面、iPAD、中控集成界面等，進(jìn)行信號調度、視窗管理、參數調整、系統設置等。

　　七、系統介紹：     分布式拼接控制系統其數據的處理與傳輸都通過(guò)網(wǎng)絡(luò )交換機實(shí)現，且網(wǎng)絡(luò )架構傳輸采用并行處理模式，每路信號都單獨傳輸，互不影響，從而可以充分利用每路網(wǎng)絡(luò )的帶寬;網(wǎng)絡(luò )交換機的背板帶寬一般大于端口數量的兩倍，舉例來(lái)說(shuō)，一個(gè)48口千兆網(wǎng)絡(luò )交換機，其標稱(chēng)背板帶寬一般為96Gbps，即可以滿(mǎn)足上下行同時(shí)達到千兆的數據處理要求，從理論上來(lái)說(shuō)，分布式拼接控制系統采用網(wǎng)絡(luò )化傳輸與數據處理，已經(jīng)沒(méi)有了交換帶寬的瓶頸，可以使數據在整個(gè)網(wǎng)絡(luò )中暢通無(wú)阻;采用基于分布式計算的架構，系統處理能力與規模成正比，愈大愈強且擁有較高的應用規模彈性，小到2*2拼接，大到百面屏系統均能輕松應對。大型項目只能采用多機級聯(lián)的方案，而這種方案恰恰會(huì )造成數據傳輸的瓶頸，出現跨機開(kāi)窗口限制，操作起來(lái)諸多不便。后期再進(jìn)一步擴展輸入輸出規模更是難以實(shí)現。分布式系統在系統建設、系統擴展與規模能力上，具有傳統集中式，嵌入式等系統無(wú)法比擬的優(yōu)勢。

　　八、系統性能

　　智慧家庭解決方案

　　l        網(wǎng)絡(luò )化、數字化、分布式架構設計： 分布式會(huì )議系統采用業(yè)界最先進(jìn)的分布式處理架構，以網(wǎng)絡(luò )交換機為核心，將各種類(lèi)型的音視頻信號進(jìn)行獨立的網(wǎng)絡(luò )化、數字化編碼、傳輸并進(jìn)行解碼顯示，從根本上解決了傳統方案的信號噪聲干擾、遠距離傳輸衰減、信號質(zhì)量下降等技術(shù)難點(diǎn);分布式、節點(diǎn)化的軟硬件設計，使得系統系能和穩定性都大幅提高;

　　l         超強信號顯示能力： 系統可實(shí)現所有信號源的接入管理、上屏顯示，任一信號源可實(shí)現在大屏幕墻以任意大小在任意位置進(jìn)行開(kāi)窗，可實(shí)現窗口的任意跨屏、漫游、疊加顯示;每個(gè)解碼處理單元最高可達1920×1200全高清輸出，每個(gè)單元可同時(shí)開(kāi)啟16個(gè)任意實(shí)時(shí)活動(dòng)視窗;

　　l        廣泛的信號源類(lèi)型支持： 系統對于信號源的支持，可涵蓋目前市面上幾乎所有的類(lèi)型;

　　l        超強系統擴展能力： 基于網(wǎng)絡(luò )的智能云系統，接入信號路數不受限制，接入節點(diǎn)數量不再受限，可支持任意規模的拼接墻設置與管理，各種類(lèi)型的信號源可被任意添加、控制，系統規模最大可達65535個(gè)節點(diǎn);

　　l        超大分辨率信號源處理與顯示： 系統可選配UDESK超高分辨率軟件模塊，實(shí)現地理信息系統(GIS)、衛星定位系統(GPS)、電力監控系統(SCADA)、行車(chē)調度系統(SIG)等專(zhuān)業(yè)應用的超高分辨率動(dòng)態(tài)圖像信號在拼接墻上完整、實(shí)時(shí)顯示，可支持多個(gè)超高分辨率圖像同時(shí)顯示與窗口疊加;

　　l        海量IP Camera信號接入處理能力： 可實(shí)現標準格式IP Camera的接入和處理顯示，不需要額外配置解碼器等設備，支持CIF、D1、720P、1080i、1080P等各種類(lèi)型IP攝像機，支持多路IP Camera視頻窗口任意大小、任意位置、任意疊加方式實(shí)時(shí)顯示;兼容國內主流品牌型號，新型IP Camera可在一天內實(shí)現接入支持，支持矩陣輸入輸出切換，單臺服務(wù)器最高支持256路IPC輸入，16路IPC輸出上屏;

　　l        完美支持第三方設備控制接入： 系統已集成國內外多家中控設備的支持，可使用無(wú)線(xiàn)中控、iPad、Android Pad、觸摸屏等對系統進(jìn)行拼接管理、視窗管理、預案調度、矩陣設備管理、本地回顯等功能操作;可對客戶(hù)已有或自購第三方設備進(jìn)行快速軟件定制與開(kāi)發(fā)支持;

　　l        自主開(kāi)發(fā)出云中控主機，控制方式： 包括IR、繼電器、RS-232、RS-485，能夠對窗簾、音響設備、播放器、燈光、拼接單元、攝像機、云臺等設備進(jìn)行遠程控制，作為顯控功能的擴展，使大屏系統達到了前所未有的強大整合能力;

　　l        錄播功能的完美融合 ：市面上常見(jiàn)的控制系統功能較為獨立，大部分均為單純的拼接控制功能;系統自身集成了錄播功能，可在實(shí)現拼接控制的同時(shí)，具備錄播功能，為客戶(hù)實(shí)現低碼流、節約化的錄制、回放與錄播管理功能;

　　l        真正實(shí)現遠程Internet音視頻傳輸與顯示： 與市面上同類(lèi)產(chǎn)品相比，系統通過(guò)更加成熟的音視頻編解碼算法實(shí)現極低的碼流處理與傳輸，在2M的家用網(wǎng)絡(luò )內可實(shí)現視頻、電腦RGB信號的傳輸與解碼顯示，在商用10M的網(wǎng)絡(luò )內，可實(shí)現高清視頻全球化Internet傳輸與顯示，真正意義上實(shí)現大屏幕拼接控制領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò )化、遠程化與多地聯(lián)動(dòng)解決方案;

　　展覽展示解決方案

　　l        高度穩定的系統能力： 分布式、節點(diǎn)化的設計方案，使得分布式拼接控制系統對于穩定性有了極大的提高，單點(diǎn)故障對于系統無(wú)全局影響，維護便捷、無(wú)需系統停工;無(wú)傳統PC架構控制系統固有缺陷和技術(shù)瓶頸，真正意義上實(shí)現熱插拔、低功耗、安全可靠;

　　l        系統擴展性： 分布式拼接控制系統與智能云拼接系統，其數據的處理與傳輸都通過(guò)網(wǎng)絡(luò )交換機實(shí)現，且網(wǎng)絡(luò )架構傳輸采用并行處理模式，每路信號都單獨傳輸，互不影響，從而可以充分利用每路網(wǎng)絡(luò )的帶寬;網(wǎng)絡(luò )交換機的背板帶寬一般大于端口數量的兩倍，舉例來(lái)說(shuō)，一個(gè)48口千兆網(wǎng)絡(luò )交換機，其標稱(chēng)背板帶寬一般為96Gbps，即可以滿(mǎn)足上下行同時(shí)達到千兆的數據處理要求，從理論上來(lái)說(shuō)，分布式拼接控制系統采用網(wǎng)絡(luò )化傳輸與數據處理，已經(jīng)沒(méi)有了交換帶寬的瓶頸，可以使數據在整個(gè)網(wǎng)絡(luò )中暢通無(wú)阻;采用基于分布式計算的架構，系統處理能力與規模成正比，愈大愈強且擁有較高的應用規模彈性，小到2*2拼接，大到百面屏系統均能輕松應對。

　　l        性能比較：

　　l        系統穩定性對比

　　九、技術(shù)參數：