讓工程師擺脫高清信號長距離傳輸的困擾

莊丹烽

一.高清信號長距離傳輸方案中“病癥”與“藥方”

隨著超高清4K畫面的普及，工程上經常會碰到需要將高清音視頻信號傳遞到二十米以上乃至上百米距離的項目。很多工程的設計、施工人員經常會為既要傳輸超高清信號又要解決傳輸超長距離的音視頻信號問題而勞心勞力，備受困擾。

因為在目前的音視頻市場，傳輸媒介普遍存在“信號傳輸距離短、傳輸帶寬不夠、信號容易受干擾、系統穩定性差、配套設備多，施工麻煩”六大問題。在十五米以上稍長距離的信號傳輸，業界大多數工程上采取原來通用方式：網絡延長器或光端機技術。雖然在一定程度上解決了長距離信號傳輸的困擾，但新的問題又出現了，信號傳輸的六大根本性問題依然無法得到妥善解決。

由圖1可見，網傳或光端機方案雖然在一定程度上緩解了長距離音視頻信號傳輸的困境，但也存在明顯的技術性短板：

1.器件和接口多；

2.布線復雜，施工麻煩，工程費時費力；

3.容易受電磁和射頻信號干擾；

4.系統穩定性差，容易出現狀況，后期需經常派人現場維護；

5.從設計、采購、施工三個環節都浪費人力。

顯然，既要實現長距離傳輸，又要保證高帶寬等相關性問題，以上方案仍然無法盡如人意地予以解決。

實際上，針對這樣的困擾，業內已經出現一種更有效的解決方案。利用光通訊先進的光傳輸技術和傳輸媒介，將光纖傳輸引入到音視頻行業，高度集成了長距離傳輸系統，通過一根一體化的混合光纖線，既實現音視頻高帶寬又實現超長距離傳輸；并且系統高度集成化，在使用過程當中，中間連接器件和接口少，有效解決傳輸鏈路穩定性問題；對電磁、射頻等環境也具有極強大的抗干擾性。

為了更好地說明這一傳輸方案的實用性，舉兩南一北三個大眾化工程案例：

第一個工程案例是中國天眼之貴州黔南平塘國際天文體驗館項目。

該天文體驗館中央大廳有9套激光球顯系統，其中最大球顯系統直徑15米，通過聲、光、電等特效科技，以全圍合視角多維度逼真模擬了太空星球的浩瀚，讓每位游客都有漫步太陽系的震撼體驗。這9套激光球顯系統，全部采用華光昱能產品進行音視頻信號的傳輸，每臺激光投影機球只需要一條40米的HDMI線，2個接口，就圓滿實現了超高清信號的長距離傳輸。

如果按照以往傳統的傳輸方案，從矩陣到投影機的距離有四十米，每套方案的解決方式是：

一條1.5米HDMI線+網絡延長器發送端+電源+插座+40米網線+網絡延長器接收端+電源+插座+一條1.5米HDMI線+40米電線（保證供電同相），每套傳輸方案都有10個環節，12個接口。

9套激光球顯系統就需要90個環節，108個接口，費時費力，并且隱患點多。

第二個工程案例是吉林農安千年遼塔展現3D神龍繞塔賀歲工程。

農安遼塔是我國最北端的一座佛塔，傳說是遼圣宗欽命所造。在2017年春節期間，十三層塔面近40米高的遼塔通過裸眼3D技術投影秀，用光電聲影在塔面繪聲繪色再現3D金龍繞塔飛舞，向農安廣大民眾恭祝新禧，成為當地新年一大勝景。實力擔綱此次遼塔3D神龍投影秀工程線路傳輸技術的，是華光昱能的HDMI傳輸系統。

此次3D神龍投影秀，如果按照傳統的傳輸方案，40米高的農安遼塔工程需要架設：

一條2米HDMI線+HDMI網絡延長器發送端+電源+插座+40米網線+HDMI網絡延長器接收端+電源+一條2米HDMI線+電源+插座+40米電線。

以往北方冬天的一些視覺工程項目，由于嚴寒的冰雪環境，傳輸鏈路特別容易發生意想不到的狀況，隱患多，十分折騰。由于采取傳統的傳輸方案，鏈路有10個環節、12個接口，無形中增加了許多故障點隱患。而此次農安遼塔選擇新方案：每個投影機只需要用一條40米的Hangalaxy品牌HDMI傳輸線傳輸，同樣是只需要一條線，2個接口，從矩陣到投影機的接口對接，即可簡便、高效地完成任務，并且冰天雪地的惡劣環境也絲毫無損音色畫面的高清品質。

第三個案例很平實，生活中卻蠻有代表性。

深圳某高端沉浸式體驗餐廳開業數月來，投影機的信號一直反反復復出現狀況：一是初始開機運行一切正常，半個小時后，投影機信號陸陸續續出現黑屏或藍屏；二是只要開關電動窗簾，相鄰兩臺投影機立馬出現藍屏；三是12臺投影機，其中9臺幾乎每天固定爆發藍屏，仿佛得了寒熱癥。

當時，有朋友介紹我們過去幫忙診斷。我們到現場一看，投影機信號傳輸距離近30米，12臺投影機均采用HDMI網絡延長器。

經過現場確診，我們確定“病癥”并開出“藥方”：

問題一，網絡延長器發熱導致信號傳輸不穩定；

問題二，電動窗簾馬達開動，產生電磁干擾，影響鏈路穩定。

解決方法很簡單，就是撤掉原來餐廳所有HDMI網絡延長器：

12條1.5米HDMI銅線+12個網絡延長器發送端+12個插座+12個電源+12條30米網線+12個網絡延長器接收端+12個電源+12條1.5米HDMI銅線+2個十座排插+12條電線三十米。

全部更換成華光昱能HDMI傳輸方案，采用Hangalaxy品牌12條（20米+30米）HDMI線。

自此，這家高端沉浸式體驗餐廳終于“柳暗花明”，淋漓盡致為VIP呈獻時尚、藝術與愉悅的享受。甲方維護工程師也終于“守得云開見月明”。

二.這一條神奇的線纜！華光昱能傳輸系統的技術創新

與市場普通的HDMI線、DVI線、USB線相比，華光昱能Hangalaxy品牌傳輸系統看似普通的一條線，實際包含了光電轉換芯片，激光器，探測器，光纖、銅纜等諸多硬件器件，同時也植入軟件，不折不扣是一套系統，把原本很復雜的系統做成看起來很簡單，用起來更簡便的線，把大器件小型精密化，這需要創新技術。

1.采用AOC混合光纜，音視頻信號采用光纖傳輸方式，確保百米長距離信號100%原生態無失真；EDID低速信號采用傳統銅線傳輸，確保極佳兼容性。

2.采用先進的光電超小芯片，芯片面積<1.2 mm2。

3.工藝采用COB（Chip On Bard）技術，相比傳統PCB走線，信號傳輸更高速，音像更細膩高保真；封裝技術采用晶圓直接耦合封裝，25um直徑的金線連接。

4 .光纖耦合采用超高精度（< 5um）光學對準。

華光昱能Hangalaxy品牌傳輸系統具有傳輸4K超高清信號；即插即用，無需外部供電（從主設備的外接插口取電），無需驅動程序；強抗電磁和射頻干擾；線纜輕、細、軟，重量和線徑只有傳統銅纜1/3；機械性能、拉伸性能、抗側壓性能、溫度性能以及阻燃性能更佳等優點。

支持分辨率：3840×2160@60HZ，支持3D信號；傳輸長度：>100m；線徑：5.0mm×5.0mm；重量：50米<1kg；最小繞線半徑：20mm；超低的功耗：< 2 5 0 m W ；標準長度：20m/25m/30m……100m（100米以上可定制）。

使用過程當中需要注意的幾個問題：

（1）部分混合矩陣、個別電腦的標準插口（如HDMI）接口電壓達不到國家標準5V，只有3.4V或3.9V，造成啟動不了傳輸線的芯片，點不亮設備現象；

（2）安裝過程中，沒留意布線的方向性問題（接口有標示Display/ Source），偶爾有布錯方向的現象；

（3）在三年多的項目使用中，雖然拉力達到100N， 依然有拉斷線的事情出現；要多加強產品使用的技術培訓；

（4）線纜柔軟性很好，可以繞手指頭，但不能一百八十度折后壓；

（5）工程穿32管。

三.應用場景廣泛

除了適用于常規的應用環境，華光昱能長距離傳輸系統已被廣泛運用于充滿挑戰性的環境中，如在展館、體育場、大型會議中心、演藝中心等投影機、矩陣、無縫拼接大屏幕以及戶外LED顯示屏、巨型LOGO墻、發燒友家庭影院等音視頻項目的運用；在機場、博物館、道路監控、軍事科研指揮中心、廣播電視直播間、演播室、游戲廳、電梯隨行電纜等安防、監控、指揮領域的運用；在醫學影像設備顯示、工業機器人、信號控制、機器視覺領域、工業打印領域、高清視頻監控領域、數字標牌、遠距離存儲系統等方面的應用……客戶群體遍布政府職能部門、會展中心、博物館、教育科研機構等企事業單位，成功合作項目迄今已超過一千八百個。

另外，除了HDMI接口線纜外，華光昱能成品線還有DVI、USB3.0、DP等接口類型，滿足不同場景和需求的應用。

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