分布式非IP光纤拼接在指挥中心大屏拼接显示方案的创新应用

分布式非 IP 光纤拼接技术 在大屏拼接显示行业的创新应用 近年来，国内不断推进全面数字化、信息化发展，并且新型基础设施建设的加持 下， 大屏拼接显示行业将迎来一轮新的高速发展浪潮，基于对监控显示与信息展 示的庞大需求，在不同的领域特别是以安防监控为主的指挥调度、展览展示、大 数据分析、会议视讯、户外宣传广告等为主的场合被广泛应用。 1 大屏拼接显示行业发展趋势 在大屏拼接显示项目的建设中，拼接处理器对大屏显示效果发挥着关键作用，大 家却很容易将关注焦点聚焦在拼接显示单元上，作为整个大屏显示系统“大脑” 的拼接处理器往往被人忽视。所有信息必须经过这个“大脑”来引导和处理才能 呈现在显示端上，所以说，大屏拼接处理器的优劣直接决定着大屏显示效果的好 坏。从目前的行业发展来看，结合显示技术、传输技术以及应用领域的拓展，大 屏拼接显示行业出现以下几种发展态势 （1）画质高清化 拼接显示单元的品种和形式越来越丰富，出现 LCD 液晶拼接屏、DLP 拼接屏、 投影融合、LED 小间距、触摸一体机等多种显示设备并存的市场景象。随着显示 技术的进步，大屏显示已经逐渐从 1920*1080 升级到 4K，满足高分辨率显示 的需求。 LED 屏的分辨率随着小间距的广泛性应用实现不断突破， 而小间距高清 显示屏也成为大屏显示市场的热门焦点。 当传输内容趋向高清化， 需要新的传输介质和传输产品可以实现在前端显示全高 清、真高清内容。传统的复合视频接口、VGA 等接口已经不能满足高分辨率传 输的应用需求，传输技术进步衍生的 DVI、HDMI、DP、SDI 等接口实现了数字 高清化的发展。 当 4K 分辨率应用逐渐普及，对传统的拼接处理技术是一项挑战，但又是拼接处 理技术进步的重要推动力。4K 显示对传输的同步性与稳定性、画面质量有着严 苛要求，要求信息从源头到传输再到大屏显示，整个过程实时传输，不卡顿不黑 屏，画质完整无损，这对于传统的 IP 分布式处理器难以满足。 （2）功能多样化 控制系统智能化的同时， 也丰富了拼接处理器的功能应用， 现在已实现整屏显示、 分割、跨屏、叠加漫游、多信号显示等多功能。传统大屏拼接显示内容有电脑预 制的，也有数据之间交互产生的，随着网络应用的普及，内容来源还包括远程监 控、异地会议等动态内容，图像的清晰度更高，并实现 4K 显示。 （3）大尺寸化与特殊分辨率 除了功能多样化，大屏的形状与大小规模变化也具有多样化的特点。单屏的尺寸 将会越来越大，80 寸、84 寸、100 寸、120 寸等大尺寸一体机越来越多被采用， 既可以单独作为一个显示屏使用，又可以拼接起来。根据项目实际需求，灵活的 拼接组合模式便于多套大屏或者大屏集群在不同的场所应用。 特殊分辨率更是大屏显示应用的一大亮点，弧形屏、柱形屏、球幕等不规范的形 状， 给予用户在内容展示方式和观感体验上创造无限的可能性，特殊分辨率常常 被用于展览展示、娱乐场合，为观众打造极致的视觉盛宴。 2 图像拼接处理器的需求变化 应用于大屏拼接显示方案的图像拼接处理器需求量庞大，在在科学教育，军事指 挥，展览展示，交通安全管理，监控、能源、医疗、交通、军警公安、智能楼宇、 工厂自动化等各行各业被广泛使用，都离不开用于画面显示的大屏设备，各种不 同规模和材质的大屏在信号显示、坐席协作的过程中发挥着重要作用。图像拼接 处理器是大屏显示系统不可或缺的部分， 负责将一个完整的信号画面划分为数个 等分部分，分配给同样数量的画面显示单元，通过多个普通画面显示单元组成大 规模的信号图像显示屏。 随着大屏拼接显示系统的数据和视频等内容的复杂程度越来越高， 统一调度管理 系统信号源，同时在拼接墙中显示，显示方式灵活多样，如开窗、漫游、缩放、 跨屏、叠加、分割等，实现数据、高清音视频等所有信息的有效展示。如何把拼 接显示系统画面做得更完整更完美，是未来大屏拼接显示行业的追求目标。 大屏拼接显示市场体量巨大，应用潜力可期。用户和集成商怎样才能选择优秀的 产品或解决方案呢建议从以下五个要素对大屏拼接处理器进行考量 1 稳定性。拼接处理器的稳定性是保证整个系统安全稳定的重要部分，特别是 对于大型会议中心等场景； 2 同步性。同步性是保障画面显示完整度的重要标准，较低的同步性会出现画 面撕裂、导致系统不可用； 3 刷新率。刷新率决定了大屏的显示效果，更高的刷新率可以带来更好的视觉 效果； 4 可维护性。可维护性是大屏显示系统耐用度的重要指标，保持系统功能的持 续更新； 5 性价比。性价比决定着整个系统的建设成本，较低的性价比会让大屏系统挤 占其他设备的成本空间。 传统市场常见的拼接处理器有集中式处理器、IP 分布式处理器。集中式处理器 架构简单，所有信号汇集到一个点再分发出去，扩展性弱，产品同质化严重，但 设备成本低，适用于预算不高的小型项目。 分布式处理器采用 IP 架构，所有信号通过网络传输，由输入节点、交换机、服 务器、输出节点组成，扩展性较强，后期可以根据需求增添新信号新节点，且操 作简单。但是，当网络不稳定时，直接影响整个系统的稳定；当网络被攻击时， 直接威胁到系统信息的安全。在传输过程中图像容易受网速限制而被压缩，画面 质量下降。在实现海量数据并发处理或超高分大数据平台运行时，存在卡顿、延 时、同步性弱等问题。 在高分辨率显示领域，传统拼接处理技术难以满足高稳定性、高同步性、高刷新 率、高性价比的市场需求，亟需一种新技术能够优化产品性能、功能以及成本， 推动大屏拼接显示行业发展，助力更多应用落地。 3 浅谈分布式非 IP 光纤拼接技术创新性 非 IP 光纤拼接技术作为新技术具有突出优势。分布式非 IP 光纤拼接平台是行业 独有的非 IP、全光纤、分布式拼接处理器，突破传统拼接处理器技术架构，创 造性采用分布式非 IP 光纤架构，同步性大大提高，也具有分布式架构的优势， 可以同时支持高达 768 路画面，实现海量高性能的影像处理和大规模的信号显 示，适用于超大规模的大屏显示系统。 3.1 性能创新 （1）系统配置简单 分布式非 IP 光纤拼接平台由分布式光纤输入端、分布式光纤拼接主机、分布式 光纤拼控节点三大部件组成， 不再需要分配器、 传输器、 多平处理器等额外设备， 即可解决大屏显示的各种需求，大大降低了建设成本，性价比显著提高。 图 1 分布式非 IP 光纤拼接平台系统图 （2）分布式非 IP 光纤架构设计 采用嵌入式主机芯片的分布式架构设计， 以及三大组成部件的设置共同简化了系 统整体架构，不需要接入额外设备即可具备分配器、传输器、矩阵、多屏处理器 等多功能，使得设备节点相互独立，相互之间不受牵制，单个节点出现故障时并 不影响系统整体运行，只需要对故障节点进行维修或更换，保障了系统 7*24 运 行的稳定可靠，节省维护成本。 分布式非 IP 光纤拼接平台支持显示墙上每个显示单元可同时打开同一信号源， 实现组播功能；支持同时打开几百路信号，高达 60 帧每秒的刷新率，全屏切换 速度小于 100ms，信号刷新速度快，大屏可以获得良好的画面显示效果，信息 传递和领导决策的效率大大提高。 （3）同步实时性强 非 IP 全光纤的架构从硬件角