300米HDMI高清信号长距离传输简便高效的技术方案

电源

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清信号长距离传输简便高效的技术方案

文/华光昱能庄丹烽

一、高清信号长距离传输方案常见的“病症”与“药方”

1、传统的网络延长器或光端机方案无法解决信号传输六大根本性问题

随着超高清4K画面的普及，工程上经常会碰到需要将高清音视频信号传递到二十米以上乃至上百米距离的项目。很多工程的设计、施工人员经常会为既要传输超高清信号又要解决传输超长距离的音视频信号问题而劳心劳力，备受困扰。

因为在目前的音视频市场，传输媒介普遍存在“信号传输距离短、传输带宽不够、信号容易受干扰、系统稳定性差、配套设备多，施工麻烦”六大问题。在十五米以上稍长距离的信号传输，业界大多数工程上采取原来通用方式——网络延长器或光端机技术。这虽然在一定程度上解决了长距离信号传输的困扰，但新的问题又出现了，信号传输的六大根本性问题依然无法得到妥善解决。

下图1为网传或光端机远距离传输方案：

图1，网传与光端机长距离传输方案

由上图可见，网传或光端机方案虽然在一定程度上缓解了长距离音视频信号传输的困境，但也存在明显的技术性弊端:

1、器件和接口多；

2、布线复杂，施工麻烦，工程费时费力；

3、容易受电磁和射频信号干扰；

4、系统稳定性差，容易出现状况，后期需经常派人现场维护；

5、从设计、采购、施工三个环节都浪费很多人力财力。

事实可见，既要实现长距离传输，又要保证高带宽等根本性问题，以上方案仍然无法尽如人意地予以解决。

2、长距离传输系统用一条高度集成化的混合光纤线化解瓶颈

实际上，针对高清信号长距离传输的困扰，业内已经出现一种更便捷高效的解决方案，即是深圳华光昱能科技有限公司推出的高度集成了HDMI/DVI/DP等接口的长距离传输方案，并于2014年初开始首家在音视频行业市场推广使用，一直深受了解和接触过的工程师们所推崇和首选。

华光昱能利用光通讯先进的传输技术和传输媒介，创造性将光纤传输引入到音视频行业，高度集成了长距离传输系统，通过一根一体化的混合光纤线，既实现音视频高带宽又实现超长距离传输；并且系统高度集成化，中间连接器件和接口少，有效解决传输链路稳定性问题；对电磁、射频等环境也具有极强大的抗干扰性。

下图2为华光昱能HDMI/DVI/USB/DP传输方案：

图2，华光昱能HDMI/DVI/USB/DP传输方案

二、长距离传输系统工程案例剖析与经验总结

这几年，华光昱能Hangalaxy品牌长距离传输系统已被广泛运用于充满挑战性的环境中，如:1、在展馆、体育场、大型会议中心、演艺中心等投影机、矩阵、无缝拼接大屏幕以及户外LED显示屏、巨型LOGO墙、发烧友家庭影院等音视频项目的运用；2、在机场、博物馆、道路监控、军事科研指挥中心、广播电视直播间、演播室、游戏厅、电梯随行电缆等安防、监控、指挥领域的运用；3、在医学影像设备显示、工业机器人、信号控制、机器视觉领域、工业打印领域、高清视频监控领域、数字标牌、远距离存储系统等方面的应用……

目前华光昱能成功合作的项目有1800多个:贵州黔南克度大射电（世界最大天文台，直径500m)、深圳市民中心、上海中心，大亚湾核电站、宁德核电站、大疆创新、华大基因、清华大学研究生院、浙江大学、中国矿业大学、国家会计学院、安徽医科大、广西壮族自治区党校、哈尔滨市***等***项目、会展中心、博物馆、教育科研机构等单位……

在众多工程案例中，我特意选三个比较有代表性的案例与大家分享：

第一个工程案例：全国首部大型实景沉浸体验魔幻光影秀 《满秀》

在河北承德宽城满族花溪城演出轰动一时的全国首部大型实景沉浸体验魔幻光影秀《满秀》，通过10000平方米的全息影像、6.1声道音响技术和34台3万流明激光投影仪打造气势恢宏的大场景，惟美呈现满族先民的创世神话。这部光影大秀的盛装展演，也有华光昱能传输系统的助力。

下图3为华光昱能工程案例之《满秀》光影秀彩排现场

图3为华光昱能工程案例之《满秀》光影秀彩排现场

下图4为华光昱能工程案例之《满秀》光影秀表演场景

图4为华光昱能工程案例之《满秀》光影秀表演场景

在《满秀》这部大型实景沉浸体验魔幻光影秀中，投影工程主要的设备有：34台松下Pt-srz31k 3 万流明投影机，nvda1060显卡和一系列组装电脑。本来这样庞大的项目，如果采用传统的传输方式布线，定然少不了劳心劳力。但项目组与华光昱能团队已有多次成功合作，这次《满秀》光影传输线自然而然全部采用华光昱能长距离传输系统，即采用华光昱能100米HDMI传输系统14条，50米HDMI传输系统16条。区区30条华光昱能长距离传输线，从显卡到投影机一对一接，一条线两个接口，就这么简便、高效地实力担当起整台光影秀磅礴壮观的高清画质的传输。

下图5为《满秀》光影秀现场简洁清爽的机柜令人赏心悦目

图5为《满秀》光影秀现场简洁清爽的机柜令人赏心悦目

下图6为《满秀》光影秀投影专业安装点位置图

图6为《满秀》光影秀投影专业安装点位置图

第二个工程案例：深圳某高端沉浸式体验餐厅

这个案例很平实，生活中却蛮有代表性。该体验餐厅开业四个月来，投影机的信号一直反反复复出现状况：一是初始开机运行一切正常，半个小时后，投影机信号陆陆续续出现黑屏或蓝屏。二是只要开关电动窗帘，相邻两台投影机立马出现蓝屏。三是12台投影机，其中9台几乎每天固定爆发蓝屏，仿佛得了寒热症。

下图7为华光昱能工程案例之深圳某高端沉浸式体验餐厅

图7为深圳某高端沉浸式体验餐厅

当我们应邀过去帮忙诊断，到现场一看，投影机信号传输距离近30米，12台投影机均采用HDMI网络延长器方案。

下图8为体验餐厅当时的机房布线。

图8为体验餐厅当时的机房布线

经过现场确诊，我们确定“病症”并开出“药方”：

问题一，网络延长器发热导致信号传输不稳定；

问题二，电动窗帘马达开动，产生电磁干扰，影响链路稳定。

解决方法很简单，就是撤掉原来餐厅所有HDMI网络延长器传输方案：

12条1.5米HDMI铜线＋12个网络延长器发送端＋12个插座＋12个电源＋12条30米网线＋12个网络延长器接收端＋12个电源＋12条1.5米HDMI铜线＋ 2个十座排插＋12条电线30米。

全部更换成华光昱能HDMI传输方案，采用Hangalaxy品牌12条（6条20米，6条30米）HDMI传输系统。

自此，这家高端沉浸式体验餐厅终于重现欢颜，甲方维护工程师也终于解脱困境。

第三个工程案例：中国天眼之贵州黔南平塘国际天文体验馆项目

下图9为华光昱能工程案例之贵州黔南平塘国际天文体验馆项目

图9为贵州黔南平塘国际天文体验馆项目

该天文体验馆中央大厅有9套激光球显系统，其中最大球显系统直径15米，通过声、光、电等特效科技，以全围合视角多维度逼真模拟了太空星球的浩瀚，让每位游客都有漫步太阳系的震撼体验。这9套激光球显系统，全部采用华光昱能产品进行音视频信号的传输，每台激光投影机球只需要一条40米的HDMI成品线，仅九条线就圆满实现了超高清信号的长距离传输期望。

如果按照以往传统的传输方案，从矩阵到投影机的距离有四十米，每套方案的解决方式是：

一条1.5米HDMI线＋网络延长器发送端＋电源＋插座＋40米网线＋网络延长器接收端＋电源＋插座＋一条1.5米HDMI线＋40米电线（保证供电同相），每套传输方案都有10个环节，12个接口。

9套激光球显系统就需要90个环节，108个接口，费时费力，并且隐患点多。

华光昱能产品使用经验总结：

（1）部分混合矩阵、个别电脑的标准插口（如HDMI）接口电压达不到国家标准5V，只有3.4V或3.9V，造成启动不了传输线的芯片，点不亮设备现象。

（2）安装过程中，没留意布线的方向性问题（接口有标示Display / Source）,偶尔有布错方向的现象。

（3）在三年多的项目使用中，虽然拉力达到100N, 依然有拉断线的事情出现。改变线缆颜色为黄色，起警示色作用。

（4）线缆柔软性很好，可以绕手指头，但不能一百八十度折后压。

（5）工程穿32管。

三、高科技传输媒介，专为高效布线而设计

与市场普通的HDMI线、DVI线、USB线相比，华光昱能Hangalaxy品牌传输系统看似普通的一条线，实际包含了光电转换芯片，激光器，探测器，光纤、铜缆等诸多硬件器件，同时也植入软件，不折不扣是一套系统。把原本很复杂的系统做成看起来很简单，用起来更简便的线，把大器件小型精密化，这需要创新技术。

下图10为华光昱能HDMI传输系统

图10为Hangalaxy品牌HDMI传输系统

华光昱能传输系统的创新点在于：

1、采用AOC混合光缆，音视频信号采用光纤传输方式，确保百米长距离信号100%原生态无失真；EDID低速信号采用传统铜线传输，确保极佳兼容性。

2、采用先进的光电超小芯片，芯片面积< 1.2 mm2。

3、工艺采用COB（Chip On Bard）技术，相比传统PCB走线，信号传输更高速，音像更细腻高保真；封装技术采用晶圆直接耦合封装，25um直径的金线连接，确保信号传输、兼容性及信息处理效率。

4、光纤耦合采用超高精度（< 5um）光学对准。

华光昱能Hangalaxy品牌传输系统具有传输4K超高清信号；即插即用，无需外部供电（从主设备的外接插口取电），无需驱动程序；强抗电磁和射频干扰；线缆轻、细、软，重量和线径只有传统铜缆1/3；机械性能、拉伸性能、抗侧压性能、温度性能以及阻燃性能更佳等优点。

产品技术参数如下——

支持分辨率：3840×2160@60HZ，支持3D信号；

传输长度：> 100m

线径：5.0mm×5.0mm

重量：50米< 1kg

最小绕线半径：20mm

超低的功耗：< 250mW

标准长度：20m/25m/30m……100m（100米以上可定制）。

如今，满大街的长距离传输方案让人眼花缭乱，而真正贴心舒适的使用体验却少之又少。华光昱能一直坚守匠心精神做好产品，期冀Hangalaxy传输系统更加以人为本，发挥出化繁为简的能量，让繁琐的布线工程简便快捷，既让工程师们省心省力，又能从源头防微杜渐消除传输隐患。几年来，华光昱能传输系统立足于优质体验，真正解放工程师们深受高清信号长距离传输的困扰，高稳的链路零延时，高效作业的极致魅力，更是令工程师们爱不释手。

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