應用說明

　　實驗室作為科研成果研發、產品展示的主要平臺，不僅提供軟硬件產品成功商業案例、原理與特點、學術與經濟價值的生動展示，而且能進一步提供教育培訓、仿真場景交互體驗、遠程調試等高級功能。人們開始認識到實驗室在各個領域的應用價值，它除了可以輔助科研工作,在實驗教學方面也具有如利用率高,易維護等諸多優點.近年來,國內許多大量新建的實驗室根據自身科研和教學的需求建立了一些集圖像、聲音、傳輸和控制在一起;交流無阻礙的、快速的、方便的、親切的，就像面對面一樣的互聯互通實驗室。各個實驗室系統互聯互通，實現數據傳輸、控制的結合，音視頻媒體信息。

　　目前大多數實驗室仍以矩陣為核心做數據傳輸，所有信號源連接至矩陣，再輸出到大屏拼接處理器，最終到拼接顯示墻，投影機等顯示終端。

　　應用中常見的問題

　　矩陣容量、設備分配器數量等需大量增加，線纜連接復雜，故障點多。

　　信號源多(包括網絡信號)、信號源分散、距離遠，布線復雜。

　　信號源之間無法形成有效的共享(互聯互通)，信號調度管理困難

　　a. 實驗室之間孤立存在：大部分實驗室無法形成音視頻信號互通、

　　b. 實驗室之間的數據傳輸系統：通常距離較遠時，需要接入到光纖傳輸系統;

　　c. 實驗室信號控制切換系統：必須要配置一個大規模的信號矩陣;

　　d. 多屏拼接處理器：穩定性差，性能差，顯示畫面延遲時間至少要在10多秒甚至20秒以上，計算機信號刷新速度慢。

　　e. 多個子系統，信號通過光收發器和信號矩陣接入，系統架構十分復雜，故障環節多，嚴重影響系統的易用性、維護性、安全性和穩定性;

　　f. 切換預案速度慢，至少要10多秒，影響實驗決策;

　　g. 環節多，傳輸和交換部分無法兼容全高清的方式，高清視頻應用有瓶頸;

　　h. 長距離的傳輸，使信號衰減嚴重，影響圖像質量;

　　i. 多個系統監控大屏，各自孤立，嚴重影響信號的共享和分配;

　　j. 擴展性差：信號矩陣有一定的容量，增加信號輸入是個大問題;

　　解決方案

　　針對當前需求，威視訊達設計一套針對多機并行分布實時信號采集傳輸，通過網絡將各種信號傳輸至顯示終端各個實驗室系統互聯互通，構建一個統一的信息共享、實時溝通、音視頻交互、多業務綜合集成的互聯互通實驗室。

　　北京威視訊達科技有限公司提供了一套完整的端到端的互聯互通解決方案，為實驗人員提供音視頻交互、數據回傳等業務的互聯互通解決方案。該套設備通過IP基礎架構解決了多個實驗室直接的視頻、語音采集、回傳，使現場數據真實、可靠、及時的反應給實驗人員以及實驗觀察人員，從而帶動和促進建立快速反應機制。

　　互聯互通實驗室系統

　　系統簡介

　　威視訊達互聯互通實驗室系統實時、高效地綜合處理語音、數據、視頻等多媒體介質的信息，以便快速、準確地做出戰場指揮決策。采用自主開發的流媒體分布式管理顯示技術，通過一根網線連接各房間各部門的設備，輕松實現網絡環境下的音視頻互聯互通。

　　威視訊達實驗室互聯互通解決方案，以IP網絡作為信號傳輸的通道，采用實時影像處理技術，把各種視頻信號源進行壓縮編碼，在以太網上傳輸，顯示端接收各種信號碼流并實時解碼，將IP碼流信號還原成視頻信號進行顯示。

　　整套系統可以劃分為三部分

　　(1) 輸入節點 ，能夠將各種不同的視頻信號實時編碼成能夠在以太網上傳輸的IP碼流;

　　(2) 輸出節點，能夠接收各種不同的信號源IP流，并實時解碼顯示;

　　(3) 管理節點 控制管理軟件，用戶通過控制管理軟件能夠實時對各個處理器進行控制和設置;

　　其云架構拓撲圖示：

　　威視訊達互聯互通實驗室系統的基本特點：

　　該系統是一套支持標準IP協議應用的網絡傳輸平臺，支持包括語音、數據和視頻在內的各種應用。

　　全網絡化管理，兼容音視頻控制等不同領域的控制協議

　　系統架構簡便，擴展能力強

　　視頻信號實時預覽，增加可控性及正確性

　　系統任意節點均可冗余，確保系統安全性

　　遠端多路計算機信號源通過編碼盒或軟件IPSCREEN編碼的方式通過專網傳進后端交換機便能被網絡視頻輸出節點機調度上投影大屏任意區域開窗或全屏顯示。

　　云架構網絡平臺，利用“實驗室”附近由交換機構成的局域網，并連接光纖企業內網;

　　兼容各類仿真系統實現圖像交互;

　　其它待接入的遠程終端設備可通過所處局域網或直連光纖，經企業網跨網段接入“實驗室”的多媒體數據網絡。

　　支持單畫面DVI/HDMI信號輸出顯示，支持多路不同廠商的IP攝像機流媒體信號;支持電腦桌面IPSCREEN編碼接入,可實現H.264、MJPEG、JPEG-2/4等編碼格式IP電腦媒體流的直接接入和處理顯示;最大單通道分辨率1920×1200。

　　可以同時建設多個平行的控制中心，實驗操控者在實驗室內使用1臺便攜PC進行演示過程的中央控制設備。

　　投影、燈光控制：在“超寬投影幕”左側設有1演講臺，將需要在中央控制PC對演示進程的編程時，也能統一開關該演講臺的射燈。在實驗室中央可能需要安裝一個程控追光燈，由專門人員手動精確控制該燈光的角度，以追蹤講演者在實驗室內的移動

　　多終端合并展示;視頻和RGB(DVI)窗口可以在大屏漫游，可以任意移動、托拽、改變大小;信號窗口單個顯示設備能提供的最大分辨率支持其它的多窗口、畫面、標題方式羅列于圖2。

　　圖2 多窗口顯示

　　可以滿足采集、控制、顯示終端在數量、種類上的任意數量及種類的擴充和變化;該平臺結構為分布式，接入，控制、顯示接點位置可根據用戶需求且可以任意變化(提供網絡接口基礎前提)。

　　系統可支持擴展網絡平臺下圖像錄播、點播功能;接收來自編碼器的音視頻以及VGA數據，并對這些數據進行存儲、轉發和管理，實現同步直播和點播功能。

　　采用全中文界面，可在一個界面中對顯示單元信號及拼接處理器的所有信號(視頻、RGB、網絡信號)進行控制及管理。

　　支持所有操作平臺Windows等，任何一臺聯網終端均可通過登錄控制服務器，進行大屏調度和管理。

　　可實現視頻信號、RGB信號、網絡信號、等多種信號源的管理、調用和切換顯示，方便用戶隨時隨地了解每一路信號源的詳細信息。

　　支持各類信號源預覽及快速調用，操作員可在各類信號上屏顯示之前，同時對若干信號進行開窗預覽，并用鼠標快速將信號窗口拖移上屏顯示。

　　拼接大屏管理軟件具備全部菜單操作功能，并且可以實現拼接功能;可以完成對獨立顯示單元的開關,色彩,亮度,對比度,信號選擇。

　　可以設定、存儲和管理顯示預案：可方便的實現預案編制、保存、修改、刪除，可以實現所有顯示畫面預先編排，可根據時間或事件觸發，實現畫面自動顯示。

　　實現多級別用戶的安全管理功能：可以設定用戶具有不同的操作權限，

　　拼接屏幕管理軟件應為全中文界面，方便維護、備份等系統管理。

　　方案特點

　　北京威視訊達科技有限公司研發的互聯互通實驗室的結構設計，將根據用戶的實際需求，結合國內外的先進的音視頻網絡傳輸技術，建立一個快速、高效、便捷的實驗室互聯互通系統。

　　整體設計目標

　　設備運行：安全、穩定。

　　設備開通：操作簡單，準備時間短;

　　安全性：系統提供先進的安全告警和保護功能，保證人機安全。

　　安全和簡易登陸：輸入服務器IP地址、帳號、密碼就可以登錄客戶端，客戶端用戶就可以控制整個系統了。

　　嚴格的權限控制：觀察者只能查看各個場景的當前顯示狀態。操作者能操作場景但不能編輯。普通管理員僅能操作、編輯、刪除自己創建的場景。總管理端擁有所有系統的所有權限。

　　同屏推送：實現各個實驗室之間數字多媒體(高清視頻，音頻，圖片)內容的傳輸，可以同步不同屏幕的顯示內容，可以通過智能終端實現控制設備等一系列操作。

　　信號顯示監控和預覽;控制軟件可以對信號源顯示的視頻進行預覽，同步推送信號后，可以在本埠通過控制端使用的控制軟件實時監視外埠個實驗室顯示圖像內容。

　　在線設備運行狀態監測 ：設備運行狀態監控系統采用全新的故障檢測方式，能快速地檢測到故障信息并可以通過網絡及時地掌握前端設備及錄像設備的工作狀態，確保所有設備都在線工作

　　聯動控制 ：網絡運行時，主機網絡中發送控制命令。用戶可對從各個設備實現開機、關機、加載及卸載等控制。

　　網絡化影像傳輸。所有的視頻信號均被編碼為統一的碼流格式，在以太網上傳輸。影像碼流通過交換機，實現與顯示處理器靈活連接。

　　多網融合：IP視頻處理系統能夠使用網絡線路，無需進行線路鋪設，系統建設快，成本低，具有多網融合的特點，現有網絡不但能夠進行局域網通訊，還能實現視頻網的搭建。

　　利于擴容：視頻通過壓縮，使用網絡接入，在保證質量的同時，降低帶寬占用，大大提高并行傳輸視頻的數量。當網絡線路的帶寬能夠滿足同時觀看視頻數量的需要時，添加視頻點只需添加一臺采集設備即可，擴容簡單、迅速。

　　結語

　　威視訊達基于網絡平臺來建立互聯互通實驗室系統，將完全能夠滿足實驗用戶需要，整個互聯互通系統具有高可靠、可擴展性。在網絡化的平臺基礎上，既減少了自身的建設投資，同時也能夠實現遠程的操作管理，降低了整個系統的運行維護成本。相信，類似地實驗室行業針對性互聯互通方案，將逐步鋪遍，實驗室集產品研發、教育培訓、技術交流、成果與科研文化展示的多元定位，充分利用現有資源和投資。