利用網(wǎng)線傳輸DVI、HDMI信號(hào)
來(lái)源:利國(guó) 編輯:數(shù)字音視工程 2009-05-15 00:00:00 加入收藏
利用網(wǎng)線(雙絞線、UTP、STP)傳輸模擬信號(hào)的技術(shù)以前已經(jīng)講過(guò),本文重點(diǎn)探討用網(wǎng)線傳輸數(shù)字信號(hào)(DVI、HDMI等)的技術(shù)與應(yīng)用。網(wǎng)線按物理結(jié)構(gòu)應(yīng)稱為雙絞線,由4對(duì)雙絞線組成,根據(jù)技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用的需求,雙絞線的發(fā)展經(jīng)歷了從1類到5類、5e類、6類、7類等發(fā)展過(guò)程,這些種類的雙絞線主要解決的是傳輸速率的問(wèn)題,如5類是用于百兆網(wǎng),6類用于千兆網(wǎng)。考慮到干擾的情況,網(wǎng)線又分為非屏蔽雙絞線(UTP)和屏蔽雙絞線(STP)。雙絞線的主要技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于利用雙絞的一對(duì)線平衡地傳輸信號(hào),提高了線路的抗干擾性,本文中通稱為網(wǎng)線或雙絞線,而且以CAT5e、UTP為主。
一 網(wǎng)線傳輸數(shù)字信號(hào)(DVI、HDMI)技術(shù)
最早的網(wǎng)線是為傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)設(shè)計(jì)的,包括我們目前用的以太網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)信號(hào)、計(jì)算機(jī)間的數(shù)據(jù)信號(hào)、通訊信號(hào)等,這與本文討論的數(shù)字信號(hào)(DVI、HDMI)格式不同,故稱其為數(shù)據(jù)信號(hào)。 數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸時(shí),采用雙絞線形式,利用通訊協(xié)議打包傳輸數(shù)據(jù)信號(hào),通過(guò)路由器等等一系列通訊設(shè)備,并按協(xié)議拆包接收。而數(shù)字信號(hào)(DVI、HDMI)也是利用網(wǎng)線的雙絞線格式,按自有的協(xié)議方式傳輸,通過(guò)專用的調(diào)制/解調(diào)器完成,信號(hào)本質(zhì)上與數(shù)據(jù)信號(hào)格式不同,因此這兩種方式不可混用,至少目前沒(méi)見到數(shù)字信號(hào)(DVI、HDMI)信號(hào)通過(guò)路由器等設(shè)備與數(shù)據(jù)信號(hào)混用的案例,還是需要通過(guò)專用的切換器等設(shè)備完成。
目前的網(wǎng)線傳輸技術(shù)發(fā)展的水平,對(duì)1080P或UXGA格式的信號(hào)而言,可傳輸至少30米,1080i或SXGA,可傳輸至少60米的距離,采用CAT5e與采用CAT6比較,原則上采用CAT6應(yīng)更能提高傳輸距離,但實(shí)驗(yàn)表明傳輸距離上沒(méi)有本質(zhì)變化。故目前較少設(shè)備采用CAT6傳輸。
利用網(wǎng)線傳DVI與HDMI信號(hào)與傳統(tǒng)的電纜傳輸比較有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì):
1、距離:利用電纜傳輸,在1080P或UXGA情況下,DVI原則上可達(dá)7米,HDMI可達(dá)15米,傳輸距離較短,為達(dá)到較長(zhǎng)的傳輸距離,就要在傳輸過(guò)程中增加許多“中繼器”,在相同距離的情況下設(shè)備成本自然增加。
2、成本:網(wǎng)線的價(jià)格比專用的DVI、HDMI電纜便宜許多,DVI或HDMI電纜一般在20~30元/米左右,而比較好的CAT5e電纜(UTP)在10元/米以內(nèi),價(jià)格優(yōu)勢(shì)明顯。
3、 易施工:DVI與HDMI的電纜頭是不大可能在施工現(xiàn)場(chǎng)制作的,而網(wǎng)線的RJ45接口非常便于制作,網(wǎng)線也更易于采購(gòu),不用像DVI或HDMI電纜那樣要事先測(cè)量距離,定購(gòu)各種不同長(zhǎng)度的電纜,并且施工中穿線難度加大。
二 目前利用網(wǎng)線傳輸?shù)漠a(chǎn)品種類
要將大于1.5G的數(shù)字信號(hào)(DVI、HDMI)在100MHz帶寬的CAT5e上傳輸,必須將DVI或HDMI信號(hào)進(jìn)行調(diào)制/解調(diào)(估且將這種轉(zhuǎn)換稱為調(diào)制/解調(diào))。理所當(dāng)然的,目前已有了DVI/HDMI信號(hào)到網(wǎng)線的調(diào)制器和從網(wǎng)線上解出DVI/HDMI信號(hào)的解調(diào)器。只是DVI信號(hào)與HDMI信號(hào)有些不同。DVI信號(hào)中包括數(shù)字化的R. G . B信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào),同時(shí)也含有EDID等通訊信號(hào),在不考慮EDID信號(hào)時(shí),可用4對(duì)雙絞線完成傳輸,HDMI信號(hào)相下兼容DVI信號(hào),但其含有HDCP的雙向認(rèn)證信息,必須單獨(dú)建立HDCP等認(rèn)證信號(hào)的雙向通道,因此要求傳輸HDMI信號(hào)或HDCP信號(hào)就必須要用兩組網(wǎng)線(8對(duì)),因此目前看到的相關(guān)產(chǎn)品都是雙網(wǎng)線的。而純的DVI信號(hào)只用4對(duì)線就可以,其EDID等數(shù)據(jù)可通過(guò)前端的學(xué)習(xí)而使用,這樣的優(yōu)點(diǎn)是可以省一組線,DVI信號(hào)以前探討過(guò),HDMI也作過(guò)說(shuō)明,HDMI中包含HDCP協(xié)議。另一種利用DVI接口形式,包含HDCP協(xié)議的信號(hào),一般稱其為HDCP形式,此時(shí)HDCP不僅表明一種保密協(xié)議,而成為一種信號(hào)格式。關(guān)于DVI、HDMI與HDMI信號(hào)格式的具體定義與特點(diǎn),以前探討過(guò),此處不作進(jìn)一步討論。如果僅有調(diào)制/解調(diào)器,僅能完成點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的信號(hào)傳輸,傳輸距離有限,可實(shí)際應(yīng)用中,尤其是在大面積多機(jī)位的數(shù)字信號(hào)傳輸中,還需要對(duì)CAT5e線的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行分配中繼甚至切換,北京利國(guó)電子公司就具有這類產(chǎn)品:
目前已有的產(chǎn)品種類
1、 調(diào)制器: DVI到CAT5e、單網(wǎng)線 、 DVI/RJ45接口、當(dāng)然也包括帶DVI分配環(huán)出的
HDCP到CAT5e 、雙網(wǎng)線、 DVI/RJ45接口 、當(dāng)然也包括帶HDCP分配環(huán)出口的
HDMI到CAT5e 、雙網(wǎng)線 、HDMI/RJ45接口、 當(dāng)然也包括帶HDMI分配環(huán)出口的
2、解調(diào)器: CAT5e到DVI 單網(wǎng)線 DVI/RJ45接口
雙網(wǎng)線CAT5e到 HDCP DVI/RJ45接口
雙網(wǎng)線CAT5e到 HDMI HDMI/RJ45接口
3、網(wǎng)線分配中繼器: HDMI(DVI/HDCP)輸入 HDMI(DVI/HDCP)分配環(huán)出 多組 CAT5e 分配器出或一組CAT5e入 ,多組CAT5e分配出,或有HDMI(DVI/HDCP)解碼輸出
按照數(shù)字信號(hào)傳輸中可多次重復(fù)且不損失質(zhì)量的原理,CAT5e中的信號(hào)可多次重復(fù),在實(shí)際應(yīng)用中實(shí)驗(yàn)表明HDMI(DVI/HDCP)信號(hào)中,R. G . B等分量多次重復(fù)不會(huì)發(fā)生問(wèn)題,但其中的時(shí)鐘信號(hào)在多次重復(fù)后,由于線路及接口的分布參數(shù)影響,抖動(dòng)會(huì)加大,有可能造成數(shù)據(jù)重建錯(cuò)誤。目前的實(shí)驗(yàn)表明,重復(fù)十次是沒(méi)有什么問(wèn)題的,按每重復(fù)一次增加50米計(jì)算,利用CAT5e傳輸,最遠(yuǎn)距離至少不小于500米,如果希望再加大距離,就必須利用專門的時(shí)鐘整形恢復(fù)電路了。以上參數(shù)中,DVI支持1600×1200×60、HDMI支持1080p信號(hào)。
三 產(chǎn)品應(yīng)用舉例
1、禮堂會(huì)場(chǎng) : 高清播放機(jī)在控制機(jī)房,利用網(wǎng)線傳輸HDMI信號(hào)到舞臺(tái)旁的監(jiān)控機(jī)房,經(jīng)切換后利用網(wǎng)線分配到舞臺(tái)前兩側(cè)的PDP屏和舞臺(tái)后投影機(jī)等設(shè)備,再解調(diào)成HDMI信號(hào)。
其應(yīng)用框圖如下:(曲線表示CAT5e線路,直線表示HDMI線路)
2、大型商場(chǎng)或機(jī)場(chǎng)地鐵等公共場(chǎng)所
大型商場(chǎng)中媒體播放機(jī)在中心機(jī)房,顯示設(shè)備遍布各角落,距離不大,機(jī)位多面積覆蓋廣,這正是網(wǎng)線分配方式的最大優(yōu)勢(shì),利用該設(shè)備可以很輕易地組成一個(gè)樹狀網(wǎng)絡(luò),將所有顯示設(shè)備聯(lián)系在一起。其應(yīng)用框圖如下:
在火車站或地鐵站中,距離較遠(yuǎn)但每級(jí)顯示屏不多,應(yīng)使用串行結(jié)構(gòu)。其框圖如下:
可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況決定使用幾個(gè)分配輸出的分配/解調(diào)器,這種應(yīng)用很成熟,產(chǎn)品系列比較齊全,北京利國(guó)公司大批量出口該類設(shè)備,分配出口有3組、4組、5組、8組、10組不等,要看具體應(yīng)用中用哪種最合適。
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