光纖VPM音視頻實(shí)時(shí)傳輸技術(shù)C位出道

科技的進(jìn)步加快了新技術(shù)轉(zhuǎn)向消費(fèi)市場(chǎng)領(lǐng)域的速度，在影像視聽領(lǐng)域則表現(xiàn)為人們可以更容易地體驗(yàn)到4K顯示技術(shù)帶來的驚艷的視聽效果。隨著4K技術(shù)的普及，觀影效果的深入人心，不同領(lǐng)域的廠商們都不約而同地使用4K的概念為自己增加市場(chǎng)宣傳的聲量與吸引用戶的砝碼。4K儼然已經(jīng)成為新的市場(chǎng)增長點(diǎn)，對(duì)于控制室行業(yè)而言更是如此，除了對(duì)4K效果有著“剛需”的使用場(chǎng)景，有技術(shù)實(shí)力的廠商們都在幫助用戶增加新的場(chǎng)景，就是為了給4K技術(shù)提供施展“身法”的舞臺(tái)。技術(shù)實(shí)力稍欠的廠商，也在想方設(shè)法為自己的產(chǎn)品增加4K的光環(huán)，以求吸引用戶的越來越挑剔的目光。

什么是4K

4K解決方案，也稱為4K，指的是水平像素?cái)?shù)量達(dá)到4000左右的顯示解決方案。常見的4K分辨率有3840?×?2160與4096×2160兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，前者是消費(fèi)電視或顯示器的標(biāo)準(zhǔn)，后者則是用于數(shù)字影視領(lǐng)域的DCI標(biāo)準(zhǔn)。還有Full Aperture 4K的4096×3112、Academy 4K的3656×2664等不同標(biāo)準(zhǔn)。

不同的“4K標(biāo)準(zhǔn)”增加了消費(fèi)者的選擇成本

通常來說，4K分辨率是全高清FHD分辨率的4倍，在相同的屏幕尺寸下，更高的分辨率，意味著更多的像素點(diǎn)，就可以獲得更清晰的畫面、更豐富細(xì)膩的色彩、更寬廣的明暗細(xì)節(jié)，總而言之就是更優(yōu)秀的畫面效果。

除了分辨率，4K的顯示效果還存在刷新率的差別。所謂刷新率，是指電子束對(duì)屏幕上的圖像重復(fù)掃描的次數(shù)，也就是顯示器每秒能顯示的幀數(shù)，單位是赫茲（Hz），對(duì)刷新率更簡單理解是顯示器每秒鐘可以顯示的圖像數(shù)量。刷新率越高，圖像顯示的動(dòng)態(tài)效果、連續(xù)性、穩(wěn)定性就越好，可以說刷新率的高低決定著圖像的現(xiàn)實(shí)效果和視覺體驗(yàn)，而眾所周知的是，刷新率與屏幕分辨率是互相制約的關(guān)系，因此只有在高分辨率的同時(shí)保證足夠的刷新率才是足夠優(yōu)秀的解決方案，比如4K 60Hz的技術(shù)就要比4K 30Hz的更好。

民用市場(chǎng)+專業(yè)市場(chǎng)：4K發(fā)展參差不齊

在民用消費(fèi)市場(chǎng)，消費(fèi)者需要獲得4K分辨率的影音體驗(yàn)，除了顯示設(shè)備（電視）的屏幕面板支持4K分辨率還不夠，除了屏幕面板，還必須要有匹配的4K內(nèi)容源，才能形成完整的4K體驗(yàn)。在屏幕面板一端，要達(dá)到4K分辨率效果，必須老老實(shí)實(shí)增加屏幕的像素?cái)?shù)量，并沒有捷徑可走。部分廠商通過共用子像素的紅綠藍(lán)白（RGBW）像素排列方式，實(shí)現(xiàn)像素?cái)?shù)量上的4K，并在市場(chǎng)宣傳上通過所謂的“4色4K”迷惑消費(fèi)者，但真實(shí)顯示效果卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及使用RGB真實(shí)像素排列的“真4K”面板。

除了民用消費(fèi)市場(chǎng)，在專業(yè)市場(chǎng)，國內(nèi)蓬勃發(fā)展的控制室領(lǐng)域?qū)?K技術(shù)的需求也在與日俱增。一方面，傳統(tǒng)控制室領(lǐng)域解決方案延伸至諸如自動(dòng)化生產(chǎn)、超高清視頻監(jiān)控等新的使用場(chǎng)景，開發(fā)出原有的解決方案對(duì)4K技術(shù)的需求；另一方面，快速發(fā)展的虛擬現(xiàn)實(shí)、展覽展示、主題樂園、醫(yī)療影像等新興領(lǐng)域?qū)?K技術(shù)有著天然的需求。大量的用戶需求孕育的市場(chǎng)吸引力讓眾多廠商紛紛推出自己的4K技術(shù)解決方案，以求在巨大的市場(chǎng)空間占得利益。技術(shù)千差萬別，產(chǎn)品功能良莠不齊，層出不窮的4K技術(shù)解決方案往往讓用戶無從選擇。

傳輸端：控制室領(lǐng)域的4K差異

4K的誘惑實(shí)在巨大，對(duì)于控制室領(lǐng)域的廠商們來說，增加一個(gè)新的技術(shù)與功能，便是多加一個(gè)經(jīng)濟(jì)利潤的增長點(diǎn)。似乎一夜之間，控制室領(lǐng)域的廠商們，都紛紛具備了成熟的4K解決方案技術(shù)能力。在這些廠商中，有真正具備技術(shù)積累的硬實(shí)力派，也不乏打著擦邊球的“搭便車者”。

架構(gòu)之選：IP 與 非IP

對(duì)于國內(nèi)控制室領(lǐng)域，多數(shù)坐席廠商采用了IP KVM（分布式KVM）的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，與常用H.264/H.265協(xié)議的超高壓縮效率，在有效控制成本的前提下保證了現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源下信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定與流暢，而在4K視頻信號(hào)的壓縮與傳輸過程中出現(xiàn)的信息丟失、損耗、缺少細(xì)節(jié)內(nèi)容的問題，只能是作為一種技術(shù)的固有缺陷，盡可能去削減其產(chǎn)生的影響。

經(jīng)常能夠看到，在某些展會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，廠商們能夠駕輕就熟地展示4K效果的視頻內(nèi)容，吸引現(xiàn)場(chǎng)觀眾的眼球。但在項(xiàng)目應(yīng)用中，真實(shí)效果卻與廠商在展會(huì)上的演示相去甚遠(yuǎn)。之所以如此，是因?yàn)閺S商在展會(huì)現(xiàn)場(chǎng)可以不計(jì)成本地搭建一套從影片資源、信號(hào)傳輸?shù)疆嬅骘@示的“4K專用系統(tǒng)”，更有甚者，一些廠商僅僅是因?yàn)橄到y(tǒng)支持4K分辨率的顯示終端顯示內(nèi)容，便堂而皇之地冠以“4K解決方案”的名聲。

行業(yè)展會(huì)為廠商提供了展示技術(shù)成果的機(jī)會(huì)

另一方面，國內(nèi)也有廠商開始意識(shí)到光纖KVM架構(gòu)的坐席系統(tǒng)的意義。光纖KVM的非IP架構(gòu)通過專用的傳輸通道，將信號(hào)傳輸與互聯(lián)網(wǎng)隔絕開，不用擔(dān)心圖像信號(hào)傳輸過程的丟包與壓縮問題。對(duì)于布局較早的光纖KVM坐席廠商，他們已有成熟的支持4K影像的解決方案，對(duì)于高分辨率的信號(hào)傳輸有更豐富的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于4K圖像信號(hào)的體驗(yàn)有比較可靠的保證。

帶寬之痛：誓與信號(hào)壓縮斗到底

言及4K，另一個(gè)繞不開的話題，則是信號(hào)的傳輸帶寬。眾所周知，更高的傳輸帶寬，能夠保證高分辨率信號(hào)更小的壓縮與信息損耗，同時(shí)帶來更好的信號(hào)穩(wěn)定性，信號(hào)傳輸速度更快，消除卡頓。帶寬可以說是保證視頻質(zhì)量與視覺體驗(yàn)的基礎(chǔ)。

以現(xiàn)有的主流帶寬水平，想要穩(wěn)定完整地傳輸4K信號(hào)，或許只能感嘆“想說愛你不容易”。以3840×2160分辨率的4K信號(hào)為例，假設(shè)為8bit位數(shù)60fps的信號(hào)，在不考慮其數(shù)據(jù)中的其他信號(hào)、數(shù)據(jù)傳輸中的等，所需的傳輸帶寬是：3840×2160×8×3×60≈12 Gbps。以國內(nèi)目前普遍采用交換機(jī)架構(gòu)的廠商而言，想要傳輸4K信號(hào)，勢(shì)必要將信號(hào)進(jìn)行壓縮。以H.265協(xié)議350~1000 的壓縮標(biāo)準(zhǔn)為例，信號(hào)壓縮后將傳輸帶寬需求可以降到12~40 Mbps，滿足IP架構(gòu)下信號(hào)穩(wěn)定傳輸?shù)男枨螅珜?duì)于信號(hào)的壓縮以及傳輸過程中的損耗、信息丟失等問題很難避免。

而對(duì)于早早投入信號(hào)傳輸協(xié)議研發(fā)，積累了技術(shù)基礎(chǔ)的領(lǐng)先廠商來說，傳輸4K信號(hào)就輕松得多。對(duì)于這類廠商而言，在非IP架構(gòu)下能夠?qū)崿F(xiàn)1Gbps-6Gbps的傳輸帶寬，大大減少了對(duì)于信號(hào)的壓縮，有效降低傳輸過程對(duì)信號(hào)的損耗。而某些廠商最新的私有傳輸協(xié)議，已經(jīng)可以將傳輸速率提高到10Gbps的水準(zhǔn)，雖然依然無法達(dá)到無損傳輸?shù)男枨螅珜?duì)于信號(hào)壓縮與延時(shí)已經(jīng)可以降至最低，很好地保證了高分辨率信號(hào)的畫面效果。

控制室“真4K”長什么樣？

在控制室領(lǐng)域，技術(shù)實(shí)力比較強(qiáng)大的廠商，對(duì)于4K解決方案以及提早進(jìn)行技術(shù)研發(fā)的布局，實(shí)現(xiàn)從信號(hào)源、傳輸過程到顯示終端的完整4K鏈路，適用于超高清監(jiān)控等新的使用場(chǎng)景，也能滿足虛擬現(xiàn)實(shí)、主題樂園、軍事仿真等新興領(lǐng)域的4K內(nèi)容展示。

全新產(chǎn)品形態(tài)讓市場(chǎng)空間有了更多想象

廠商的產(chǎn)品與解決方案需要支持完整的4K分辨率顯示效果，可以采用的主流的信號(hào)傳輸與編解碼技術(shù)主要有：

1.?H.265技術(shù)：主要用于互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)設(shè)備，通過壓縮算法，使視頻信號(hào)在速度較低的帶寬中穩(wěn)定傳輸，保證視頻信號(hào)的流暢。優(yōu)點(diǎn)是壓縮率高、錯(cuò)誤恢復(fù)能力強(qiáng)、延時(shí)性低、對(duì)于傳輸信道要求低等。缺點(diǎn)是當(dāng)傳輸高分辨率信號(hào)時(shí)，編碼一端的復(fù)雜程度快速增長，必須增加額外編解碼設(shè)備，增加故障節(jié)點(diǎn)，整體的成本也顯著增加。

2.?HDMI2.0技術(shù)：高清多媒體界面全數(shù)字化視頻和音頻傳輸技術(shù)的2.0版本，廣泛應(yīng)用于機(jī)頂盒、播放器、PC主機(jī)、音響與電視等設(shè)備，最大的優(yōu)點(diǎn)是可以同時(shí)傳輸無壓縮的視頻與音頻信號(hào)。HDMI2.0支持高動(dòng)態(tài)范圍（HDR）視頻信號(hào)的傳輸，并支持最高4K@60P信號(hào)。最大缺陷在于傳輸距離，當(dāng)傳輸距離超過10米時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)檢測(cè)可見的信號(hào)衰減。

3.?HDBase T技術(shù)：這是高清數(shù)字傳輸?shù)娜聵?biāo)準(zhǔn)，最大的優(yōu)勢(shì)是可以利用一根普通的RH45網(wǎng)線傳輸無壓縮的超高清音視頻、以太網(wǎng)、控制信號(hào)、USB和100W電源，將未壓縮高畫質(zhì)視頻、音頻、網(wǎng)絡(luò)、控制信號(hào)和電源集中通過普通網(wǎng)線傳輸。而最大的劣勢(shì)在于當(dāng)傳輸距離超過100米時(shí)，信號(hào)質(zhì)量就難以保證。

4.?光纖VPM技術(shù)：針對(duì)超高分辨率的技術(shù)，解決的是從機(jī)房到顯示終端的信號(hào)傳輸和控制管理的問題。具備高達(dá)10G的傳輸帶寬，能夠保證4K信號(hào)傳輸、處理和編輯操作的流暢和實(shí)時(shí)；同時(shí)，光纖VPM也具備對(duì)于行業(yè)頂級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的4K&HDR、4096*2160@60Hz 4:4:4分辨率信號(hào)的支持，保證畫面更細(xì)膩的色彩和更豐富的細(xì)節(jié)，更重要的是，光纖VPM技術(shù)的信號(hào)傳輸距離能夠達(dá)到80KM，大大拓展了系統(tǒng)應(yīng)用的空間距離，對(duì)于高分辨率信號(hào)的遠(yuǎn)程傳輸、多樣化的超高分辨率應(yīng)用場(chǎng)景、大型主題樂園、遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程訓(xùn)練等領(lǐng)域具有更高的價(jià)值。

對(duì)于這四種技術(shù)，H.265主要用于監(jiān)控?cái)z像頭的信號(hào)傳輸；HDMI2.0與HDBase T雖然各自優(yōu)勢(shì)明顯，但傳輸距離的限制讓這兩種先進(jìn)的技術(shù)都只能用于本地之間信號(hào)的傳輸與顯示，無法打破空間的局限讓兩種技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值受到一定限制。可以看到，光纖VPM技術(shù)能夠在實(shí)現(xiàn)超高分辨率信號(hào)遠(yuǎn)距離穩(wěn)定傳輸、支持4K 60Hz、HDR成像保證信號(hào)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，更具有遠(yuǎn)程傳輸?shù)木薮髢?yōu)勢(shì)，無疑是具有更加廣闊的應(yīng)用空間、更符合行業(yè)未來趨勢(shì)的信號(hào)傳輸技術(shù)。

解決了信號(hào)傳輸?shù)膯栴}，控制室廠商要實(shí)現(xiàn)“真4K”的效果，還必須解決信號(hào)源、顯示端對(duì)4K的完整支持的問題。在顯示端，民用消費(fèi)領(lǐng)域的廠商，索尼、三星、LG等品牌，已經(jīng)推出了層出不窮的4K甚至8K電視產(chǎn)品，極大豐富了消費(fèi)者的選擇。而在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，4K分辨率的大屏顯示終端，無論是DLP、LED或是LCD拼接屏幕、單體大面積屏幕，也都相繼投入市場(chǎng)使用，用戶只要在成本范圍內(nèi)按照需求進(jìn)行選擇即可。

除了信號(hào)的傳輸與顯示，在特定的使用場(chǎng)景中，廠商的信號(hào)處理解決方案還支持項(xiàng)目實(shí)際可用的HDR顯示效果與刷新率，必須有支持系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行的穩(wěn)定可靠性，以及信號(hào)顯示、操作的流暢性。這些，都是對(duì)廠商技術(shù)硬實(shí)力的客觀要求，無法通過市場(chǎng)營銷上的噱頭與宣傳蒙混過關(guān)。

國內(nèi)市場(chǎng)發(fā)展迅速，潛力巨大，廣闊天地，4K解決方案將大有作為。從目前的形勢(shì)看，主題樂園、展覽展示、會(huì)議中心等高端領(lǐng)域?qū)Τ墒斓?K解決方案正翹首期盼，在技術(shù)上領(lǐng)先的廠商無疑會(huì)占得先機(jī)，用戶選擇解決方案成熟的廠商，無疑也是明智的抉擇，為自己項(xiàng)目的長遠(yuǎn)發(fā)展與持續(xù)創(chuàng)收選擇了一份保障。