多媒体网关技术及其应用

文│上海智信世创智能系统集成有限公司 司马家乐

1 引言

多媒体网关的主要功能是把酒店客房电视机后（侧）面的一些接口通过HDMI线（或无线）转到桌面上来，以方便客人将随身携带的相关设备连接到电视机上播放。

多媒体网关为延长客人住店时间、提升酒店利润起到了一定的作用。据不完全统计，在使用多媒体网关的客人中，37%的人在客房内使用个人电子设备的时间增加，酒店可以通过促进客房服务或酒店实地舒适度来产生更多的收入。目前一些高档酒店已逐渐将此设备作为基本的配置，同时国内外也有相应的同类产品在客房中实际应用。

但遗憾的是，现有这方面的技术资料很少，能看到的只是一些简单的安装指南和使用说明书。而笔者曾有机会与美国Cables To Go公司的同行就多媒体网关产品做过较为深入的探讨，下面通过对此产品的分析，介绍在酒店环境中的高清视频传输、应用程序编程接口（API）、报告使用情况的工具、固件自动更新等方面的关键技术。

2 酒店环境中的高清视频传输

高清视频传输主要有二类连接和二类无线视频技术传输方式。二类连接是有线HDMI电缆和无线数据连接；二类无线视频技术传输方式是如今比较流行的无线家用清晰度接口和Wireless HD。

2.1 有线 HDMI电缆

从机顶盒或Blu-rayTM播放器等设备传输的高清（HD）信号，其带宽要求大约为3.7Gbps，这样才能以60Hz的频率显示1080p分辨率。如今，传输这些信号最常见的连接是使用HDMI电缆，通常可以将这些未经压缩的视频信号传送至约20m远的距离。

2.2 无线数据连接

目前使用的最常见的Wi-Fi标准是802.11n，该标准提供的覆盖范围比以前的版本（如802.11a、802.11b和802.11g）更广、带宽更大，尽管这些版本目前仍在使用，且向后也可兼容新的802.11n标准。

802.11n具有更大的带宽和更广的覆盖，范围通过双重无线电传输（2.4GHz和5GHz）来实现，从而为客人提供更多兼容设备，如笔记本或平板电脑，以较小的干扰和更高的数据传输速率在多个频带上传输数据。除了多个频率以外，5GHz ISM还提供多达24个非重叠信道（或在相同环境中当聚集到最多4个信道达到近300Mbps的最大吞吐量时提供6个系统）。这样，通过Wi-Fi访问，可以令其更容易覆盖较大的空间，如地板或室外区域。Wi-Fi系统如今已得到广泛使用，虽然可以为整个酒店中的人员提供便利的互联网访问，能够传输压缩视频信号，但是由于带宽要求以及网络向多个用户开放的现况，使系统在娱乐活动提供高质量的高清晰视频方面差强人意。

2.3 无线家用清晰度接口（WHDI）

WHDI利用5GHz的频率最多可以将高清视频信号传输100m远的距离，并且能够穿过大多数类型的障碍物（如墙壁或隔墙）。这对于家庭娱乐之类的应用比较方便，但是，对于酒店客房、会议区等其他特定应用不利，在这些应用中，处于传输区域内的多个设备可能会相互干扰。另外，高达300Mbps吞吐量的聚合信道带宽需要对3.7Gbps视频进行压缩或剪辑才能传输。在这两种情况下，视频质量均会打折扣且会导致一定程度的延迟。况且在高密度环境（如酒店和公寓大楼）中，会有数量众多的设备共享5GHz的频道，这样致使设备相互干扰，并且可能会影响5GHz Wi-Fi网络运行。

2.4 Wireless HD：60GHz

Wireless HD利用60GHz频率范围，可以将未经压缩的1080p高清信号传输10m远的距离，并利用聚束天线来消除房间内因信号受阻而造成的中断。但是，该信号无法穿墙传输，对于室内应用和高密度环境（如酒店客房、会议区等，在这些环境中，干扰和安全性是需要担忧的问题）来说较为理想，但不大适合居家应用。此外，60GHz信号不会影响Wi-Fi网络或其他的设备。因为这类设备会利用2.4GHz和5GHz频谱，为宾客通信保留所有可用信道。

Wireless HD的另一特点是其提供优质视频，因某具有的高带宽能力（大约4Gbps）。高带宽可消除压缩或剪辑信号的需要，与有线解决方案相比，提供真正的1080p未经压缩的高清视频。WHDI、Wireless HD两者的对比如表1所示。

表1 WHDI、Wireless HD参数对比

3 应用程序编程接口（API）

多媒体网关的API容许用户通过串行控制进行手动控制。通过API使用一条串接电缆以及市场上能够支持串行RS232接口的任何控制器或计算机，用户可以利用以下命令来手动控制多媒体网关。

将串接电缆从控制设备、控制器或计算机连接到多媒体网关后面的RJ25端口。多媒体网关上RJ25端口的引脚分配情况如下：1号引脚未使用；2号引脚串行输入，Rx；3号引脚接地；4号引脚为5V；5号引脚串行输出，Tx；6号引脚GPIO，TBD。

为控制设备上的串行端口应设置以下通信参数：波特率为9600bps；数据位为8；停止位为1；奇偶校验为N。

3.1 命令

使用以下命令，可以控制多媒体网关的各种功能。通过控制器接口或计算机上的通信程序将这些命令从控制设备发送到多媒体网关。

3.1.1 #CTRL ON：启用串行控制

此命令将激活多媒体网关的手动串行控制，将此命令发送到多媒体网关后，就不会在两个输入之间自动切换。处于此模式下，两个输入之间切换将要求使用#VSEL（PORT）和/或#ASEL（PORT）命令。

3.1.2 #CTRL OFF：禁用串行控制

此命令将禁用多媒体网关的手动串行控制，并将其返回到自动切换状态。

3.1.3 #AUTO ON：启用自动切换

此命令将在串行控制处于活动状态时启用多媒体网关的自动切换，意味着多媒体网关将在使用#VSEL（PORT）和/或#ASEL（PORT）命令时以及将新设备连接到多媒体网关前端的端口时进行切换。

此模式处于活动状态时，多媒体网关将向控制器或计算机发送通信指令，指示有设备已连接到其前端VINP（PORT）、AINP（PORT）、PLUG（PORT）。

多媒体网关将向控制器或计算机发送UPLUG（PORT）字符串，指示有设备已与其前端断开连接。

3.1.4 #AUTO OFF：禁用自动切换

此命令禁用自动切换，多媒体网关将通过使用 #VSEL（PORT）和 /或 #ASEL（PORT）命令进行切换。

3.1.5 #VSEL（PORT）：选择活动视频输入

#VSEL VGA：多媒体网关将切换到VGA输入状态；

#VSEL IPOD：多媒体网关将切换到iPod输入状态；

#VSEL RCA：多媒体网关将切换到合成输入状态；

#VSEL HDMI：将视频和音频均切换到HDMI端口；

#VSEL NONE：不显示任何视频。

3.1.6 #ASEL(PORT)：选择活动音频输入

#ASEL RCA：多媒体网关将切换到左和右立体声音频RCA输入；

#ASEL JACK：多媒体网关将切换到3.5mm立体声音频输入；

#ASEL HDMI：多媒体网关将视频和音频均切换到HDMI输入；

#ASEL IPOD：多媒体网关将切换到iPod 输入 ；

#ASEL NONE：没有音频通过多媒体网关。

3.2 查询：信息报告

以下查询提示多媒体网关为控制器或计算机提供状态信息：

#QFVER：返回固件的当前版本；

#QSTAT：返回串行控制的状态；

#QVSEL：返回当前处于活动状态的视频端口；

#QASEL：返回当前处于活动状态的音频端口；

#QPLUG：返回接有设备的所有端口的名称。

3.3 重置

#RESET：重新启动多媒体网关。

4 报告使用情况的工具

4.1 使用指南

Usage Reporting Tool 可提供有关多媒体网关的信息，该软件可在Microsoft Windows XP/Vista 或 Windows 7 等平台上使用。

4.2 初始设置

（1）将Usage Reporting Tool 安装到计算机上。

（2）在开始菜单中打开Usage Reporting Tool。

（3）在 Usage Reporting Tool 软件的菜单栏中单击“Options”，然后选择“FTP Settings”。

（4）输入由多媒体网关生成的文件的FTP地址。

（5） 输入访问FTP服务器所需的用户名。

（6）输入访问FTP服务器所需的密码。

（7）单击“Verify”，测试与FTP服务器的连接情况，连接成功后，单击“OK”。

（8）单击菜单栏中的“Options”，然后选择“Report Save Folder Settings”。

（9）浏览并选择文件夹位置以保存Excel格式的使用报告。

4.3 创建报告

每月第一天，多媒体网关均会自动生成一份文件到指定的FTP服务器。此后，报告可通过Usage Reporting Tool 软件生成，通过以下步骤可访问保存的报告。

（1）在开始菜单中打开Usage Reporting Tool 软件。

（2）在软件的主屏幕中，使用下拉按钮选择生成报告的年份和日期。

（3）单击“Create Report”，便可创建一份Excel 表格。该表格包含所有连接到FTP服务器的多媒体网关上采集的数据。

4.4 监控宾客使用情况

多媒体网关套件提供了灵活性、多功能性以及独特的功能。

（1）模拟视频输入自动升级，最高可达1080p。

（2）完全自定义的面板，已适配任何房间装饰。

（3）通过网络升级固件节省时间和资金。

（4）启用iPod/iPad/iPhone，为获得认证的iPod/iPhone量身定做。

（5）符合CEC标准。

（6）RS232可实现与不符合CEC标准的电视、设备、控制器的通信。

（7）有三个版本可供选择，适合任何预算、规模或端口（50mW）使用。

5 固件自动更新

5.1 使用指南

为能够完全支持新设备的所有功能，多媒体网关固件须不定期进行更换。例如，为了完全支持苹果的新产品，必须更新相应设备的固件，以使多媒体网关能够支持新命令、新功能等。

5.2 通过FTP服务器自动更新

为了使多媒体网关固件能通过FTP服务器进行自动更新，须将多媒体网关背面的RJ45端口通过型号为Cat.5e或Cat.6的缆线连接到局域网。在多媒体网关通过FTP服务器自动更新之前，将FTP站点信息上传到多媒体网关上。

首先，FTP服务器的地址、用户名、密码及FTP端口地址（选填）等信息必须保存到USB拇指驱动器的文本文件上，如以下文件名和扩展名所示：monza.cfg；其次，FTP站点信息通常可从IT Manager处获得。而参照正确格式化FTP站点信息需要将该文本文件保存到USB拇指驱动器上后，按以下步骤将信息上传到多媒体网关上。

（1）将存有monza.cfg文件的USB拇指驱动器插入多媒体网关前面的USB端口中。

（2）在多媒体网关前划一下TruLink EZKey或RCA连接器右侧前面的磁体，重启多媒体网关。多媒体网关的LED灯从红灯变为闪烁的绿灯，指示器已经更新，更新在3s内即可完成。

（3）LED的绿灯闪烁时，拔出USB拇指驱动器。

5.3 手动固件更新

按照以下步骤手动将固件上传到多媒体网关之中：

（1）下载最新版的固件monza.ver和monza.bin，并保存在USB拇指驱动器上。

（2）将USB拇指驱动器插入到多媒体网关前面的USB端口中。

（3）多媒体网关前面的LED灯将从红灯变为闪烁的绿灯，指示固件已经更新。该更新在3s内完成。

（4）当绿灯闪烁时，拔出USB拇指驱动器。

5.4 使用情况报告工具

多媒体网关自动收集每个输入的月度使用情况信息。将多媒体网关连接到网络且为FTP服务器正确设置后，安装的每个多媒体网关都会在每月的首日将使用情况信息文件（其中包含总连接数以及每个输入端口的总连接时间）传输到FTP服务器上。这些信息将有助于跟踪每个房间的多媒体网关使用情况，并且帮助酒店管理层确定提供的此项室内技术在其通信中的成功情况。

6 产品功能及技术参数

6.1 输入切换

多媒体网关可自动切换设备，因此，最后连接的设备将显示其内容。当最后连接的设备断开时，多媒体网关会自动显示上一个连接的设备。当所有设备都断开时，符合CEC标准的电视机将切换回其调谐器或有线或卫星节目来源。

6.2 连接

用户可以通过以下插座连接影音设备。

（1） HDMI

HDMI连接器特别适合Blu-ray播放器、Sony PiayStation3、Microsoft Xbox以及DVD播放机。在每秒50或60帧的前提下，多媒体网关支持的最大分辨率为1080p。多媒体网关兼容HDMI 1.3，并在可用时显示真彩色。多媒体网关显示的分辨率取决于电视机的分辨率。

（2） VGA

电脑可通过VGA连接器以高达SXGA的分辨率进行显示。电脑中多种视频卡的技术规格以及各电视机可支持不同的分辨率，并将显示输出限制到较低的分辨率。VGA连接器不传输音频信号，必须用一根3.5mm线缆将电脑的音频输出连接到多媒体网关。

6.3 复合

复合连接器可以高达480i（NTSC）和576i（PAL）的分辨率进行显示。因此，可以连接DVD、数码相机、iPod和iPhone等设备，并且将来源的自有分辨率提高到50Hz或60Hz时的1080p。复合连接器不传输音频信号，必须用一根3.5mm线缆或一根RCA线缆，将设备的音频输出连接到多媒体网关。

6.4 iPod/iPhone/iPad

通过18～30针线缆连接，18针插座支持所有型号的iPod、iPhone和iPad。多媒体网关将来源的自有分辨率提高到50Hz或60Hz时的1080p，iPod或iPhone的最大输出分辨率为480i和576i。视频显示的质量很大程度取决于分辨率和质量，它还能对iPod和iPhone设备进行充电。

6.5 3.5mm立体声音频

3.5mm音频连接器可用于连接任何具有3.5mm音频输出的设备，并通过多媒体网关将音乐输入到高清电视机的扬声器中。

6.6 USB

USB插座将支持对BlackBerry或iPhone等主流手机充电。

6.7 支持PC分辨率

通过多媒体网关设备支持的PC分辨率，如表2所示。

6.8 适用设备

（1）VGA接口可接入笔记本电脑、上网本等设备。

（2）3.5mm音频接口可接入MP3、MP4、iPod、笔记本电脑等设备。

表2 多媒体网关设备支持的PC分辨率

（3）AV接口可以接入 MP4、iPhone、移动DVD等设备。

（4）HDMI接口可以接入较新的具备HDMI接口的相机、手机等设备。

（5）USB接口可接入具备USB接口的各种设备，同时还可通过USB接口输出5V电压用来对所连设备充电。

（6）蓝牙接口可以接入具备蓝牙立体声输出的设备（如手机、笔记本等设备）来欣赏立体声音乐。

（7）RJ45接口可以接入笔记本提供INTERNET服务。

（8）电源接口可以根据要求提供不同标准的电源模块两个。

7 结束语

通过多媒体网关的高科技、人性化连接体验，可以方便地将任意数量的技术设备连接到室内HDTV和高性能扬声器，与便携式电脑、MP3播放器（iPod）、个人游戏主机（Wii、Xbox）、DVD播放机、数码相机、iPhone、数码摄像机等设备建立连接后，使客人在数秒内便可享受到各种多媒体服务。