数字视音频矩阵切换开关（VD/AD0808CP）的拓展应用

丁德菊

（作者单位：西藏广播影视节目传输中心）

数字视音频矩阵切换开关（VD/AD0808CP）的拓展应用

丁德菊

（作者单位：西藏广播影视节目传输中心）

本文以Network公司出品的VD0808CP（数字视频8×8矩阵切换开关）和AD0808CP（数字音频8×8矩阵切换开关）两台设备为例，在其基本应用的基础上，结合实际工作中的使用经验，重点介绍了矩阵切换开关的联机应用、矩阵切换开关的切换功能和分配功能的混合应用，将一个矩阵切换开关分割为若干个矩阵切换开关等拓展应用，以达到简化操作、节省设备开支和充分发挥设备应用灵活性的目的。

矩阵；切换；联机；分配；灵活

广电系统的各个制作、播出和传输环节中，切换开关是一个应用非常普遍的设备，普通切换开关功能仅能实现多选1切换的操作。随着广播电视技术的飞速发展，电视信号的录制、编辑、传输已完成数字化改造，对切换开关功能的灵活性、性能的可靠性要求也达到了新的高度，而数字视频、数字音频信号矩阵式切换开关设备也应运而生。本文在数字视音频矩阵切换开关基本应用的基础上，结合实际工作中的使用经验，重点剖析了如何通过各种拓扑结构以及功能设置衍化出更多的应用方法。

1　VD/AD0808CP矩阵切换开关简介

以Network公司出品的VD0808CP为例，是一个数字视频矩阵切换开关设备，矩阵是引用自线性代数的概念，矩阵切换开关的多路输入和多路输出形成了二维矩阵结构。在应用上每路输出都可与不同的输入连通，同一时刻每路输出只能连通某一路输入，但任何1路输入都可同时连通0路或多路的输出。

VD0808CP支持8路数字视频（SDI）信号的输入和输出，可将8路输入信号根据需要选择分配到8路输出接口。（如图1）

图1　VD0808CP前面板图

每个输出接口只能且必须和一个输入接口连通，但每个输入接口都可以同时和多个输出接口连通，也可以不和任何输出接口连通（如图2）。在图1上可以看到，VD0808CP正面最左边的按键区域有四个功能键，分别是V/A TOGGLE、TAKE、PANEL、ENABLE和TAKE ON/ OFF等功能键；右边的按键区域共有16个按键分为上下两排，上面一排是8个输入选择键，下面一排则是8个输出选择键。背面的接口（图3）从左到右依次为电源接口、配置跳线、NCB接口、RS-232接口、8路视频输入接口和8路视频输出接口。

图2　VD0808CP输入输出图

AD0808CP是数字音频矩阵切换开关设备，功能、外观、接口等和VD0808CP类似，支持8路数字音频（AES）信号的输入和输出。

图3　VD0808CP背面接口图

2　VD/AD0808CP的基本应用

在广电系统的应用中，切换开关所实现的最基本的功能则是在多个输入信号中选择一个合适的信号输出给下级设备使用（切换不同的画面或者切换不同路由的信号源等）。在过去常用的有2选1切换开关、4选1切换开关等功能比较单一的设备（图4）。通常情况下，VD0808CP、AD0808CP也仅仅将他们作为一个普通的8选1切换开关或更简单的4选1切换开关来用。

图4　切换开关图

3　VD/AD0808CP复杂应用的深入拓展

难道VD0808CP、AD0808CP的功能仅仅只有作为一个普通的8选1切换开关或更简单的4选1切换开关来用？下面将结合设备本身的性能进行拓展应用。

3.1VD0808CP和AD0808CP的联机应用

以前仅仅是单独使用VD0808CP和AD0808CP，两个设备是相互独立的，需要切视频就用VD0808CP切视频，需要切音频就用AD0808CP切音频，这样的好处是视频和音频分离，互不干扰，可以交叉使用输入信号；而缺点是当一路信号的视频和音频同时出现问题时则要分别对视频和音频进行切换，操作步骤多切换时间长，不能使视频和音频同步切换。

随着中国多个油田中裂缝性油气藏的发现，裂缝性油气藏的勘探、开发问题便呈现在油气地质工作者的面前，且引起了国内外各油田的广泛重视。裂缝的有效性至今仍是一个世界性难题，近年来各种识别裂缝的测井方法也应运而生，常规的测井方法可识别裂缝，只是精度不高；成像测井，尤其是地层微电阻率扫描测井（FMI）能成功识别出井眼内的裂缝系统，对裂缝性油气藏进行精细描述，但这些测井方法都不能判别裂缝是否具有有效性。因此，笔者通过对各种文献的调研和研究区的具体情况相结合，以野外露头、岩心、薄片等的观察为基础，以测井方法，特别是利用双侧向测井方法对裂缝有效性进行分析［1-3］。

要解决这个问题并不难，该系列的设备提供了完整的解决方案，只要将VD0808CP和AD0808CP通过NCB（Network Control Bus）将彼此的NCB IN对应NCB OUT接口分别用两根线缆互连即可（图5）。

图5　VD0808CP和AD0808CP连接图

在设备的后面板有8个拨动开关，从左至右前四位开关用来配置当前设备的地址（在多个设备通过NCB接口连接后需要以这个地址来辨别是哪个设备，最多可以连接16个设备）。首先，要确保VD0808CP和AD0808CP 2台设备的地址相同（多台设备联动操作的需要）；其次，在线缆连接成功后，我们还需要分别在两台设备上进行联机激活操作，即按动前面板上的PANEL ENABLE按键两次；最后，确认PANEL ENABLE按键指示灯点亮。完成后两台设备的原始状态并不会有任何变化。可以先按V/A TOGGLE键进行模式切换，将设备状态切换至AFV（audio follows video）模式（V/A TOGGLE键上的红灯和绿灯同时点亮，同时当前使用的输入接口对应的按键上的红灯和绿灯也会同时点亮），这时再在VD0808CP上切换输入信号的时候AD0808CP将同步动作，达到了实现VD0808CP和AD0808CP同步切换的目的。在切换到V模式（只有绿灯亮）的时候VD0808CP仅能切换视频，切换到A模式（只有红灯亮）的时候VD0808CP仅通过NCB接口控制AD0808CP切换音频。相同的AD0808CP也可以用来控制VD0808CP同步切换。

此功能的实现，使两台设备能够同步切换、简化了操作步骤、缩短了切换时间；又可以使两台设备单独切换或者交叉切换，大大增加了切换操作的灵活性。

3.2多台VD0808CP和AD0808CP的联机应用

在前面的基础上还可以使用更多设备进行联机，实现多套节目视频和音频的同步切换功能（图6）。

图6　多台VD0808CP和AD0808CP的联机图

具体操作和两台联机是相同的，只要所有的设备地址是相同的，并且在AFV模式，就可以做到所有视频和音频的同步切换。

同样也可以只进行多台视频（如3台VD0808CP组成RGB或YUV系统）矩阵联机切换或者多台音频（如多路广播）矩阵联机切换，可以根据需要灵活组合。

3.3将VD0808CP和AD0808CP作为分配器使用

图7　VD0808CP和AD0808CP作为分配器图

把VD0808CP和AD0808CP单纯作为视音频分配器使用也是一种资源的浪费。但是，既然它具备这样的功能，就可以想办法充分利用。

3.4矩阵切换开关的切换和分配功能的混合应用

为了保证安全播出，通常会有备份系统，主备系统同样需要信号输入。所以，以前的系统结构中会在切换设备下级安装一个分配器，将信号分配给主备系统使用（图8）。

图8　矩阵切换开关的切换和分配器基本应用图

在信号传输过程中经过不同路由传递到下一部门的信号源很少超过4路。如图8中的信号传输过程，只有4路不同的输入信号经过切换开关选其一传送给分配器，再由分配器1分为4送给主备四套系统使用，如果利用一个矩阵切换开关设备就可以实现切换开关和分配器两个设备的功能，那么可以节省一台分配器。经过探讨有两套方案可以实现上述功能。

第一套方案：通过矩阵切换开关的基本应用就可以实现（图9）。这种方法并没有完全照搬图8中的系统的功能，但是更具灵活性。4套主备系统分别使用第1路到第4路输出接口，每个主备系统都可以单独选择需要使用的信号来源，也可以使用相同的信号来源。有利就有弊，这样做使需要同时对所有主备系统进行信号来源的选择切换时，必须4路输出分别进行，增加了3倍的操作步骤和时间。（图9）

图9　矩阵切换开关的基本应用代替分配器图

第二套方案：通过矩阵切换开关的切换功能和分配功能的混合应用（图10）可以完美实现图8中系统的功能。这套方案中相当于把1个8×8的矩阵切换开关设备分为了两个部分：第1到第4路输入和第1路输出实现了4选1切换开关的功能；而原本用不到的第8路输入和第5到第8路输出实现了1分4的分配器功能。4个不同路由的信号源先经过选择切换从第1路输出口送往第8路输入口，然后第5至第8路输出口都选择第8路输入的信号为信号来源，实现了分配器的信号分配功能。

图10　矩阵切换开关的切换功能和分配功能的混合应用图

两套方案各有优劣，具体应用起来还要结合实际工作中的需要决定。由此可见，数字视音频矩阵具有强大和灵活的切换开关功能。

3.5将一个VD0808CP或 AD0808CP作为多个多选1使用

在工作中，可能需要用到多个4选1或者多个2选1的切换开关设备。现在有了VD0808CP和AD0808CP这样8×8的矩阵切换开关，可以将其分割开来使用，作为2个4×4矩阵切换开关、4个2×2矩阵切换开关或者1个4×4矩阵切换开关加2个2×2矩阵切换开关等多种需要的组合，充分发挥设备的强大功能（图11）。

图11　VD0808CP或AD0808CP作为多个多选1图

3.6矩阵切换开关的综合应用

对于矩阵切换开关的综合应用主要是将以上几点灵活运用相互糅合，根据工作中的需要，构建一个庞大复杂的切换开关或切换开关加分配器混合利用的系统，最终目的就是为了简化操作、合理有效地利用设备资源。由于矩阵切换开关设备的功能的强大和灵活，组合起来繁杂多变，就不再举例说明。如果需要更多路的输入和输出还可以使用具备更多输入输出接口的矩阵切换开关设备（如16路或32路的数字视音频矩阵切换开关等）。

4　VD/AD0808CP其他扩展功能

上文剖析了数字矩阵切换开关的各种灵活多变的使用方法，除此之外，VD0808CP和AD0808CP系列设备还支持通过RS-232接口和外部设备进行通讯。例如，可以通过开发单片机设备或计算机软件编程来实现对VD0808CP和AD0808CP的远程控制，这样矩阵切换开关的使用将更加灵活、功能更加强大。

5　结语

通过对VD0808CP和AD0808CP数字视音频矩阵切换开关应用的深入拓展，对该设备的理解更加透彻，使设备更高效地服务于工作。通过联机实现多台设备切换操作的联动，简化了操作步骤、提高了工作效率；通过矩阵切换开关的切换功能和分配功能的混合应用，充分利用了设备资源，节省了分配器的同时，也减少了一个故障环节，提升了整个播出系统的安全可靠性。