让工程师摆脱高清信号长距离传输的困扰

庄丹烽

一.高清信号长距离传输方案中“病症”与“药方”

随着超高清4K画面的普及，工程上经常会碰到需要将高清音视频信号传递到二十米以上乃至上百米距离的项目。很多工程的设计、施工人员经常会为既要传输超高清信号又要解决传输超长距离的音视频信号问题而劳心劳力，备受困扰。

因为在目前的音视频市场，传输媒介普遍存在“信号传输距离短、传输带宽不够、信号容易受干扰、系统稳定性差、配套设备多，施工麻烦”六大问题。在十五米以上稍长距离的信号传输，业界大多数工程上采取原来通用方式：网络延长器或光端机技术。虽然在一定程度上解决了长距离信号传输的困扰，但新的问题又出现了，信号传输的六大根本性问题依然无法得到妥善解决。

由图1可见，网传或光端机方案虽然在一定程度上缓解了长距离音视频信号传输的困境，但也存在明显的技术性短板：

1.器件和接口多；

2.布线复杂，施工麻烦，工程费时费力；

3.容易受电磁和射频信号干扰；

4.系统稳定性差，容易出现状况，后期需经常派人现场维护；

5.从设计、采购、施工三个环节都浪费人力。

显然，既要实现长距离传输，又要保证高带宽等相关性问题，以上方案仍然无法尽如人意地予以解决。

实际上，针对这样的困扰，业内已经出现一种更有效的解决方案。利用光通讯先进的光传输技术和传输媒介，将光纤传输引入到音视频行业，高度集成了长距离传输系统，通过一根一体化的混合光纤线，既实现音视频高带宽又实现超长距离传输；并且系统高度集成化，在使用过程当中，中间连接器件和接口少，有效解决传输链路稳定性问题；对电磁、射频等环境也具有极强大的抗干扰性。

为了更好地说明这一传输方案的实用性，举两南一北三个大众化工程案例：

第一个工程案例是中国天眼之贵州黔南平塘国际天文体验馆项目。

该天文体验馆中央大厅有9套激光球显系统，其中最大球显系统直径15米，通过声、光、电等特效科技，以全围合视角多维度逼真模拟了太空星球的浩瀚，让每位游客都有漫步太陽系的震撼体验。这9套激光球显系统，全部采用华光昱能产品进行音视频信号的传输，每台激光投影机球只需要一条40米的HDMI线，2个接口，就圆满实现了超高清信号的长距离传输。

如果按照以往传统的传输方案，从矩阵到投影机的距离有四十米，每套方案的解决方式是：

一条1.5米HDMI线+网络延长器发送端+电源+插座+40米网线+网络延长器接收端+电源+插座+一条1.5米HDMI线+40米电线（保证供电同相），每套传输方案都有10个环节，12个接口。

9套激光球显系统就需要90个环节，108个接口，费时费力，并且隐患点多。

第二个工程案例是吉林农安千年辽塔展现3D神龙绕塔贺岁工程。

农安辽塔是我国最北端的一座佛塔，传说是辽圣宗钦命所造。在2017年春节期间，十三层塔面近40米高的辽塔通过裸眼3D技术投影秀，用光电声影在塔面绘声绘色再现3D金龙绕塔飞舞，向农安广大民众恭祝新禧，成为当地新年一大胜景。实力担纲此次辽塔3D神龙投影秀工程线路传输技术的，是华光昱能的HDMI传输系统。

此次3D神龙投影秀，如果按照传统的传输方案，40米高的农安辽塔工程需要架设：

一条2米HDMI线+HDMI网络延长器发送端+电源+插座+40米网线+HDMI网络延长器接收端+电源+一条2米HDMI线+电源+插座+40米电线。

以往北方冬天的一些视觉工程项目，由于严寒的冰雪环境，传输链路特别容易发生意想不到的状况，隐患多，十分折腾。由于采取传统的传输方案，链路有10个环节、12个接口，无形中增加了许多故障点隐患。而此次农安辽塔选择新方案：每个投影机只需要用一条40米的Hangalaxy品牌HDMI传输线传输，同样是只需要一条线，2个接口，从矩阵到投影机的接口对接，即可简便、高效地完成任务，并且冰天雪地的恶劣环境也丝毫无损音色画面的高清品质。

第三个案例很平实，生活中却蛮有代表性。

深圳某高端沉浸式体验餐厅开业数月来，投影机的信号一直反反复复出现状况：一是初始开机运行一切正常，半个小时后，投影机信号陆陆续续出现黑屏或蓝屏；二是只要开关电动窗帘，相邻两台投影机立马出现蓝屏；三是12台投影机，其中9台几乎每天固定爆发蓝屏，仿佛得了寒热症。

当时，有朋友介绍我们过去帮忙诊断。我们到现场一看，投影机信号传输距离近30米，12台投影机均采用HDMI网络延长器。

经过现场确诊，我们确定“病症”并开出“药方”：

问题一，网络延长器发热导致信号传输不稳定；

问题二，电动窗帘马达开动，产生电磁干扰，影响链路稳定。

解决方法很简单，就是撤掉原来餐厅所有HDMI网络延长器：

12条1.5米HDMI铜线+12个网络延长器发送端+12个插座+12个电源+12条30米网线+12个网络延长器接收端+12个电源+12条1.5米HDMI铜线+2个十座排插+12条电线三十米。

全部更换成华光昱能HDMI传输方案，采用Hangalaxy品牌12条（20米+30米）HDMI线。

自此，这家高端沉浸式体验餐厅终于“柳暗花明”，淋漓尽致为VIP呈献时尚、艺术与愉悦的享受。甲方维护工程师也终于“守得云开见月明”。

二.这一条神奇的线缆！华光昱能传输系统的技术创新

与市场普通的HDMI线、DVI线、USB线相比，华光昱能Hangalaxy品牌传输系统看似普通的一条线，实际包含了光电转换芯片，激光器，探测器，光纤、铜缆等诸多硬件器件，同时也植入软件，不折不扣是一套系统，把原本很复杂的系统做成看起来很简单，用起来更简便的线，把大器件小型精密化，这需要创新技术。

1.采用AOC混合光缆，音视频信号采用光纤传输方式，确保百米长距离信号100%原生态无失真；EDID低速信号采用传统铜线传输，确保极佳兼容性。

2.采用先进的光电超小芯片，芯片面积<1.2 mm2。

3.工艺采用COB（Chip On Bard）技术，相比传统PCB走线，信号传输更高速，音像更细腻高保真；封装技术采用晶圆直接耦合封装，25um直径的金线连接。

4 .光纤耦合采用超高精度（< 5um）光学对准。

华光昱能Hangalaxy品牌传输系统具有传输4K超高清信号；即插即用，无需外部供电（从主设备的外接插口取电），无需驱动程序；强抗电磁和射频干扰；线缆轻、细、软，重量和线径只有传统铜缆1/3；机械性能、拉伸性能、抗侧压性能、温度性能以及阻燃性能更佳等优点。

支持分辨率：3840×2160@60HZ，支持3D信號；传输长度：>100m；线径：5.0mm×5.0mm；重量：50米<1kg；最小绕线半径：20mm；超低的功耗：< 2 5 0 m W ；标准长度：20m/25m/30m……100m（100米以上可定制）。

使用过程当中需要注意的几个问题：

（1）部分混合矩阵、个别电脑的标准插口（如HDMI）接口电压达不到国家标准5V，只有3.4V或3.9V，造成启动不了传输线的芯片，点不亮设备现象；

（2）安装过程中，没留意布线的方向性问题（接口有标示Display/ Source），偶尔有布错方向的现象；

（3）在三年多的项目使用中，虽然拉力达到100N， 依然有拉断线的事情出现；要多加强产品使用的技术培训；

（4）线缆柔软性很好，可以绕手指头，但不能一百八十度折后压；

（5）工程穿32管。

三.应用场景广泛

除了适用于常规的应用环境，华光昱能长距离传输系统已被广泛运用于充满挑战性的环境中，如在展馆、体育场、大型会议中心、演艺中心等投影机、矩阵、无缝拼接大屏幕以及户外LED显示屏、巨型LOGO墙、发烧友家庭影院等音视频项目的运用；在机场、博物馆、道路监控、军事科研指挥中心、广播电视直播间、演播室、游戏厅、电梯随行电缆等安防、监控、指挥领域的运用；在医学影像设备显示、工业机器人、信号控制、机器视觉领域、工业打印领域、高清视频监控领域、数字标牌、远距离存储系统等方面的应用……客户群体遍布政府职能部门、会展中心、博物馆、教育科研机构等企事业单位，成功合作项目迄今已超过一千八百个。

另外，除了HDMI接口线缆外，华光昱能成品线还有DVI、USB3.0、DP等接口类型，满足不同场景和需求的应用。

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