數(shù)字視音頻矩陣切換開關（VD/AD0808CP）的拓展應用

丁德菊

（作者單位：西藏廣播影視節(jié)目傳輸中心）

數(shù)字視音頻矩陣切換開關（VD/AD0808CP）的拓展應用

丁德菊

（作者單位：西藏廣播影視節(jié)目傳輸中心）

本文以Network公司出品的VD0808CP（數(shù)字視頻8×8矩陣切換開關）和AD0808CP（數(shù)字音頻8×8矩陣切換開關）兩臺設備為例，在其基本應用的基礎上，結合實際工作中的使用經(jīng)驗，重點介紹了矩陣切換開關的聯(lián)機應用、矩陣切換開關的切換功能和分配功能的混合應用，將一個矩陣切換開關分割為若干個矩陣切換開關等拓展應用，以達到簡化操作、節(jié)省設備開支和充分發(fā)揮設備應用靈活性的目的。

矩陣；切換；聯(lián)機；分配；靈活

廣電系統(tǒng)的各個制作、播出和傳輸環(huán)節(jié)中，切換開關是一個應用非常普遍的設備，普通切換開關功能僅能實現(xiàn)多選1切換的操作。隨著廣播電視技術的飛速發(fā)展，電視信號的錄制、編輯、傳輸已完成數(shù)字化改造，對切換開關功能的靈活性、性能的可靠性要求也達到了新的高度，而數(shù)字視頻、數(shù)字音頻信號矩陣式切換開關設備也應運而生。本文在數(shù)字視音頻矩陣切換開關基本應用的基礎上，結合實際工作中的使用經(jīng)驗，重點剖析了如何通過各種拓撲結構以及功能設置衍化出更多的應用方法。

1　VD/AD0808CP矩陣切換開關簡介

以Network公司出品的VD0808CP為例，是一個數(shù)字視頻矩陣切換開關設備，矩陣是引用自線性代數(shù)的概念，矩陣切換開關的多路輸入和多路輸出形成了二維矩陣結構。在應用上每路輸出都可與不同的輸入連通，同一時刻每路輸出只能連通某一路輸入，但任何1路輸入都可同時連通0路或多路的輸出。

VD0808CP支持8路數(shù)字視頻（SDI）信號的輸入和輸出，可將8路輸入信號根據(jù)需要選擇分配到8路輸出接口。（如圖1）

圖1　VD0808CP前面板圖

每個輸出接口只能且必須和一個輸入接口連通，但每個輸入接口都可以同時和多個輸出接口連通，也可以不和任何輸出接口連通（如圖2）。在圖1上可以看到，VD0808CP正面最左邊的按鍵區(qū)域有四個功能鍵，分別是V/A TOGGLE、TAKE、PANEL、ENABLE和TAKE ON/ OFF等功能鍵；右邊的按鍵區(qū)域共有16個按鍵分為上下兩排，上面一排是8個輸入選擇鍵，下面一排則是8個輸出選擇鍵。背面的接口（圖3）從左到右依次為電源接口、配置跳線、NCB接口、RS-232接口、8路視頻輸入接口和8路視頻輸出接口。

圖2　VD0808CP輸入輸出圖

AD0808CP是數(shù)字音頻矩陣切換開關設備，功能、外觀、接口等和VD0808CP類似，支持8路數(shù)字音頻（AES）信號的輸入和輸出。

圖3　VD0808CP背面接口圖

2　VD/AD0808CP的基本應用

在廣電系統(tǒng)的應用中，切換開關所實現(xiàn)的最基本的功能則是在多個輸入信號中選擇一個合適的信號輸出給下級設備使用（切換不同的畫面或者切換不同路由的信號源等）。在過去常用的有2選1切換開關、4選1切換開關等功能比較單一的設備（圖4）。通常情況下，VD0808CP、AD0808CP也僅僅將他們作為一個普通的8選1切換開關或更簡單的4選1切換開關來用。

圖4　切換開關圖

3　VD/AD0808CP復雜應用的深入拓展

難道VD0808CP、AD0808CP的功能僅僅只有作為一個普通的8選1切換開關或更簡單的4選1切換開關來用？下面將結合設備本身的性能進行拓展應用。

3.1VD0808CP和AD0808CP的聯(lián)機應用

以前僅僅是單獨使用VD0808CP和AD0808CP，兩個設備是相互獨立的，需要切視頻就用VD0808CP切視頻，需要切音頻就用AD0808CP切音頻，這樣的好處是視頻和音頻分離，互不干擾，可以交叉使用輸入信號；而缺點是當一路信號的視頻和音頻同時出現(xiàn)問題時則要分別對視頻和音頻進行切換，操作步驟多切換時間長，不能使視頻和音頻同步切換。

隨著中國多個油田中裂縫性油氣藏的發(fā)現(xiàn)，裂縫性油氣藏的勘探、開發(fā)問題便呈現(xiàn)在油氣地質(zhì)工作者的面前，且引起了國內(nèi)外各油田的廣泛重視。裂縫的有效性至今仍是一個世界性難題，近年來各種識別裂縫的測井方法也應運而生，常規(guī)的測井方法可識別裂縫，只是精度不高；成像測井，尤其是地層微電阻率掃描測井（FMI）能成功識別出井眼內(nèi)的裂縫系統(tǒng)，對裂縫性油氣藏進行精細描述，但這些測井方法都不能判別裂縫是否具有有效性。因此，筆者通過對各種文獻的調(diào)研和研究區(qū)的具體情況相結合，以野外露頭、巖心、薄片等的觀察為基礎，以測井方法，特別是利用雙側(cè)向測井方法對裂縫有效性進行分析［1-3］。

要解決這個問題并不難，該系列的設備提供了完整的解決方案，只要將VD0808CP和AD0808CP通過NCB（Network Control Bus）將彼此的NCB IN對應NCB OUT接口分別用兩根線纜互連即可（圖5）。

圖5　VD0808CP和AD0808CP連接圖

在設備的后面板有8個撥動開關，從左至右前四位開關用來配置當前設備的地址（在多個設備通過NCB接口連接后需要以這個地址來辨別是哪個設備，最多可以連接16個設備）。首先，要確保VD0808CP和AD0808CP 2臺設備的地址相同（多臺設備聯(lián)動操作的需要）；其次，在線纜連接成功后，我們還需要分別在兩臺設備上進行聯(lián)機激活操作，即按動前面板上的PANEL ENABLE按鍵兩次；最后，確認PANEL ENABLE按鍵指示燈點亮。完成后兩臺設備的原始狀態(tài)并不會有任何變化。可以先按V/A TOGGLE鍵進行模式切換，將設備狀態(tài)切換至AFV（audio follows video）模式（V/A TOGGLE鍵上的紅燈和綠燈同時點亮，同時當前使用的輸入接口對應的按鍵上的紅燈和綠燈也會同時點亮），這時再在VD0808CP上切換輸入信號的時候AD0808CP將同步動作，達到了實現(xiàn)VD0808CP和AD0808CP同步切換的目的。在切換到V模式（只有綠燈亮）的時候VD0808CP僅能切換視頻，切換到A模式（只有紅燈亮）的時候VD0808CP僅通過NCB接口控制AD0808CP切換音頻。相同的AD0808CP也可以用來控制VD0808CP同步切換。

此功能的實現(xiàn)，使兩臺設備能夠同步切換、簡化了操作步驟、縮短了切換時間；又可以使兩臺設備單獨切換或者交叉切換，大大增加了切換操作的靈活性。

3.2多臺VD0808CP和AD0808CP的聯(lián)機應用

在前面的基礎上還可以使用更多設備進行聯(lián)機，實現(xiàn)多套節(jié)目視頻和音頻的同步切換功能（圖6）。

圖6　多臺VD0808CP和AD0808CP的聯(lián)機圖

具體操作和兩臺聯(lián)機是相同的，只要所有的設備地址是相同的，并且在AFV模式，就可以做到所有視頻和音頻的同步切換。

同樣也可以只進行多臺視頻（如3臺VD0808CP組成RGB或YUV系統(tǒng)）矩陣聯(lián)機切換或者多臺音頻（如多路廣播）矩陣聯(lián)機切換，可以根據(jù)需要靈活組合。

3.3將VD0808CP和AD0808CP作為分配器使用

圖7　VD0808CP和AD0808CP作為分配器圖

把VD0808CP和AD0808CP單純作為視音頻分配器使用也是一種資源的浪費。但是，既然它具備這樣的功能，就可以想辦法充分利用。

3.4矩陣切換開關的切換和分配功能的混合應用

為了保證安全播出，通常會有備份系統(tǒng)，主備系統(tǒng)同樣需要信號輸入。所以，以前的系統(tǒng)結構中會在切換設備下級安裝一個分配器，將信號分配給主備系統(tǒng)使用（圖8）。

圖8　矩陣切換開關的切換和分配器基本應用圖

在信號傳輸過程中經(jīng)過不同路由傳遞到下一部門的信號源很少超過4路。如圖8中的信號傳輸過程，只有4路不同的輸入信號經(jīng)過切換開關選其一傳送給分配器，再由分配器1分為4送給主備四套系統(tǒng)使用，如果利用一個矩陣切換開關設備就可以實現(xiàn)切換開關和分配器兩個設備的功能，那么可以節(jié)省一臺分配器。經(jīng)過探討有兩套方案可以實現(xiàn)上述功能。

第一套方案：通過矩陣切換開關的基本應用就可以實現(xiàn)（圖9）。這種方法并沒有完全照搬圖8中的系統(tǒng)的功能，但是更具靈活性。4套主備系統(tǒng)分別使用第1路到第4路輸出接口，每個主備系統(tǒng)都可以單獨選擇需要使用的信號來源，也可以使用相同的信號來源。有利就有弊，這樣做使需要同時對所有主備系統(tǒng)進行信號來源的選擇切換時，必須4路輸出分別進行，增加了3倍的操作步驟和時間。（圖9）

圖9　矩陣切換開關的基本應用代替分配器圖

第二套方案：通過矩陣切換開關的切換功能和分配功能的混合應用（圖10）可以完美實現(xiàn)圖8中系統(tǒng)的功能。這套方案中相當于把1個8×8的矩陣切換開關設備分為了兩個部分：第1到第4路輸入和第1路輸出實現(xiàn)了4選1切換開關的功能；而原本用不到的第8路輸入和第5到第8路輸出實現(xiàn)了1分4的分配器功能。4個不同路由的信號源先經(jīng)過選擇切換從第1路輸出口送往第8路輸入口，然后第5至第8路輸出口都選擇第8路輸入的信號為信號來源，實現(xiàn)了分配器的信號分配功能。

圖10　矩陣切換開關的切換功能和分配功能的混合應用圖

兩套方案各有優(yōu)劣，具體應用起來還要結合實際工作中的需要決定。由此可見，數(shù)字視音頻矩陣具有強大和靈活的切換開關功能。

3.5將一個VD0808CP或 AD0808CP作為多個多選1使用

在工作中，可能需要用到多個4選1或者多個2選1的切換開關設備?，F(xiàn)在有了VD0808CP和AD0808CP這樣8×8的矩陣切換開關，可以將其分割開來使用，作為2個4×4矩陣切換開關、4個2×2矩陣切換開關或者1個4×4矩陣切換開關加2個2×2矩陣切換開關等多種需要的組合，充分發(fā)揮設備的強大功能（圖11）。

圖11　VD0808CP或AD0808CP作為多個多選1圖

3.6矩陣切換開關的綜合應用

對于矩陣切換開關的綜合應用主要是將以上幾點靈活運用相互糅合，根據(jù)工作中的需要，構建一個龐大復雜的切換開關或切換開關加分配器混合利用的系統(tǒng)，最終目的就是為了簡化操作、合理有效地利用設備資源。由于矩陣切換開關設備的功能的強大和靈活，組合起來繁雜多變，就不再舉例說明。如果需要更多路的輸入和輸出還可以使用具備更多輸入輸出接口的矩陣切換開關設備（如16路或32路的數(shù)字視音頻矩陣切換開關等）。

4　VD/AD0808CP其他擴展功能

上文剖析了數(shù)字矩陣切換開關的各種靈活多變的使用方法，除此之外，VD0808CP和AD0808CP系列設備還支持通過RS-232接口和外部設備進行通訊。例如，可以通過開發(fā)單片機設備或計算機軟件編程來實現(xiàn)對VD0808CP和AD0808CP的遠程控制，這樣矩陣切換開關的使用將更加靈活、功能更加強大。

5　結語

通過對VD0808CP和AD0808CP數(shù)字視音頻矩陣切換開關應用的深入拓展，對該設備的理解更加透徹，使設備更高效地服務于工作。通過聯(lián)機實現(xiàn)多臺設備切換操作的聯(lián)動，簡化了操作步驟、提高了工作效率；通過矩陣切換開關的切換功能和分配功能的混合應用，充分利用了設備資源，節(jié)省了分配器的同時，也減少了一個故障環(huán)節(jié)，提升了整個播出系統(tǒng)的安全可靠性。