全文摘要
本实用新型公开了一种4K超高清传输分布式系统，属于音视频传输技术领域。它包括超高清输入设备、4K超高清传输接口机、网络交换机、播放设备；每台超高清输入设备连接一台4K超高清传输接口机，输入端的所有4K超高清传输接口机与网络交换机连接，网络交换机连接至少一台作为输出端的4K超高清传输接口机，输出端的4K超高清传输接口机连接播放设备。多种异构的超高清输入设备通过4K超高清传输接口机统一接入，多终端互换，同步数据监控，对接不同业务平台，实现平台联动；通过4K超高清传输接口机，将本地音视频信号无缝接入，实现音视频信号的全IP化，为音视频信号全交换、任意信号随时调取、多画面漫游拼接等功能提供硬件基础。
主设计要求
1.一种4K超高清传输分布式系统，其特征在于，它包括超高清输入设备、4K超高清传输接口机、网络交换机、播放设备；每台超高清输入设备连接一台4K超高清传输接口机，输入端的所有4K超高清传输接口机与网络交换机连接，网络交换机连接至少一台作为输出端的4K超高清传输接口机，输出端的4K超高清传输接口机连接播放设备。
设计方案
1.一种4K超高清传输分布式系统，其特征在于，它包括超高清输入设备、4K超高清传输接口机、网络交换机、播放设备；
每台超高清输入设备连接一台4K超高清传输接口机，输入端的所有4K超高清传输接口机与网络交换机连接，网络交换机连接至少一台作为输出端的4K超高清传输接口机，输出端的4K超高清传输接口机连接播放设备。
2.根据权利要求1所述一种4K超高清传输分布式系统，其特征在于，所述4K超高清传输接口机包括4K超高清传输编解码芯片，以及与4K超高清传输编解码芯片连接的音视频输入接口、音视频输出接口、音频输入输出接口、红外输入接口、红外输出接口、双向传输接口、控制端接口、光纤传输接口、网线接口、USB接口。
3.根据权利要求2所述一种4K超高清传输分布式系统，其特征在于，所述4K超高清传输接口机通过音视频输入接口接入超高清输入设备的视频信号源。
4.根据权利要求2所述一种4K超高清传输分布式系统，其特征在于，所述4K超高清传输接口机的双向传输接口RS-232接入超高清输入设备的RS-232信号。
5.根据权利要求2所述一种4K超高清传输分布式系统，其特征在于，所述4K超高清传输接口机的控制端接口接入超高清输入设备的控制信号。
6.根据权利要求2所述一种4K超高清传输分布式系统，其特征在于，所述4K超高清传输接口机的音频输入输出接口接入麦克风、扬声器。
7.根据权利要求2所述一种4K超高清传输分布式系统，其特征在于，所述4K超高清传输接口机通过光纤传输接口、网线接口与网络交换机连接。
8.根据权利要求2所述一种4K超高清传输分布式系统，其特征在于，所述4K超高清传输接口机中输出端的4K超高清传输接口机上的USB接口连接鼠标，输入端的4K超高清传输接口机上的USB接口连接超高清输入设备。
9.根据权利要求2所述一种4K超高清传输分布式系统，其特征在于，所述超高清输入设备包括笔记本、台式机、视频播放器。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及一种4K超高清传输分布式系统，属于音视频传输技术领域。
背景技术
根据调研机构公布的统计数据显示，2016年全球4K电视面板销量达到6374万片，同比增长率高达70％，相应市场占有率也提升至24.7％。中国的发展更加迅速，2016年中国4K电视产品销量超过2500万台，预计2020年达到4400万台，北美和西欧作为4K电视的第二和第三大市场，2020年的4K电视销量预期总和将达到4490万台。
随着4K业务的规模发展，传统的网络在转向体验驱动的4K承载网网络架构过程中，有两个关键点需要跨越：传统高收敛，多层次的网络模型需简化，以适应4K业务模式；4K的网络体验是端到端的，无边界的，需E2E的体验保障。大尺寸电视风向下，无论是液晶还是OLED，在产能或售价上都有短板，而4K超高清投影产品恰好在大尺寸、画面表现和价格上有差异化表现。
可视化是专业AV领域近年来特别专注的方面。在大数据、网络化时代，可视化不再是简单的显示，而是需要通过可视化提高工作效率，加快决策进度，更好地完成协作。工业控制设备的智能化，如今每天都会产生大量数据，如何充分利用与企业经营相关的内外部数据、帮助企业更好的运营和决策，越来越成为成为企业关注的问题。网络化发展，可以促使过程控制的功能进一步分散下移，实现真正意义上的“全数字”、“全分散”控制。
2017年底，全国首个4K超高清电视试验频道在广东广播电视台正式启动，成为我国4K发展史上的一个里程碑，这场4K风暴将为我们呈现出画面更逼真、特效更震撼、场景更丰富、表演更细腻的视听盛宴。
随着显示技术的不断进步，4K的应用也逐渐完善起来，因其色彩鲜艳、文字清晰锐丽，得到了越来越多客户的青睐，然而如此大数据量的图像，怎么可以让其更好的实现无损传输和输出显示变的尤为重要。4K电视提供了比高清电视更高的图像分辨率(3840x2160)、更宽的色域、更宽的动态范围、更广的观看视野和更多的声道数，给用户带来了更好的视听体验，但由于4K电视技术较新，与之对应的测试方法和手段还较为匮乏，相关测试技术规范与技术标准大多还在制定当中。
近几年，互联网服务规模越来越庞大，分布式系统以及典型分布式系统的云计算平台等技术得到快速发展。今后的趋势是智能化程度越来越提高，所占的比重越来越大。如今的大屏幕显示系统不仅要负责对海量数据信息进行高效率的分析，还要将分析结果展现出来，以让各个管理部门可以直观、便捷地根据数据指标，合理调度配置资源进行事件决策。4K超高清传输分布式系统与互联网应用的紧密结合和广泛普及，将大大提升用户的视听体验，提升群众的幸福感，进一步深化电视媒体与新媒体的融合发展，通过创新发展拓展宣传阵地，同时带动相关产业的发展。
目前，4K超高清传输系统需要解决以下难点：(1)异构的机器与网络：4K超高清传输分布式系统中的机器，配置不一样，其上运行的服务也可能由于不同的语言、架构实现，因此处理能力也不一样；节点间通过网络连接，而不同网络运营商提供的网络的带宽、延时、丢包率又不一样。怎么保证大家齐头并进，共同完成目标，这是个不小的挑战。(2)普遍的节点故障：虽然单个节点的故障概率较低，但节点数目达到一定规模，出故障的概率就变高了。4K超高清传输分布式系统需要保证故障发生的时候，系统仍然是可用的，这就需要监控节点的状态，在节点故障的情况下将该节点负责的计算、存储任务转移到其他节点。(3)不可靠的网络：节点间通过网络通信，而网络是不可靠的。可能的网络问题包括：网络分割、延时、丢包、乱序。相比单机过程调用，网络通信最让人头疼的是超时：节点A向节点B发出请求，在约定的时间内没有收到节点B的响应，那么B是否处理了请求，这个是不确定的，这个不确定会带来诸多问题，最简单的，是否要重试请求，节点B会不会多次处理同一个请求。(4)超高清视频的集中控制：远距离、高保真、零延时传输，视频画面的拼接、分割等功能。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题在于：提供一种4K超高清传输分布式系统，它解决了以上问题。
本实用新型所要解决的技术问题采取以下技术方案来实现：
一种4K超高清传输分布式系统，它包括超高清输入设备、4K超高清传输接口机、网络交换机、播放设备；
每台超高清输入设备连接一台4K超高清传输接口机，输入端的所有4K超高清传输接口机与网络交换机连接，网络交换机连接至少一台作为输出端的4K超高清传输接口机，输出端的4K超高清传输接口机连接播放设备。
作为优选实例，所述4K超高清传输接口机包括4K超高清传输编解码芯片，以及与4K超高清传输编解码芯片连接的音视频输入接口、音视频输出接口、音频输入输出接口、红外输入接口、红外输出接口、双向传输接口、控制端接口、光纤传输接口、网线接口、USB接口。
作为优选实例，所述4K超高清传输接口机通过音视频输入接口接入超高清输入设备的视频信号源。
作为优选实例，所述4K超高清传输接口机的双向传输接口RS-232接入超高清输入设备的RS-232信号。
作为优选实例，所述4K超高清传输接口机的控制端接口接入超高清输入设备的控制信号。
作为优选实例，所述4K超高清传输接口机的音频输入输出接口接入麦克风、扬声器。
作为优选实例，所述4K超高清传输接口机通过光纤传输接口、网线接口与网络交换机连接。
作为优选实例，所述4K超高清传输接口机中输出端的4K超高清传输接口机上的USB接口连接鼠标，输入端的4K超高清传输接口机上的USB接口连接超高清输入设备。
作为优选实例，所述超高清输入设备包括笔记本、台式机、视频播放器。
作为优选实例，所述播放设备包括显示器、投影仪。
本实用新型的有益效果是：
(1)多种异构的超高清输入设备通过4K超高清传输接口机统一接入，多终端互换，同步数据监控，对接不同业务平台，实现平台联动；
(2)通过4K超高清传输接口机，将本地音视频信号无缝接入，实现音视频信号的全IP化，为音视频信号全交换、任意信号随时调取、多画面漫游拼接等功能提供硬件基础；
(3)采用多节点对单节点的结构时，使用一根网线或光纤线，就可以解决音视频信号和控制信号的传输，实现传输、管理、控制多重功能，颠覆硬件设备的堆砌而成的音视频系统，使硬件设备极简化缩小设备的占用空间，减少出现系统故障的概率；
(4)以最简单灵活的方式实现有机结合，并在未来可不断的按照新的需要，扩充平台功能，扩展性好，能够满足超高清信号集中控制和远距离传输的要求,实现超高清信号的大规模应用普及。
附图说明
图1为本实用新型采用多节点对单节点的结构示意图；
图2为本实用新型采用多节点对多节点的结构示意图；
图3为4K超高清传输接口机的结构示意图。
图中：超高清输入设备1，4K超高清传输接口机2，网络交换机3，播放设备4。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
如图1-图3所示，一种4K超高清传输分布式系统，它包括超高清输入设备1、4K超高清传输接口机2、网络交换机3、播放设备4；
每台超高清输入设备1连接一台4K超高清传输接口机2，输入端的所有4K超高清传输接口机2与网络交换机3连接，网络交换机3连接至少一台作为输出端的4K超高清传输接口机2，输出端的4K超高清传输接口机2连接播放设备4。
如图3所示，4K超高清传输接口机2包括4K超高清传输编解码芯片，以及与4K超高清传输编解码芯片连接的音视频输入接口HDMIIN、音视频输出接口HDMI OUT、音频输入输出接口Audio Codec Jack3.5mm、红外输入接口INFRARED IN、红外输出接口INFRARED OUT、双向传输接口RS-232、控制端接口REALTEK RJ45、光纤传输接口SFP+、网线接口RJ45、USB接口USB2.0Jack。
4K超高清传输接口机2通过音视频输入接口HDMI IN接入超高清输入设备1的视频信号源。
4K超高清传输接口机2的双向传输接口RS-232接入超高清输入设备1的RS-232信号。
4K超高清传输接口机2的控制端接口接入超高清输入设备1的控制信号。
4K超高清传输接口机2的音频输入输出接口Audio Codec Jack 3.5mm接入麦克风、扬声器。
4K超高清传输接口机2通过光纤传输接口SFP+、网线接口RJ45与网络交换机3连接。
4K超高清传输接口机2中输出端的4K超高清传输接口机2上的USB接口USB2.0Jack连接鼠标，输入端的4K超高清传输接口机2上的USB接口USB2.0Jack连接超高清输入设备1。
超高清输入设备1包括笔记本、台式机、视频播放器。
播放设备4包括显示器、投影仪。
网络交换机3采用10Gbe交换机。
4K超高清传输编解码芯片采用AptoVision的BlueRiver NT2000 AV\/IP芯片组，该芯片组用于AV\/KVM信号扩展，矩阵切换，基于IP的交换，视频墙和多视图，均十分理想。它的关键功能\/特点包括：(1)能够通过现成的10GbE网络交换机3来分配AV信号；(2)即时、无缝地切换HDMI信号(最高可达4K\/60\/4:4:4 8位和4K\/60\/4:2:0 10位)；(3)零帧延迟，零压缩和零伪影；(4)支持HDMI，HDCP，嵌入音频，模拟立体声音频，双向IR，RS-232以及10GbE链路上的1GbE信号；(5)适用于所有信号类型(视频，音频，IR，RS-232等类型)的、完全可路由的独立切换平面；(6)支持音频的嵌入、去嵌入和缩混；(7)能以优化的边框校正创建、保存、使用视频墙配置。
工作原理：
如图3所示，为4K超高清传输接口机2的内部各模块连接结构。
(1)编码信号走向，4K超高清音视频源信号通过用于编码的4K超高清传输接口机2的HDMI IN输入，RS-232信号进入RS-232双向传输，超高清输入设备1中的控制信号连接控制端接口RJ45，其他音频输入、红外输入信号通过音频输入输出接口Audio Codec Jack3.5mm、红外输入接口INFRARED IN接入4K超高清传输接口机2，以上音视频信号、控制信号全部进入4K超高清传输编解码芯片打包成可以通过网络交换机3路由的数据包；数据包通过光纤传输接口SFP+，或者7类网线接口RJ45远距离传输发送到网络交换机3。
(2)解码信号走向，网络交换机3将数据包发送到用于解码的4K超高清传输接口机2，4K超高清传输编解码芯片将数据包解码成音视频信号，以及控制信号，4K超高清传输接口机2根据解码的控制信号执行相关操作，音视频信号通过音视频输出接口HDMI OUT发送到播放设备4播放，音频输出、红外输出信号通过音频输入输出接口Audio Codec Jack3.5mm、红外输出接口INFRARED OUT输出。
4K超高清传输接口机2中输出端的4K超高清传输接口机2上的USB接口连接鼠标，输入端的4K超高清传输接口机2上的USB接口连接超高清输入设备1，能够通过鼠标操作、控制超高清输入设备1。
通过对超高清输入设备1的操作，能够将控制信号与音视频信号一起打包发送，完成不同画面图像的切换、画面墙拼接，画中画，画面合成及用户自定义布局功能，音频、模拟立体声音频、多声道PCM音频混为立体声，双向红外接收和发送、双向RS-232,USB等路由对应连接。
多种异构的超高清输入设备1通过4K超高清传输接口机2统一接入，多终端互换，同步数据监控，对接不同业务平台，实现平台联动；
通过4K超高清传输接口机2，将本地音视频信号无缝接入，实现音视频信号的全IP化，为音视频信号全交换、任意信号随时调取、多画面漫游拼接等功能提供硬件基础；
采用多节点对单节点的结构时，使用一根网线或光纤线，就可以解决音视频信号和控制信号的传输，实现传输、管理、控制多重功能，颠覆硬件设备的堆砌而成的音视频系统，使硬件设备极简化缩小设备的占用空间，减少出现系统故障的概率；
以最简单灵活的方式实现有机结合，并在未来可不断的按照新的需要，扩充平台功能，扩展性好，能够满足超高清信号集中控制和远距离传输的要求,实现超高清信号的大规模应用普及。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本实用新型要求保护的范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201921089364.6
申请日:2019-07-11
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:31(上海)
授权编号:CN209805954U
授权时间:20191217
主分类号:H04N5/268
专利分类号:H04N5/268;H04N5/765
范畴分类:申请人:上海大因多媒体技术有限公司
第一申请人:上海大因多媒体技术有限公司
申请人地址:200000 上海市浦东新区大团镇东大公路2458号1幢5742室
发明人:杨顶东;朱龙龙
第一发明人:杨顶东
当前权利人:上海大因多媒体技术有限公司
代理人:杨小双
代理机构:31345
代理机构编号:上海浙晟知识产权代理事务所(普通合伙) 31345
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计
标签：网络交换机论文; rs-232论文; 网络节点论文; 红外技术论文; 信号传输论文; 网络传输论文; usb接口论文; 4k电视论文; 接口论文;