LED大屏控制信号远距离传输如何规划设置?
2025-04-23
LED大屏设计安装过程中,经常会遇到控制信号需要远距离传输的应用场景,这时候大屏控制系统的信号一般利用网线进行传输。 但是大型现场由于场地大设备多等因素,可能需要将设备统一放置在指定位置,这样情况下,因此可能会使控制器与接收卡之间的距离变远。 现在通常一般网线的信号传输距离约80m,因此如果在更远距离情况下使用这种传输方式,则会因为传输过程中信号衰减或信号反射出现干扰,导致屏幕在播放过程中出现部分黑屏、闪屏等故障。
另外,视频源与控制器或视频处理器之间的距离过长也是需要解决的问题。根据常识,普通 DVI线的最大传输距离只有 5m,HDMI 线的传输距离约 30m。当超出这一范围后,信号在传输过程中就会产生衰减,导致屏幕在播放过程中出现闪屏、闪点等故障。 因此,在LED大屏超远距离控制传输规划设计中,想解决远距离传输问题就需要解决这两类线材过长产生的信号衰减问题,1、网线、2、视频线过长。这两类线材远距离传输信号就会受到衰减干扰。那么一般采用什么方法规划设计解决呢? (一)学会利用光电转换器 光电转换器,又称光纤收发器,常见的光电转换器应用如下图所示。控制器将所要显示的画面内容先转换为电信号,电信号通过网线传输至光电转换器,光电转换器将电信号转换为光信号,接着光信号通过光纤进行远距离传输,最后通过另一台光电转换器将光信号转换为电信号再传输至接收卡,最终在LED 显示屏中显示想达到的理想画面。
(二)学会利用光纤视频传输完成视频信号的远距离传输 常见的光纤视频传输如下图所示。以 DVI信号传输为例,视频处理器将 DVI信号传输至 DVI转光纤设备,DVI转光纤设备如下图所示,通过转换DVI信号被转换为光信号,利用光纤进行远距离传输。之后在另一头将光信号转换为 DVI信号传输至控制器,由控制器将信号处理后传输至接收卡,最终在 LED 显示屏中显示理想的画面。
在这个方案中,借助利用光纤进行远距离传输,可以利用光纤在传输过程中抗干扰能力强,传输距离长的特性将信号稳定传输至对应端,满足大屏幕与设备或信号源距离过远的场景。而且光纤传输频带宽、通信容量大,保密性强的特性也使以上两种传输方案可在特殊场景中使用。
现如今随着 LED 显示屏的应用领域不断扩展、大屏项目越来越大,远距离传输已经成为LED 屏控制系统中必不可少的一部分,行业内有多种通用的光纤解决方案及配套设备。这些设备通用易得、适用范围广,可以有效地解决了大部分规模一般的项目的问题。 但是对于一些重要的场合或重大的项目,为了避免设备的兼容性等不确定因素,减少不同厂家、不同硬件平台等造成的潜在风险,大多数时候需要使用全套的显示解决方案,当然也包含其中的远距离传输方案。因此,业内各厂家设备除了支持通用的光纤设备,也会开发各自的专用设备。 比如诺瓦星云为解决远距离传输问题,设计了一系列光纤传输设备以适应不同的应用场景,如光电转换器 CVT310/CVT320、CVT-Rack310/CVT-Rack320、CVT10.CVT4K 等。除此之外,部分高端 LED 发送卡本身集成光纤接口,可以直接输出光纤信号,如 MCTRL4K、H 系列产品等。还有一些 LED 控制器具有光电转换模式可以自由地在控制器和光电转换器之间切换工作模式,一机两用,为用户尤其是租赁用户降低了成本,如MCTRL660 PRO、K16 等。
根据光纤接口的传输速率的不同,光电转换器可分为多种不同规格,常见的有1对1、1对8、1对 10等。当传输速率为 1.25Gbit/s时,光电转换器为1对1型即1个光纤接口对应传输1个网口的数据;当传输速率为9.9Gbit/s时(也称为10G光纤),光电转换器为1对8型,即1个光纤接口对应传输8个网口的数据;当传输速率为 11.3Gbit/s 时,光电转换器为1对 10 型,即1个光纤接口对应传输 10个网口的数据。 以 CVT310/CVT320 为例,CVT310/CVT320 为1对1的光电转换器,在其面板中只有一个网口和一个光纤接口,可以将一路光纤转换成一路网线,或者将一路网线转换成一路光纤,适用于网线数量较少,距离长的场景。在稍微大一点的项目中使用此类设备就会使系统变得过于复杂。例如,某项目使用 K16 带载 LED 显示屏,如果将 K16 的 16 路输出网口全部传输出去,则需要使用 16 对共 32 台CVT310/CVT320,CVT310/CVT320 系统架构如下图所示。该方案所需要的设备过多,会导致可能出现问题的节点增加。在现场安装时,设备与网线数量较多,也会导致系统方案架构臃肿复杂。
对于大型活动现场,此类方案明显不是最好方案。为了简化大型现场的远距离布线,解决系统架构臃肿的问题,可选用传输速率更高的型号。 如选用 CVT10 等类型产品,其为一种1对 10 的光电转换器,既可以作为传统光电转换器,满足 10 网口的光电转换需求,又可以直接与集成了光纤接口的发送卡相互配合,直接将发送卡输出的光信号转换为电信号,并根据发送卡每个光纤接口对应的网口数量决定转换后的输出网口数量。CVT10双设备架构如下图所示,CVT10 单设备架构如下图所示。以 K16 为例,因为 K16 的每个光纤接口对应8个网口,所以当 CVT10与K16 通过光纤连接后,CVT10变为8网口输出设备。
另外对于大型的重要LED大屏,还可以选用更专业的产品:CVT4K。它不仅支持4路光纤接口,每个光纤可传输8路网口,4 路网口间还支持2主2备,更加方便现场布线及设置备份。除此以外,一些控制器也集成了光纤接口备份功能,如 MCTRL1600、MCTRL4K、K16 等,光纤备份架构如下图 所示。
如果在一个发送卡选用 MCTRL1600、拼接器选用 E3000 的方案中,用户使用3台MCTRL1600 作为发送卡,3台 MCTRL1600 作为光电转换器,案例架构如下图 所示。方案中光模块使用 10G SFP Module-S,OS1 单模双芯光纤。整体调试过程只需要将3 台 MCTRL1600 在前面板上设置为光电转换模式,模式切换操作步骤如下图 所示,其余都是即插即用。
国内控制系统生产厂家除诺瓦星云之外,各控制系统厂家也都开发了相关的光电转换设备。例如,灵星雨的光电转换方案主要使用 SC801/MC801。该类产品为单网口转换,系统架构与诺瓦星云 CVT310/CVT320 类似。卡莱特的光电转换方案主要使用光电转换器H2F、H16F、H10FN。其中,H2F 与诺瓦星云 CVT10 类似,即可通过两台设备与发送卡配合,先将发送卡输出的电信号转换为光信号进行传输,再将光信号转换为电信号输出至接收卡,也可直接接收发送卡输出的光信号,将其转换为电信号输出至接收卡。H16F 与诺瓦星云 CVT320方案架构类似,HI0FN与 CVT10 类似。在远距离传输控制中,选择最优的方案来实现控制信号的远距离传输,争取达到最理想的LED大屏显示画面。
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