分布式非IP光纤拼接技术在大屏拼接显示行业的创新应用

近年来，国内不断推进全面数字化、信息化发展，并且新型基础设施建设的加持下，大屏拼接显示行业将迎来一轮新的高速发展浪潮，基于对监控显示与信息展示的庞大需求，在不同的领域特别是以安防监控为主的指挥调度、展览展示、大数据分析、会议视讯、户外宣传广告等为主的场合被广泛应用。

1大屏拼接显示行业发展趋势

在大屏拼接显示项目的建设中，拼接处理器对大屏显示效果发挥着关键作用，大家却很容易将关注焦点聚焦在拼接显示单元上，作为整个大屏显示系统“大脑”的拼接处理器往往被人忽视。所有信息必须经过这个“大脑”来引导和处理才能呈现在显示端上，所以说，大屏拼接处理器的优劣直接决定着大屏显示效果的好坏。从目前的行业发展来看，结合显示技术、传输技术以及应用领域的拓展，大屏拼接显示行业出现以下几种发展态势：

（1）画质高清化

拼接显示单元的品种和形式越来越丰富，出现LCD液晶拼接屏、DLP拼接屏、投影融合、LED小间距、触摸一体机等多种显示设备并存的市场景象。随着显示技术的进步，大屏显示已经逐渐从1920*1080升级到4K，满足高分辨率显示的需求。LED屏的分辨率随着小间距的广泛性应用实现不断突破，而小间距高清显示屏也成为大屏显示市场的热门焦点。

当传输内容趋向高清化，需要新的传输介质和传输产品可以实现在前端显示全高清、真高清内容。传统的复合视频接口、VGA等接口已经不能满足高分辨率传输的应用需求，传输技术进步衍生的DVI、HDMI、DP、SDI等接口实现了数字高清化的发展。

当4K分辨率应用逐渐普及，对传统的拼接处理技术是一项挑战，但又是拼接处理技术进步的重要推动力。4K显示对传输的同步性与稳定性、画面质量有着严苛要求，要求信息从源头到传输再到大屏显示，整个过程实时传输，不卡顿不黑屏，画质完整无损，这对于传统的IP分布式处理器难以满足。

（2）功能多样化

控制系统智能化的同时，也丰富了拼接处理器的功能应用，现在已实现整屏显示、分割、跨屏、叠加漫游、多信号显示等多功能。传统大屏拼接显示内容有电脑预制的，也有数据之间交互产生的，随着网络应用的普及，内容来源还包括远程监控、异地会议等动态内容，图像的清晰度更高，并实现4K显示。

（3）大尺寸化与特殊分辨率

除了功能多样化，大屏的形状与大小规模变化也具有多样化的特点。单屏的尺寸将会越来越大，80寸、84寸、100寸、120寸等大尺寸一体机越来越多被采用，既可以单独作为一个显示屏使用，又可以拼接起来。根据项目实际需求，灵活的拼接组合模式便于多套大屏或者大屏集群在不同的场所应用。

特殊分辨率更是大屏显示应用的一大亮点，弧形屏、柱形屏、球幕等不规范的形状，给予用户在内容展示方式和观感体验上创造无限的可能性，特殊分辨率常常被用于展览展示、娱乐场合，为观众打造极致的视觉盛宴。

2图像拼接处理器的需求变化

应用于大屏拼接显示方案的图像拼接处理器需求量庞大，在在科学教育，军事指挥，展览展示，交通安全管理，监控、能源、医疗、交通、军警公安、智能楼宇、工厂自动化等各行各业被广泛使用，都离不开用于画面显示的大屏设备，各种不同规模和材质的大屏在信号显示、坐席协作的过程中发挥着重要作用。图像拼接处理器是大屏显示系统不可或缺的部分，负责将一个完整的信号画面划分为数个等分部分，分配给同样数量的画面显示单元，通过多个普通画面显示单元组成大规模的信号图像显示屏。

随着大屏拼接显示系统的数据和视频等内容的复杂程度越来越高，统一调度管理系统信号源，同时在拼接墙中显示，显示方式灵活多样，如开窗、漫游、缩放、跨屏、叠加、分割等，实现数据、高清音视频等所有信息的有效展示。如何把拼接显示系统画面做得更完整更完美，是未来大屏拼接显示行业的追求目标。

大屏拼接显示市场体量巨大，应用潜力可期。用户和集成商怎样才能选择优秀的产品或解决方案呢？建议从以下五个要素对大屏拼接处理器进行考量：

1)     稳定性。拼接处理器的稳定性是保证整个系统安全稳定的重要部分，特别是对于大型会议中心等场景；

2)     同步性。同步性是保障画面显示完整度的重要标准，较低的同步性会出现画面撕裂、导致系统不可用；

3)     刷新率。刷新率决定了大屏的显示效果，更高的刷新率可以带来更好的视觉效果；

4)     可维护性。可维护性是大屏显示系统耐用度的重要指标，保持系统功能的持续更新；

5)     性价比。性价比决定着整个系统的建设成本，较低的性价比会让大屏系统挤占其他设备的成本空间。

传统市场常见的拼接处理器有集中式处理器、IP分布式处理器。集中式处理器架构简单，所有信号汇集到一个点再分发出去，扩展性弱，产品同质化严重，但设备成本低，适用于预算不高的小型项目。

分布式处理器采用IP架构，所有信号通过网络传输，由输入节点、交换机、服务器、输出节点组成，扩展性较强，后期可以根据需求增添新信号新节点，且操作简单。但是，当网络不稳定时，直接影响整个系统的稳定；当网络被攻击时，直接威胁到系统信息的安全。在传输过程中图像容易受网速限制而被压缩，画面质量下降。在实现海量数据并发处理或超高分大数据平台运行时，存在卡顿、延时、同步性弱等问题。

在高分辨率显示领域，传统拼接处理技术难以满足高稳定性、高同步性、高刷新率、高性价比的市场需求，亟需一种新技术能够优化产品性能、功能以及成本，推动大屏拼接显示行业发展，助力更多应用落地。

3浅谈分布式非IP光纤拼接技术创新性

非IP光纤拼接技术作为新技术具有突出优势。分布式非IP光纤拼接平台是行业独有的非IP、全光纤、分布式拼接处理器，突破传统拼接处理器技术架构，创造性采用分布式非IP光纤架构，同步性大大提高，也具有分布式架构的优势，可以同时支持高达768路画面，实现海量高性能的影像处理和大规模的信号显示，适用于超大规模的大屏显示系统。

3.1性能创新：

（1）系统配置简单

分布式非IP光纤拼接平台由分布式光纤输入端、分布式光纤拼接主机、分布式光纤拼控节点三大部件组成，不再需要分配器、传输器、多平处理器等额外设备，即可解决大屏显示的各种需求，大大降低了建设成本，性价比显著提高。

图1 分布式非IP光纤拼接平台系统图

（2）分布式非IP光纤架构设计

采用嵌入式主机芯片的分布式架构设计，以及三大组成部件的设置共同简化了系统整体架构，不需要接入额外设备即可具备分配器、传输器、矩阵、多屏处理器等多功能，使得设备节点相互独立，相互之间不受牵制，单个节点出现故障时并不影响系统整体运行，只需要对故障节点进行维修或更换，保障了系统7*24运行的稳定可靠，节省维护成本。

分布式非IP光纤拼接平台支持显示墙上每个显示单元可同时打开同一信号源，实现组播功能；支持同时打开几百路信号，高达60帧每秒的刷新率，全屏切换速度小于100ms，信号刷新速度快，大屏可以获得良好的画面显示效果，信息传递和领导决策的效率大大提高。

（3）同步实时性强

非IP全光纤的架构从硬件角度保证了大屏显示的高同步性，光纤架构与嵌入式芯片，更有利于信号传输，更低的延时，满足上屏信号的严格要求，避免了传统拼接处理器常有的画面卡顿、撕裂的问题，达到良好的显示效果。不同分辨率切换上屏，同样没有黑屏。

（4）最快速的瞬间切换无闪屏

在输出分辨率、系统性能、统一管理等方面，分布式非IP光纤拼接平台也有突出优势，分辨率能够达到1920x1200级别，瞬间完成所有信号源通道到大屏的切换；信号切换无黑屏、无重新同步、无延迟；一键预案，模式瞬间切换，快速汇报展示。大屏调度与会议屏显可由单一系统管理，简单高效。

（5）系统可靠性高

纯硬件模块的非IP专用系统，配合专用的协议，设备数量少，加强了系统的稳定性，保证控制室指挥大厅大屏显示的持续可靠，对于进行高端会议的会议中心意义重大。任意一个节点均可热插拔，几秒钟可简单置换，大大缩短了维护时间，可维护性提高，系统的耐用度得到了保证。平均无故障时间长：所有节点的MTBF均超过100，000小时。

3.2功能优势

（1）科学管理可视化信号

系统界面全中文显示，操作员可视化管理所有大屏画面，可以在可视化栏目查看信号源预览，选中所需的信号源画面推送、切换上大屏，并回显大屏画面的实时状态，实现更科学的优化管理。

图2 大屏信号切换示意图

（2）极致简单便捷的操作

系统界面按照不同的应用需求划分可视化预览、环境控制、会议预订、分组检索等齐全且清晰明了的功能栏目，方便操作员调用、切换信号，避免误差操作；可以提前预设大屏预案、大屏布局，直接调用预案缩短了操作时间，快速获得合适的大屏展示效果。

图3 大屏预案调用示意图

另外，大屏开窗模式具有单屏、全屏、叠加、开窗、漫游、4分屏、6分屏等多个可选择方案，根据业务需求，还可以开发定制化需求。随时调用，随时切换。

图4 大屏开窗模式效果图

（3）多数据处理，打破空间限制

支持单个大屏显示六个图层，有利于快捷处理大量数据信息。特别适用于安防监控，一个显示端实时查看六个监控点，既方便实现全监控，还节省设备成本。

（4）图像显示效果更清晰

分布式非IP光纤拼接平台支持无损压缩传输，提供1920x1200@60Hz像素点对点无损传输，满足大屏高清化显示的应用需求。

4非IP光纤拼接技术的应用价值

分布式非IP光纤拼接技术已成功应用到国家应急管理部、广东省应急厅、广州市委应急指挥中心、佛山应急指挥中心、广东女子监狱、河南移动NOC、盐城开发区公安、江门人才岛展厅、四川省高速公路结算灾备中心、云南省公安厅等不同行业的大型超大型项目中，在数据安全、大屏拼控、信息展示、系统稳定等不同需求的项目建设与升级起到了重要作用。

4.1项目撷选介绍 --江门人才岛智慧城市展示中心

大屏类型：可视化LED高清大屏、弧形屏、柱形屏等多种屏幕构成的高清屏幕集群

应用产品：分布式非IP光纤拼接平台

应用价值：江门人才岛智慧城市展示中心是广东省江门市建设的吸引人才与提升城市面貌的重要窗口之一，采用可视化LED高清大屏、弧形屏、柱形屏等多种屏幕构成的高清屏幕集群，构成“智慧之门”的展示效果，在环形空间内实时更新人才岛智慧城市建设数据，探索以人为核心的智慧城市新模式。

通过采用分布式非IP光纤拼接平台，统一接入高清信号，经过私有的传输协议，实现信号源与可视化LED高清大屏集群的互通互联，在屏幕终端的超高清实时显示，不同的信号在多个屏幕之间无缝切换，保证信号在高清屏幕集群的显示和操作不卡顿、不掉帧，满足未来数字城市场景体验的真实性与沉浸感，动态演绎江门在城市数字化进程中智慧科技与便捷生活的整体景象。

图6江门人才岛智慧城市展示中心

在国家政策背景下，与信息化技术息息相关的产业链市场规模逐年加大。大屏拼接显示行业是信息化产业的重要一环，不仅关乎国家人民安全，也影响着国民科教和娱乐，为了应对不断变化的需求，大屏拼接显示行业的技术需要新的突破和升级，拼接处理器厂商需要加快产品对高清信息数据采集、传输、处理、显示、交互的升级，加快新的技术应用落地。分布式非IP光纤拼接技术的创新性，立足于大屏拼接显示行业所有细分领域，作为一股新的技术力量，对大屏拼接显示行业快速发展具有重要的意义。