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灯光控制系统网络构成

整理:艺路网 日期:2009/10/27 来源:网络
  1、网络结构
  电视台无论级别高低、面积大小、演播室多寡,其灯光网络均可由电视台主干网络和演播厅灯光控制系统网络两大部分组成。主干网络负责各演播厅与技术、制作与管理部门之间的数据传输、系统连接共享。主要采用先进、稳定、高速的单模光纤的千兆以太网技术。电视台系统网络将演播厅灯光控制系统、演播厅音响控制系统、演播厅视频控制系统、演播厅计算机系统等的资源共享变得科学合理又简便易行。
  
  电视台的网络系统设计包括主干网络设计及单个系统的网络设计。
  
  1)主干光纤网络:主干网络是指电视台各个物理点如演播厅、技术办公室、库房、节目编导室等的控制联系网络。主干网络由于线路长,传输资料多,应用传统的快速以太网络100BASE-T己不能满足现代用户的需求,较能胜任这一重任的是采用基于单模光纤的千兆以太网络系统。
  
  以下为几种网络介质传输距离的比较:
  
  各类线材信号传输距离比较表
  
  Tape标准名称Media介质Distance(max)传输距离
  
  1000Base-SX
  
  波长850nm62.5微米多模光纤1KM
  
  50微米多模光纤2KM
  
  1000Base-LX
  
  波长1300nm62.5微米多模光纤1.5KM
  
  50微米多模光纤3KM
  
  单模光纤5KM
  
  1000Base-CX同轴电缆150M
  
  100Base-T4对5类双绞线100M
  
  DMX5125芯信号线330米
  
  目前,很多电视台的网络系统设计概念已相当完整,各台都具备各自的计算机网络系统,系统之间的主干连接考虑传输距离和信号质量以及系统今后的扩展,将通过光纤收发器将信号源转换为光信号进行传输。由于采用了基于单模光纤的千兆以太网技术,整体网络的扩展和连接相对比较简单。主干光纤网络能完全兼容演播厅的网络系统,这样一来既节省了投资,又使资源得到合理利用,使整个系统功能十分完善。只要将光纤信号直接接入电视台的网络光纤收发机,便可以利用计算机网络资源实现台内网络资源共享。灯光系统、音响系统、视频系统、计算机系统都可实现文件的共享;同时,通过计算机网络实现与国际互联网INTERNET的连接,方便系统在网上简易实现系统升级和远程诊断维护。
  
  2)灯光控制网络系统(演播厅以太网/DMX灯光网络)
  
  灯光控制网络系统是指各演播厅网络化灯光控制的系统。采用以太网/DMX网络控制,整个控制系统严格遵循TCP/IP通讯协议和USITTDMX512协议(1990)。灯光控制系统成星型分布,各演播厅信号集中于各自的可控硅室,通过集线器分布以太网节点,数据传输介质采用六类以太网信号线;DMX信号由网络中的众多SN110网络节点提供。每个SN110上有LCD液晶显示来提供信息指示及两个DMX接口。每个接口能利用网络配接软件或浏览器加以设置。这功能容许设置工序从每个演播厅的中央计算机或任何无线场景遥控器上完成。所有SN110的工作电源直接由网线从网络中提供(国际最新标准IEEE802.3af)。所有手提型的网络单元均可直接利用插件与墙面的网络接口连接并通电工作。通过StrandSN1XXNODE(网络节点)实现以太网控制信号与DMX信号的相互转换,并合理分布于演播厅各DMX信号节点。灯光网络配置具备专用的网络配置软件,能对网络中各个信息节点统一配置、修改。网络中具备以太网控制、DMX控制、无线遥控、有线遥控,并能接入场灯控制系统以及环境照明控制系统。
  
  在本方案中所采用的技术,全面引进了斯全德公司世界最早开发又不断完善、目前处于世界领先地位的StrandShowNET技术,包括了最新的无线网络系统、最新发表的工作电源于网络线材中游走等来提供控制系统的灵活性。它将灯光控制系统完全溶入了网络系统,并进行了无缝整合,重点对灯光控制技术进行了系统地整合和扩充,使得灯光网络控制更加简便易行。应用ShowNETTCP/IP协议和软件,给灯光控制带来了技术革新的最新成果。
  
  演播厅中的灯光数字控制系统设备都可由该系统统一地进行控制,没有任何的信号兼容问题。应用了强大的StrandShowNETConfiguration网络配置编辑软件,通过人性化的接口使系统实现任意放置资料,还能从任一特定的区域更新SN1XXNode,避免了从一个网点运行到另一个网点去更新系统的繁琐。该软件能通过设定来分配指派所有的以太网选址信息、IP、网关、多点传送组和分支网络信息到每个网点。可以说StrandShowNET是对传统的DMX512的重大的技术革新,是灯光控制系统的一次质的飞跃,它彻底解决了上千回路大演播厅(或多功能电视剧场)回路分布和多调光台控制同一组调光柜与数控设备等一系列单一应用DMX512网络所无法实现的技术难题。
  
  在灯光控制系统的终端设备中,我们选用了StrandSN102(带网络视频终端器的网络节点),该设备可以将网络所连接的灯光控制系统中的任何资料(包括正在运行中的灯光主控台的工作接口)进行实时监控,使得在中心控制机房的系统维护人员能及时地了解控制系统设备中的所有信号,包括调光立柜的报告信号,及时处理灯光设备的技术故障,合理利用设备资源,使设备的利用率达到最高。此外,该设备资料的传输协议为标准的TCP/IP协议,它可以放置在任何具有网络控制线的办公室、其它工作室等只要与主干网络联接的区域。另外,选用Remotehandheld等远程控制器,使灯光控制更加全面、更加系统和更加简便。
  
  为了保障系统运行的可靠性和稳定性,我们在每个中心控制室使用不间断电源UPS,推荐使用美国APC公司的UPS产品。这种不间断电源(UPS)属在线式(ON-LINE)系统,它可以为负载提供稳频、稳压、不间断高质量纯正弦波交流电。该系统能有效地克服由外电网直接供电所引起的常见电源质量问题,如电压过高、过低、电网突波或瞬间尖波、电源线上杂波干扰、电力供应中断或瞬间断电等,从而保证仪器设备的正常运行,防止计算机及数据处理系统内的资料丢失,UPS不间断电源是特别为各种微电脑网络、小型计算机、工作站和精密电子仪器设计的,运行极为可靠,还可增加电池组延长后备供电时间,以满足在断电情况下仍获得长时间供电用户的特殊需要。
  
  2、网络布线
  
  本方案中,我们对于网络布线、接线以及接线盒的工艺处理方面都要求做非常细致的设计工作。在所有网络中使用了Neutrik的”Ethercon”系列带锁接插件;所有网络设备的生产和架设都符合国际工业标准,其中的外购部份更是选用业界领先的产品如“HP”、“Linksys”、“3Com”等,有效增强系统的高水平及稳定性;接线盒中包括了各个回路的强电输出部分和信号传输弱电接口部分,由于采用了国际先进的生产工艺,消除了任何信号的干扰问题。线材、接插件均符合国际电气认证,线材均经阻燃处理;线与接插件的连接均要求使用焊接技术处理,彻底杜绝接插件中的打火现象;总体布线根据演播厅的建筑结构以及线路的布置标准,合理布局,统一规划。充分显示出电视台现代化、自动化灯光控制系统的先进性、灵活性和稳定性。
  
  3、系统硬件
  
  电视台各演播厅STRANDShowNET网络化灯光控制系统,主要由以下各部分组成:ⅰ调光台ⅱ网络节点ⅲPC计算机
  
  ⅳ网络分配器ⅳ网络化调光硅柜
  
  调光台为整个系统的中心,也是操作接口。本设计使用Strand500或300系列计算机调光台均采用奔腾级别处理器,定义的模式可为主控台、备份台及遥控台三种。主控台的角色为整个网络之首,可存在18000个光路及32个DMX-512段以控制整个系统。备份台以网络架构与主控台连接,并利用完全跟踪备份(FullTrackingBackup)模式对主控台进行学习。即两台调光台并行处理,在任一台上按键则另一台马上学习,演出时同步输出信号。这种“完全跟踪备份”与传统的“双机热备份”操作即先在主机上编程,再考到软盘中,然后再考到备份台上,一旦演出中途故障便需要从备份台中紧急操作调出程序的模式相比较,具有更大的时效性与安全性。遥控台为主控台的分控台,在大型演出中往往可通过分工来处理,如主机为传统灯控制,分控台为换色器控制等,也可设定功能增创第二、甚至第三或第四个控制输入至系统中作为主控台角色的一个分支。在遥控模式下,每个控制台有其自己独立的输入命令和显示,并可把控制回路的资料进行”Partitioned”(分割)并加以记录。这种功能容许一个控制台独立记录控制回路于主CUE场上,而与此同时,其它使用者可利用他们的回路分割并执行在同一个CUE场上。带着独自的显示及唯一的回路列表,每个控制台的回路分割可为整个系统的任意一部份,从而去满足舞台上各种需求。操作上是绝对灵活及机动性强,能够配合不同的演出需要而作出改变。下图为演播厅灯光控制系统图。
  
  本设计方案的优势,在于它采用了网络化多等级备份结构,从而确保系统运行万无一失。更有特色的是网络节点在网络中取电,既方便了灯光负载和站点的移动,又避免了长距离传送信号衰减的影响。运用STRAND500或300系列计算机调光台作为主调光台,位于观众席设计者方位(DesignerPosition)或节目总监位置(StageManagerPosition/SL)的STRAND500或300系列较小型计算机调光台作为辅助调光台,两台调光台互为联网,可互为备份,同时还可选用另一台STRAND500或300计算机调光台作为完全跟踪备份台,在两台500或300系列控制台之间提供备份工作。当备份500或300台自动确认“主机”身份的控制台失效时,备份500或300台会自动掌权直至另一控制台上线并“Login”设置成为另一“主机”或“遥控”的角色。此时,一个全功能的控制平台业已准备就绪,网络的接替和控制权的转换为全自动化。
  
  另外,500及300系列控制台当然也可以设置成备份角色为其它控台服务。调光台与调光台之间互为学习、互为完全跟踪备份,确保信号输出稳定畅通。
  
  网络节点选用AC供电的STRANDSN100、SN102(19英寸机架式)。

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