多媒体网关技术及其应用
摘要:多媒体网关是近年来应用于高档酒店客房的新型转换设备,但目前这类设备的技术尚未被业内掌握。此文通过对美国Cables To Go公司旗下TruLink Media Gateway的产品分析,阐述高清视频传输、应用程序编程、报告使用情况和固件自动更新等方面的关键技术。
1 前言
多媒体网关的主要功能是把酒店客房电视机后(侧)面的一些接口通过HDMI线(或无线)转到桌面上来,以方便客人将随身携带的相关设备连接到电视机上播放。
多媒体网关为延长客人住店时间、提升酒店利润起到了一定的作用。据不完全统计,在使用多媒体网关的客人中,37%的人在客房内使用个人电子设备的时间增加,酒店可以通过促进客房服务或酒店实地舒适度来产生更多的收入。目前一些高档酒店已逐渐将此设备作为基本的配置,同时国内外也有相应的同类产品在客房中实际应用。
但遗憾的是,现有这方面的技术资料很少,能看到的只是一些简单的安装指南和使用说明书。而笔者曾有机会与美国Cables To Go公司的同行就多媒体网关产品做过较为深入的探讨,下面通过对此产品的分析,介绍在酒店环境中的高清视频传输、应用程序编程接口(API)、报告使用情况的工具、固件自动更新等方面的关键技术。
2 酒店环境中的高清视频传输
高清视频传输主要有二类连接和二类无线视频技术传输方式,二类连接是有线HDMI电缆和无线数据连接;二类无线视频技术传输方式是如今比较流行的无线家用清晰度接口和Wireless HD。
2.1 有线HDMI电缆
从机顶盒或Blu-rayTM播放器等设备传输的高清(HD)信号,其带宽要求大约为3.7Gbps,这样才能以60Hz的频率显示1080p分辨率。如今,传输这些信号最常见的连接是使用HDMI电缆,通常可以将这些未经压缩的视频信号传送至约20m远的距离。
2.2 无线数据连接
目前使用的最常见的Wi-Fi标准是802.11n,该标准提供的覆盖范围比以前的版本(如802.11a、b和g)更广、带宽更大,尽管这些版本目前仍在使用,且向后也可兼容新的802.11n标准。
802.11n更大的带宽和更广的覆盖范围通过双重无线电传输(2.4GHz和5GHz)来实现,从而为客人提供更多兼容设备,如笔记本或平板电脑,以较小的干扰和更高的数据传输速率在多个频带上传输数据。除了多个频率以外,5GHz ISM带还提供多达24个非重叠信道(或在相同环境中当聚集到最多4个信道达到近300Mbps的最大吞吐量时提供6个系统)。这样,通过Wi-Fi访问,可以令其更容易覆盖较大的空间,如地板或室外区域。Wi-Fi系统如今已得到广泛使用,虽然可以为整个酒店中的人员提供便利的互联网访问,能够传输压缩视频信号,但是由于带宽要求以及网络向多个用户开放的现况,使系统在娱乐活动提供高质量的高清晰视频方面差强人意。
2.3 无线家用清晰度接口(WHDI)
WHDI利用5GHz的频率,可以将高清视频信号最多传输100m远的距离,并且能够穿过大多数类型的障碍物(如墙壁或隔墙)。这对于家庭娱乐之类的应用比较方便,但是,对于酒店客房、会议区等其他特定应用不利,在这些应用中,处于传输区域内的多个设备可能会相互干扰。另外,高达300Mbps吞吐量的聚合信道带宽需要对3.7Gbps视频进行压缩或剪辑才能传输。这两种情况下,视频质量均会打折扣且会导致一定程度的延迟。况且在高密度环境(如酒店和公寓大楼)中,会有数量众多的设备共享5GHz的频道,这样致使设备相互干扰,并且可能会影响5GHz Wi-Fi网络运行。
2.4 Wireless HD:60GHz
Wireless HD利用60GHz频率范围,可以将未经压缩的1080p高清信号传输10m远的距离,并利用聚束天线来消除房间内因信号受阻而造成的中断。但是,该信号无法穿墙传输,对于室内应用和高密度环境(如酒店客房、会议区等,在这些环境中,干扰和安全性是需要担忧的问题)来说较为理想,但不大适合居家应用。此外,60GHz信号不会影响Wi-Fi网络或者其他消费者的设备。因为这类设备会利用2.4GHz和5GHz频谱,为宾客通信保留所有可用信道。
Wireless HD的另一优势是其提供的优质视频,这是源于它具有的高带宽能力(大约4Gbps)。高带宽可消除压缩或剪辑信号的需要,与有线解决方案相比,提供真正的1080p未经压缩的高清视频。WHDI、Wireless HD两者的对比如表1所示。
3 应用程序编程接口(API)
多媒体网关的API容许用户通过串行控制进行手动控制。通过此API,使用一条串接电缆以及市场上能够支持串行RS232接口的任何控制器或计算机,用户可以利用以下命令来手动控制多媒体网关。
将串接电缆从控制设备、控制器或计算机连接到多媒体网关后面的RJ25端口。多媒体网关上RJ25端口的引脚分配情况如下:1号引脚未使用;2号引脚串行输入,Rx;3号引脚接地;4号引脚为5V;5号引脚串行输出,Tx;6号引脚GPIO,TBD。
为控制设备上的串行端口设置以下通信参数:波特率为9600bps;数据位为8;停止位为1;奇偶校验为N。
3.1 命令
使用以下命令,可以控制多媒体网关的各种功能。通过控制器接口或计算机上的通信程序将这些命令从控制设备发送到多媒体网关。
3.1.1 #CTRL ON:启用串行控制
此命令将激活多媒体网关的手动串行控制,将此命令发送到多媒体网关后,它就不会再在两个输入之间自动切换。处于此模式时,在两个输入之间切换将要求使用#VSEL(PORT)和/或#ASEL(PORT)命令。
3.1.2 #CTRL OFF:禁用串行控制
此命令将禁用多媒体网关的手动串行控制,并将其返回到自动切换。
3.1.3 #AUTO ON:启用自动切换
此命令将在串行控制处于活动状态时启用多媒体网关的自动切换,意味着多媒体网关将在使用#VSEL(PORT)和/或#ASEL(PORT)命令时以及将新设备连接到多媒体网关前端的端口时进行切换。
此模式处于活动状态时,多媒体网关将向控制器或计算机发送通信,指示有设备已连接到其前端:VINP(PORT)AINP(PORT)PLUG(PORT)。
多媒体网关将向控制器或计算机发送以下字符串,指示有设备已与其前端断开连接:UPLUG(PORT)。
3.1.4 #AUTO OFF:禁用自动切换
此命令将禁用自动切换,多媒体网关将通过使用#VSEL(PORT)和/或#ASEL(PORT)命令进行切换。
3.1.5 #VSEL(PORT):选择活动视频输入
#VSEL VGA:多媒体网关将切换到VGA输入;
#VSEL IPOD:多媒体网关将切换到iPod 输入;
#VSEL RCA:多媒体网关将切换到合成输入;
#VSEL HDMI:将视频和音频均切换到HDMI端口;
#VSEL NONE:不显示任何视频。
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