分布式云拼接系統設計方案書

深圳市賽邦威視科技有限公司

    第一章 項目概述及要求

    本技術建議書提供的大屏幕控制系統是根據用戶需求專為，系統主要由：20塊（4X 5 ） 47寸超窄邊拼接墻、25路IP攝像機信號、1路電腦信號源、1路高清DVD播放器，以及4路電動窗簾及1組自控燈光組成，系統要求實現對20塊47寸大屏幕上的信號及中控系統進行集中管理、靈活控制。

    本技術建議書推薦采用深圳市賽邦威視科技有限公司研發生產的——智能液晶云拼接系統  ；

    建設完成后的控制系統應滿足以下使用功能（包含外設功能）：

    1   拼接屏可實現整屏顯示一個畫面，可分屏顯示不同畫面。

    2   每一單元顯示屏可實現四個畫面，且4個畫面可為前端任意信號，四個畫面可任意組合等功能。

    3   智能云拼接系統，支持直接對信號源實時同步錄播，無需第三方DVR，NVR設備支持，支持在線同步直播與點播回放！

    4   支持ONVF IPC接入與解碼，可增大IPC接入規模，無需流媒體服務器或外置解碼器；單屏可同時解16路1080P，32路720P。

    5   支持超大分辨率圖像點對點顯示(動態超高分顯示)，最大支持102,400 x 7,680分辨率；實時圖像動態區域捕獲與編碼；網絡超低延遲傳輸，實現實時動態圖像顯示； 高性能圖像無損編碼，高畫質逐像素點對點顯示；支持超高分辨率圖片自動播放；支持超高分辨率字幕顯示；高品質信號顯示；高精度拼接同步；超低延遲。

    6  全網互聯，突破局域網限制，集中管理，多地協同，多用戶可同時在線進行系統操作與管理，可對用戶分級并賦于不同管轄操作權限，可滿足多級管理應用

    7  支持IPAD遠程操作控制，擁有核心操作系統，核心服務層，多點觸摸框架，靈活性高，可隨時隨地操作，遍布網際互連，多地共享運用。

    8 智能云拼接系統，支持直接對信號源實時同步錄播，無需第三方DVR，NVR設備支持，支持在線同步直播與點播回放！

    9 通過無線桌面可使任意電腦無線上屏顯示，可將系統任意輸出信號分發到電腦，IPAD等各設備上，支持多方標注，遠程KVM功能

    10  采用web訪問機制的B/S架構，支持window系統瀏覽控制，支持AP平臺接入控制，支持觸摸屏，中控顯示屏等第三方設備接入控制。

    11  可支持HDMI，VGA，DVI，CVBS，SDI等信號源的接入，也可以同時對音頻同步處理與傳輸，支持大屏聲音同頻功能。

    12  可實現廣域網內，對同一項目不同地域，不同城市MIDDS系統的終端設備進行有效控制，多用戶可同時在線進行系統操作與管理。

    第二章 系統選型建議

    2.1現有技術方案

    隨著經濟的發展和社會的進步，大屏幕拼接方案越來越多的應用在能源、交通、軍警公安、智能樓宇、安防、工廠自動化等各行各業，并從行業用戶延伸至商業領域和民用領域。大屏幕主流技術由DLP一枝獨秀演進為LCD拼接迅猛發展，并與DLP兩分天下。大屏幕系統的靈魂——拼接控制系統，也隨著技術的不斷進步，從早期的基于工業PC架構的傳統集中式控制器、嵌入式拼接器，逐步發展到最先進的分布式架構控制系統；

    液晶拼接系統具有單屏尺寸小、分辨率高、屏數多、總價低、多用于視頻監控等特點，何種拼接控制技術更適合LCD拼接成為廠商和客戶思考的問題。

    2.1.1集中式拼接控制系統

    集中式拼接控制系統是一種基于工業計算機架構的串行數據傳輸與處理服務系統，主要由以下系統構成：

    工業計算機

    主板

    CPU處理器

    內存

    硬盤

    操作系統

    Microsoft Windows

    Unix/Linux

    圖形處理模塊

    圖形輸出卡

    RGB信號采集卡

    視頻信號采集卡

    控制軟件

    C/S或B/S架構

    安裝在工業計算機和控制端電腦上

    集中式拼接控制系統的應用模式如上圖所示：所有信號源全部接入工業計算機采集，所有輸出也全部經由工業計算機控制，其工作模式即是在工業計算機顯示輸出卡上模擬一個電

    2.1.2嵌入式拼接控制系統

    腦桌面，然后將所需信號源在該電腦桌面上開啟窗口；

    目前，市面上的絕大多數嵌入式拼接控制系統是一種基于Crossport Switch或Fabric Switch架構的集中式控制系統，該架構與傳統PC架構集中式系統相比，擺脫了系統運行對操作系統的依賴，利用新一代開關器件結合交叉分組技術實現的一種交叉開關網絡，系統中多個點到點的通信鏈路被組織在一起，最終能夠實現所有芯片或模塊間的任意互連和并發傳輸，系統帶寬從而成倍的增加；主要由以下系統構成：

    標準工業級電源

    圖形輸出模塊

    圖形采集模塊（數字/模擬RGB、標準視頻、高清視頻等）

    背板交換模塊（負責整個系統所有數據的傳輸與處理，類似于矩陣切換）

    控制接口模塊

    C/S架構軟件，安裝于控制電腦上

    下圖為目前市面上常見嵌入式控制系統所用技術的示意圖，由芯片系統框圖可以看出，嵌入式架構的主要功能集成在交換芯片上，從前端數據采集到后端顯示，都是由主芯片控制，在技術上比較容易實現。

    2.1.3分布式拼接控制系統

    分布式拼接控制系統是一種：基于網絡交換架構的并行數據傳輸與節點化、分散式處理的控制系統，主要由以下組件構成：

    數據傳輸與交換：以太網交換機；

    信號采集節點：獨立、模塊化的數字/模擬RGB、標清視頻、高清視頻等，可同步傳輸音頻信號；

    信號輸出節點：獨立、模塊化的數字/模擬RGB輸出；

    管理服務系統：標準工業計算機，調度、控制系統中所有節點設備，不進行任何數據處理；

    控制端：多種模式，標準PC界面、iPAD、中控集成界面等，進行信號調度、視窗管理、參數調整、系統設置等。

    2.1.4智能液晶云拼接系統

    智能液晶云拼接系統摒棄了傳統拼接系統理念和短板——顯示墻與拼控系統相對分離，沒有外置式拼接器、矩陣等設備的支持，顯示墻難以獨立工作。

    智能液晶云拼接系統是在分布式顯控系統基礎上衍生出的新一代顯示拼接控制產品，它將信號輸入輸出節點、液晶面板驅動模組、IP攝像機解碼器合而為一，采用小型化、LVDS直驅設計，內嵌在液晶拼接單元中，使其天生具備并且超越了拼接控制器的功能，是大屏幕行業的革命性產品，也是第一款完全具備獨立拼接功能的液晶顯示單元。

    2.2控制系統方案比較

    2.2.1性能

    集中式拼接控制系統采用PCI總線串行通訊方式進行視頻數據的傳輸與處理，按照目前硬件的最高配置——PCI-E 16x的理論最高帶寬為6.4GBps（參見下圖IBM提供的標準數據）；根據實際情況測算，除去自身消耗和編碼損耗，其能提供的實際帶寬約為4GBps；

    視頻數據量計算公式如下：

    根據上述計算公式，計算出常用分辨率視頻數據量如下：

1024×768@60Hz：

1920×1080@60Hz：

    根據上述公式推算，基于工業計算機架構的集中式控制器，其最大極限狀態下，可以同時處理的視頻數據通道數為：

    1024×768@60Hz情況下：4G/135M≈29路

    1920×1080@60Hz情況下：4G/355.96M≈11路

    基于以上推理和實際項目工程經驗，集中式可應用的系統規模極其有限，一般情況下，用在3×3以下的大屏幕拼接墻上，基本可以滿足使用需求；一但系統規模擴大，就只能采用降低幀速率或者降低畫面質量的方法來實現基本功能，且視頻流暢度和畫面質量隨著視頻數量的增加成倍下降；

    分布式架構不再局限于PCI帶寬的限制，其每個處理器節點都采用獨立的處理芯片（DSP或DSP+FPGA架構），在每個獨立節點上設計成一個獨立工作運行、獨立信號采集、獨立數據傳輸、獨立數據處理的模塊化架構，從硬件架構上滿足性能的最優設計，一般分布式的設計應滿足：每個獨立模塊能夠完全實現1920×1200@60Hz的采集、傳輸與解碼還原顯示，其每個模塊都采用ARM+DSP硬件架構設計，充分利用片上系統（SoC，System on Chip）工作模式的優勢，徹底避免了傳統控制方式必須借助第三方系統(Windows/Unix等)進行系統處理帶來的系統宕機、軟件崩潰等常見問題，系統處理能力隨規模同步增強。

    小結：

描述 類型	性能比較
集中式	較差，受限于工業計算機PCI-E帶寬和計算機性能
嵌入式	一般，受限于矩陣切換芯片支持的處理規模和性能
分布式	優，獨立模塊設計，性能無瓶頸
智能云	性能同分布式

    2.2.2穩定性

描述 類型	系統穩定性對比
集中式	1.  受限于硬件架構，常常出現工業計算機與其他板卡的兼容性問題 2.  OS問題，由于采用第三方操作平臺，Windows或其他OS的固有漏洞及系統故障、網絡風險無法避免 3.  集中式大功率供電、一體化運行，系統任何一個點出現問題，都會導致整個系統出現故障、大屏幕系統完全無法運行
嵌入式	1.  系統運行狀態取決了單顆主芯片的性能和穩定性，將系統風險集中到一個點上，出現系統整體宕機的風險很大 2.  集中式大功率供電，風險極大 3.  一體化運行，數據交換模塊出現問題會導致大屏幕系統黑屏，信號采集模塊出現問題，則會導致控制操作混亂，經常出現需要客戶系統重新上電的問題
分布式	1.  分散式、獨立供電模式，無需擔心供電系統故障，一個節點斷電不影響系統運行，雙電源供電方案POE+Adapter 2.  節點化，模塊相互獨立只處理與其相關的數據，模塊間互不影響 3.  SoC工作模式，無操作系統風險 4.  雙冗余網口配置，規避網絡風險 5.  系統架構簡單，方便快速系統維護
智能云	核心為分布式拼控技術，風險分散，容錯能力強

    2.2.3系統擴展性

    分布式拼接控制系統與智能云拼接系統，其數據的處理與傳輸都通過網絡交換機實現，且網絡架構傳輸采用并行處理模式，每路信號都單獨傳輸，互不影響，從而可以充分利用每路網絡的帶寬；網絡交換機的背板帶寬一般大于端口數量的兩倍，舉例來說，一個48口千兆網絡交換機，其標稱背板帶寬一般為96Gbps，即可以滿足上下行同時達到千兆的數據處理要求，從理論上來說，分布式拼接控制系統采用網絡化傳輸與數據處理，已經沒有了交換帶寬的瓶頸，可以使數據在整個網絡中暢通無阻；采用基于分布式計算的架構，系統處理能力與規模成正比，愈大愈強且擁有較高的應用規模彈性，小到2*2拼接，大到百面屏系統均能輕松應對。

    集中式與嵌入式拼接系統在規模上受限較多，機箱卡槽數量有限且不能有效利用（任意混插）。系統規模通常限制在30面屏以下，大型項目只能采用多機級聯的方案，而這種方案恰恰會造成數據傳輸的瓶頸，出現跨機開窗口限制，操作起來諸多不便。后期再進一步擴展輸入輸出規模更是難以實現。

    下圖為某個大型網絡系統的實例框架圖，如圖所示，在現實生活中，成千上萬路網絡信號的實時處理和傳輸已經廣泛應用，例如：某國有大型企業的公共網絡平臺，或者集團公司總部與各地市子公司、分公司的VPN網絡，都是成熟的應用；

    作為分布式拼接控制系統的核心，網絡交換技術及其應用已經非常成熟，而分布式拼接控制系統對于系統配置的唯一要求即是：隨處可達的網絡環境，基于上述觀點：我們可以得出以下結論：分布式系統在系統建設、系統擴展與規模能力上，具有傳統集中式，嵌入式等系統無法比擬的優勢。

    2.3、選型定位

    基于上述論點，我們建議客戶選用深圳市賽邦威視科技有限公司分布式智能液晶云拼接系統；

    分布式智能液晶云拼接系統是深圳市賽邦威視科技有限公司摒棄傳統控制系統理念，在分布式顯控系統基礎上衍生出的革命性產品。與分布式顯控系統最大不同在于，它在系統后端與液晶顯示產品進行整合，使普通LCD屏天生具備拼接控制能力在提升系統功能的同時降低總體成本。分布式智能液晶云拼接系統同時又是分布式綜合顯控平臺的子集，與分布式系統各節點設備與軟件功能模塊完全兼容。

    該系統與傳統液晶拼接系統相比，具有以下優勢：

    與生俱來的圖像拼接功能，系統無需再配置任何拼接器和矩陣設備

    輸出節點配有LVDS接口，直接驅動液晶面板，完全替代傳統液晶驅動板

    支持市場主流品牌型號超窄邊液晶面板

    雙千兆網口輸入，鏈路冗余，規避網絡風險

    兼容分布式系統所有節點設備，與分布式系統完美整合

    不借助第三方解碼服務器，LCD拼接屏直接支持IP Camera的實時、海量接入，單屏解碼能力最大達到同時輸出16路1080P信號，總體解碼能力隨屏數增多而倍增

    已支持國內市場主流品牌IP Camera，內置協議庫

    LCD拼接屏具備DVI-I接口，可直接接入DVI\VGA\HDMI信號，且信號不限于本屏顯示，可在整屏范圍內漫游、跨屏、縮放、層疊，總體接入能力與屏數相等，無需購置分布式輸入節點設備，降低系統總體投資

    模塊化設計，采用獨立工作ARM+DSP架構，高性能高可靠性

    分布式計算架構，適用于任何規模的拼接系統，處理性能隨規模同步增強

    TCP/IP傳輸，信號傳輸不受線纜長短及地理位置限制

    支持超高分辨率圖像的實時處理與點對點顯示

    支持OSD液晶面板參數調整

    預留RS-232接口，可根據需要擴展對外圍設備控制功能

    具備音頻輸出接口，可將系統內任一輸入節點音頻解碼輸出，實現網絡音頻矩陣功能

    支持中控、iPad等第三方設備控制

    具備液晶背光亮度級別調整功能

    多組大屏可做到集中管理、信號源共享，同步鏡像

    所有**處理器節點可在線網絡升級軟件，及時提供客戶最新功能

    板卡低功耗設計，節能環保，低碳運行

    2.4、分布式云拼接系統方案特點

    網絡化、數字化、分布式架構設計：**系統采用業界最先進的分布式處理架構，以網絡交換機為核心，將各種類型的音視頻信號進行獨立的網絡化、數字化編碼、傳輸并進行解碼顯示，從根本上解決了傳統方案的信號噪聲干擾、遠距離傳輸衰減、信號質量下降等技術難點；分布式、節點化的軟硬件設計，使得系統系能和穩定性都大幅提高；

    超強信號顯示能力：系統可實現所有信號源的接入管理、上屏顯示，任一信號源可實現在大屏幕墻以任意大小在任意位置進行開窗，可實現窗口的任意跨屏、漫游、疊加顯示；每個解碼處理單元最高可達1920×1200全高清輸出，每個單元可同時開啟16個任意實時活動視窗；

    廣泛的信號源類型支持：系統對于信號源的支持，可涵蓋目前市面上幾乎所有的類型；

   

信號種類	信號源類型	接口類型
視頻信號	PAL、NTSC	CVBS、S-Video
RGB信號	數/模RGB：800×600—4K×2K	D-Sub15、DVI-I/D Dual-link DVI DisplayPort  Mini DisplayPort
高清視頻信號	720P、1080i、1080P	YCbCr、HDMI
網絡信號	IP Camera：CIF—1080P 網絡RGB信號：任意分辨率 iOS、Andriod	RJ45、WiFi
SDI信號	SD、HD、3G SDI	BNC
超高分辨率信號	可自定義任意超大分辨率圖像傳輸顯示	RJ45
音頻信號	最大192K Hz@24bit	3.5mm TRS

    超強系統擴展能力：基于網絡的智能云系統，接入信號路數不受限制，接入節點數量不再受限，可支持任意規模的拼接墻設置與管理，各種類型的信號源可被任意添加、控制，系統規模最大可達65535個節點；

    超大分辨率信號源處理與顯示：系統可選配UDESK超高分辨率軟件模塊，實現地理信息系統（GIS）、衛星定位系統（GPS）、電力監控系統（SCADA）、行車調度系統（SIG）等專業應用的超高分辨率動態圖像信號在拼接墻上完整、實時顯示，可支持多個超高分辨率圖像同時顯示與窗口疊加；

    海量IP Camera信號接入處理能力：可實現標準格式IP Camera的接入和處理顯示，不需要額外配置解碼器等設備，支持CIF、D1、720P、1080i、1080P等各種類型IP攝像機，支持多路IP Camera視頻窗口任意大小、任意位置、任意疊加方式實時顯示；兼容國內主流品牌型號，新型IP Camera可在一天內實現接入支持，支持矩陣輸入輸出切換，單臺服務器最高支持256路IPC輸入，16路IPC輸出上屏；

    完美支持第三方設備控制接入：系統已集成國內外多家中控設備的支持，可使用無線中控、iPad、Android Pad、觸摸屏等對系統進行拼接管理、視窗管理、預案調度、矩陣設備管理、本地回顯等功能操作；可對客戶已有或自購第三方設備進行快速軟件定制與開發支持；

    自主開發出云中控主機，控制方式包括IR、繼電器、RS-232、RS-485，能夠對窗簾、音響設備、播放器、燈光、拼接單元、攝像機、云臺等設備進行遠程控制，作為顯控功能的擴展，使大屏系統達到了前所未有的強大整合能力；

    錄播功能的完美融合：市面上常見的控制系統功能較為獨立，大部分均為單純的拼接控制功能；系統自身集成了錄播功能，可在實現拼接控制的同時，具備錄播功能，為客戶實現低碼流、節約化的錄制、回放與錄播管理功能；

    真正實現遠程Internet音視頻傳輸與顯示：與市面上同類產品相比，系統通過更加成熟的音視頻編解碼算法實現極低的碼流處理與傳輸，在2M的家用網絡內可實現視頻、電腦RGB信號的傳輸與解碼顯示，在商用10M的網絡內，可實現高清視頻全球化Internet傳輸與顯示，真正意義上實現大屏幕拼接控制領域的網絡化、遠程化與多地聯動解決方案；

    高度穩定的系統能力：分布式、節點化的設計方案，使得**系統對于穩定性有了極大的提高，單點故障對于系統無全局影響，維護便捷、無需系統停工；無傳統PC架構控制系統固有缺陷和技術瓶頸，真正意義上實現熱插拔、低功耗、安全可靠；

    第三章 系統設計可行性分析

    3.1關鍵技術分析

    網絡交換技術的更新換代

    早期的網絡主要用于數據量甚小的郵件、文檔、圖片等傳輸，而數據量越來越龐大的今天，也對通過網絡傳輸海量視頻數據提出了越來越高的帶寬要求；隨著技術的不斷發展，網絡交換技術得到了極大的提升，從早期的數百K的帶寬，逐步提升至現在越來越普及的百兆、千兆局域網，家用和商用網絡也都逐步實現光纖到戶，達到數十兆的帶寬，這與寬帶交換技術的進步密不可分；這使得網絡傳輸視頻成為可能，目前，各種類型的IP Camera、網絡抓屏傳輸技術、遠程控制調度等操作都成為現實；

    視頻處理算法的推陳出新

    在信息高速發展的今天，人們進行交流溝通的數據量相當的龐大，尤其是視頻數據，視頻文件的體積將會十分驚人，一盤60分鐘的DV帶，如果以AVI格式保存，大約需要11GB空間，存儲和攜帶都非常不便；如何更好、更快的傳輸和存儲數據已成為一個重大的問題；單純地提高存儲容量，并不能從根本解決問題，而數據的壓縮是解決這一問題的重要方法；

    視頻壓縮算法經過了早期的用于VCD存儲的MPEG-1，用于DVD存儲的MPEG-2，以及國際三大壓縮標準之一的AVS，都對視頻做了較多的壓縮處理，極大的方便了視頻數據的傳輸和存儲；隨著數據量的日益增大，更高壓縮效率比的視頻處理算法研究被提上日程；兩大主流壓縮算法MPEG-X系列、H.26X系列都得到了更好的發展，尤其以H.26X系列得到了更加廣泛的應用，目前，市面上主流IP Camera幾乎清一色的采用該算法標準；ITU（國際電傳視訊聯盟）組織更于近期推出壓縮效率比高于H.264一倍的H.265算法標準，該標準可將1080P全高清的視頻在低于1Mbps的網絡下傳輸，更是兼容不久即將推廣的4K、8K超高清視頻；

    視頻壓縮算法的高速發展，使得在同等網絡環境下，數據的傳輸量提高數十上百倍，極大的降低了視訊行業上、中、下游廠商及客戶的各種成本；

標清、高清與超高清信號大小對比

    核心處理芯片的摩爾定律

    信息技術行業有一個眾所周知的規律—摩爾定律：當價格不變時，集成電路（IC）上可容納的晶體管數量，每隔約18個月會增加一倍，性能也會提升一倍；換言之，每一美元所能購買到的IC芯片的性能，每隔18個月會提高至少兩倍；這一定律揭示了信息技術（IT）的進步速度；

    視頻處理芯片的發展同樣遵循著摩爾定律，早期的視頻處理芯片主頻只有數十、上百兆，經過不斷的發展，TI（德州儀器）在2006年推出720M的Davinci系列DSP，后續不斷改進、提高主頻至900M、1.1G，而后Freescale陸續推出雙核1.5G DSP芯片，將視頻處理平臺提升至一個新的高度；

    3.2客戶需求分析

    系統規模不斷增大，系統擴展能力不再受限

    隨著經濟的發展和社會的進步，大屏幕拼接墻的規模也在不斷增大，特別是涉及交通、能源、民生等事項的公共部門，其需求都在數十、上百塊單元拼接以上，傳統控制架構已經遠遠無法滿足需求；

    大量音視頻數據同時、實時處理與顯示

    計算機越來越普及，各類監控攝像機也已廣泛應用到生活的方方面面，大量視頻數據的及時處理成了迫切的需求，傳統控制方式由于其基于PC底板架構，無法支持超過PC容量的信號源；

    視頻信號的遠程傳輸與管理

    同一個使用客戶，更多的信號源分散在不同區域，樓層之間、廠區間、地區間、甚至不同省市間，客戶需求對所有信號進行管理和調度，傳統控制方式以布設線纜的方式已經不能滿足信號遠程傳輸的需求；

    靈活的控制方式、友好的人機界面、分級權限管理

    隨著規模的增大，信號源數量的擴展，客戶對于控制方式的需求也在變化，龐大的系統需要更加友好的互動界面，甚至要求多人分區域管理，傳統控制方式無法滿足該類需求；

    高品質圖像畫質需求

    客戶對于畫面品質的要求一直是嚴苛的，隨著分辨率的不斷增大，高清信號源更多的應用，傳統控制方式以串行總線和線纜傳輸的處理方式，勢必會降低畫面品質，無法滿足客戶更高的觀看體驗；

    控制系統穩定性要求不斷提高

    越來越多的大屏幕拼接系統應用到關系到國計民生的行業和領域（比如：鐵道運營監控、電力調度、交通指揮、移動通訊等），使客戶對該系統穩定性的要求日益增加，傳統控制方式把風險集中在PC上，使系統出現當機、中斷等極大風險；

    節能環保理念的深入、低碳化運營的需求

    地球的資源是有限的，客戶在選擇控制系統時，會著重的考慮系統的耗能、二次污染等特性；傳統控制方式采用大功率PC為核心，隨著系統規模的增加，其耗能量、在使用中產生的熱源、噪聲，以及信號接入采用大量線纜導致的二次污染也一直受到客戶詬�。�

    3.3 拼接控制系統設計要求

    經過不斷的了解客戶需求，以及對自身技術能力的評估，深圳市賽邦威視科技有限公司開發出一款具備以下特點的大屏幕拼接控制系統，來適應客戶當前的需求以及后續不斷增加的新需求：

    以網絡交換機為核心

    獨立、模塊化、分布式架構設計

    視頻碼流數字化、網絡化

    以上指標可實現大規模拼接系統的建設，且網絡化架構可滿足系統擴容能力的增強，可實現網絡化的靈活控制方式，模塊化分布式設計極大的提高整個系統的穩定性和處理能力，將視頻數字化可保證每路信號源的畫面品質，并能夠實現網絡碼流的遠距離傳輸和控制；

    系統的設計達到以下目標：

    數字化：所有信號的處理、傳輸、和顯示均為數字化方式，徹底避免模擬信號傳輸帶來的噪聲干擾，實現高品質影像顯示；

    網絡化：所有類型音視頻信號均在源端編碼壓縮，TCP/IP傳輸；顯示端解碼還原圖像，輸入輸出節點突破地理限制，超長距離傳輸；節點數量無限擴展，實現靈活便捷的互聯互通；

    高性能：所有信號都能被實時處理和顯示，無論信號數目的多少和顯示墻的規模大小；處理化整為零，性能隨系統規模同步增強，規避集中式處理性能瓶頸，系統規模擁有更大彈性；

    高可靠度：分布式體系架構，節點之間相互獨立零依賴，單點失效不影響全局，實現系統高可靠度；

    高可擴展性：節點設備各司其職，可依據使用需求增添不同功能及數量的節點，快速簡便實現系統擴容；

    便捷性：用網絡電纜連接所有輸入輸出節點設備，徹底避免使用大量模擬\數字\控制電纜，高效構建系統；

    綠色環保：嵌入式系統，超低功耗，每個節點功耗不高于15W；

    可操作性：控制軟件靈活多樣，可融合中控、iPad、Android Pad等第三方無線控制，客制可視化觸控操作界面；

    第四章 系統設計方案

    4.1系統架構圖

    4.2方案概述

    系統設備：

    3*10 智能液晶云拼接系統1套；2*3 DLP/PDP/LED拼接系統1套，2*4 智能云拼接1套

    24路電腦信號接入，其中10路通過DVI線纜直接連接智能液晶單元，6路遠端電腦信號通過網絡方式傳輸，配置全高清輸入節點

    X路模擬視頻信號源，配置多通道標清輸入節點

    1個UDESK超高分辨率服務器軟件模塊；

    X路IP攝像機接入，配置X套IPC流媒體服務軟件；

    無線桌面加密狗X個；

    云服務器軟件1套；

    同步模塊1臺；

    云服務器1臺；

    通用設備：

    POE千兆工業交換機 X臺；

    核心交換機   X臺；

    系統的超高分辨率圖形工作站；

    系統功能簡介：

    3套子系統分處于不同樓層以及建筑物中，網絡處于連通狀態，IP可在同一子網中，也可分屬不同子網（核心交換機需更換為路由器）；

    系統中所有信號源不分地域均可共享（包括**直通DVI信號），可在任意一組大屏上調用顯示，對于遠端信號源，在調用之前可通過預覽功能進行畫面確認，無誤后上屏顯示；

    3套子系統共用一臺控制服務器，所有參數設置、指令接收、指令發出均由其實現，做到分散系統，集中管理；

    每個子系統可有一臺或多臺控制計算機，對本地大屏進行日常操作及管理，經授權后也可對遠端大屏進行控制，遠端大屏顯示內容可通過回顯直觀地在本地UI上顯示，真正做到遠程控制；

    所有輸入輸出節點設備均具備冗余供電功能，除了POE交換機通過網口供電，還另配了AC-DC adapter，做到萬無一失；

    所有輸入輸出節點設備單點失效不致引起系統崩潰，僅針對單臺故障設備更換即可，可做到兩分鐘快速更換；

    第五章 系統主要功能

    智能液晶云拼接系統作為分布式的子集，在人機界面上繼續沿用了分布式系統管理軟件，主要功能為用戶提供對顯示拼接墻上的各類視頻窗口的控制和管理，對各類信號的調用與管理，對光機模塊的控制以及對矩陣、中控等相關外圍設備的接入與管理。支持多用戶同時操作，提供友好而簡捷的人機操作界面，對顯示墻的操控方便快捷，操作直觀。

    5.1、分布式管理軟件的主要功能與特點：

    1、服務器/瀏覽器（B/S）架構設計：

    采用Web訪問機制的B/S架構，支持Windows XP（SP2）及以上操作系統的瀏覽控制，支持Apple iOS、Android平臺的接入控制（iPad、iPhone），支持觸摸屏、中控等第三方設備接入控制；

    2、管理界面自適應桌面分辨率：

    分布式管理軟件界面采用專用ICON設計，可根據控制客戶端顯示設備分辨率自適應屏幕大小，給客戶以良好的操控感受；

    3、豐富的操控功能：

    分布式管理軟件可控制任意規模的大屏幕拼接墻，實現所有視頻信號源的視窗管理、跨屏顯示、任意縮放、整屏或跨屏漫游等功能，可實現對視窗參數的調整（疊加關系、位置、大小、比例等）；

    4、廣泛的信號源管理：

    分布式管理軟件可對視頻信號、數字/模擬RGB信號、高清視頻信號、超大分辨率信號、IP Camera信號、網絡視頻信號、音頻信號等進行選擇調用、可對信號自身的亮度、對比度、灰度、銳度進行手動調整，可對信號邊緣進行裁剪以適應屏幕顯示效果；

    5、預案管理與調用功能：

    分布式管理軟件可對所有大屏幕墻進行管理，可對大屏幕墻進行預案編輯、保存、修改、調用、刪除等操作，可自定義預案播放時間，可實現自動預案輪循播放，可實現無線中控、iPad等遠程調用；

    6、信號實時回顯、預覽功能：

    分布式管理軟件操作界面可實現對所有信號源視窗的回顯和預覽，使客戶在控制客戶端前即可看到整個大屏幕墻上的顯示效果，為安裝施工、現場調試、實際使用提供一目了然的支持；

    7、遠程控制與分級權限管理：

    分布式系統可真正實現廣域網內的傳輸控制，管理軟件可實現遠程連接控制，對于同一個項目中不同樓層、不同廠區、甚至不同城市之間，都可以實現一套管理軟件全部控制，同理，在同一個項目中，管理人員可將不同的區域分配給不同的操作員進行分區管理，可對每隔區域設置不同的管理權限；

    5.2、分布式管理軟件

    分布式管理軟件主要功能包括：

功能點	功能描述
大屏幕墻設置	在管理界面上創建一個虛擬的大屏幕墻，設置大屏幕墻名稱、拼接顯示規模、顯示單元分辨率、可設置不同顯示設備拼縫融合，及每個輸出節點與虛擬大屏幕墻的對應邏輯關系；
視窗管理	設置輸入信號源節點的開窗位置、大小、層次關系，實現視窗在大屏幕墻上的跨屏、漫游、疊加等功能；
預案管理	設置大屏幕墻上的視窗組合并進行保存，創建成一個預案，設置預案的運行順序和時間、設置自動預案，對預案進行編輯、調用、刪除等操作；
節點管理	管理信號源輸入節點，實現對信號源自身參數的管理與調整；
外設管理	可對光機、矩陣、中控、云臺等外部設備進行管理，實現光機開關機、通道切換、色彩調整、信息管理，對矩陣進行通道切換，對云臺進行旋轉、焦距調整、圖像抓捕等操作；
信號回顯	可在管理軟件界面對所有信號視窗進行實時回顯，以便進行分布式系統的輔助控制操作；
軟件升級	可對所有系統節點進行在線軟件升級，快速實現新功能的導入；
錄播管理	對所有信號源視窗進行在線實時視頻錄制、存儲，并可實現事后的錄制視頻數據回放、調用；
用戶權限管理	為不同用戶分配相應的管理權限，實現整個大屏幕系統的分區、分段、分權限管理，達到系統安全性考量的目的；

    5.3、大屏幕墻管理

    5.3.1、大屏幕墻設置

    點擊管理界面上的‘ ’按鍵，在彈出的對話框中，可對新建大屏幕墻進行名稱、拼接規模、單元分辨率、顯示單元類型、控制方式、拼接融合設置等操作，點擊‘OK’按鍵完成大屏幕墻的創建；

    創建完成的大屏幕墻顯示在界面左下方的列表中，點擊工具欄中的‘ ’按鍵，可對已創建的大屏幕墻進行參數重設，新建大屏幕墻后的分布式管理軟件界面如下圖：

    大屏幕墻創建后，可選擇‘解碼器’列表中的對應輸出節點，拖拉至虛擬大屏幕墻實際位置，來完成分布式輸出節點與管理軟件界面的綁定操作，綁定后的大屏幕墻界面如下圖所示：

    5.3.2、視窗管理

    完成大屏幕墻的創建后，在界面操控區域，右鍵單擊拖拽，描繪出一個空視窗，打開界面左側的信號源列表，將任一在線信號源拖拽至該空視窗或雙擊某信號源，則該信號源即可完成在大屏幕墻上的開窗；某視窗開啟后，可將其他任一信號源拖拽至其中，進行信號源的切換；視窗開啟后，用戶可在操控區域內，對該視窗進行窗口的放大、縮小、位置移動、層疊關系調整、組播操作等；視窗開啟后的界面如下圖所示：

    視窗開啟后，可在右側窗口屬性欄中，對窗口進行快捷操作，包括：快速位置調整、全屏顯示、坐標精細調整、視窗顯示比例調整；也可在視窗上右鍵單擊，在彈出的菜單上進行撤銷操作；如下圖所示：

    5.3.3、預案管理

    將大屏幕墻上的配置信息、視窗位置、大小、層疊關系等一系列屬性進行保存，即可組成一個預案信息；點擊管理界面工具欄上的‘ ’按鍵，在彈出的對話框中輸入該想要保存的名稱，點擊‘OK’后即可完成一個預案的創建，創建后的預案顯示在左側菜單的‘預案’列表中，如下圖所示：

    點擊工具欄上的‘ ’按鍵，在彈出的‘新建自動預案’中，將已創建的普通預案逐一添加到自動預案列表中，輸入自動預案名稱，點擊‘確定’即可完成該自動預案的創建；

    5.3.4、節點管理

    名稱與IP設置：

    選中任一個輸入或輸出節點，在右側的屬性列表中，可以對該節點的名稱和IP地址進行設置，也可通過該頁面查看該節點的軟件版本，如下圖1所示；

    輸出節點顯示設置：

    選擇一個輸出節點，在顯示設置頁面中，可在大屏幕墻上顯示該輸出模塊的內嵌畫面，以便快捷的找出其物理位置，方便其與邏輯大屏幕墻的綁定操作；也可在該頁面開啟/關閉或調整輸出節點的開機畫面文字信息，如下圖2所示：

    輸入節點設置管理：

    選擇任一輸入節點，在信號設置頁面中，可對該輸入節點進行信號質量調整、邊緣裁剪調整、畫質調整等操作；在播放設置頁面中，可對該節點進行組播操作，音頻開關操作等，如下圖3、4所示：

    處理器陣列（邏輯處理器）設置管理：

    在實際應用中，有諸多信號源具有多顯卡輸出、大分辨率拼接的特性，這就需要分布式架構的獨立模塊具備組成處理器陣列的功能，以實現采用多個處理器模塊來采集一個視頻信號源的能力，分布式系統在開發之初就設計了這樣的功能：

    點擊工具欄中的‘ ’按鍵，在彈出的頁面中，設置處理器陣列的規模，然后將對應位置的在線處理器拖拽至操控區域相應位置，點擊‘確定’即可完成處理器陣列的創建；創建后的處理器陣列將顯示在信號源列表中，如下圖所示：

    5.3.5、外設管理

    點擊工具欄中的‘ ’按鍵，在彈出的頁面中對新增設備的參數進行添加，選擇物理連接的控制方式，點擊‘OK’，即可完成對外接設備的添加；分布式系統可支持多種規格的無線中控、音視頻矩陣等外設；

    5.3.6、信號回顯和預覽

    在分布式管理界面操控區域，右鍵單擊某視窗，選擇‘開啟回顯’命令，即可在界面上開啟該視窗的實時回顯功能，管理界面上的所有視窗均可同時開啟回顯；

    在信號源列表中，右鍵單擊某信號源，選擇‘預覽’命令，或者將該信號源直接拖拽至管理界面右側的預覽窗口內，即可實現該信號源在管理軟件上的實時預覽功能；分布式管理軟件支持同時10路信號源的預覽；

    5.3.7、軟件升級

    分布式的系統升級全部采用網絡進行，使用分布式 Tool工具軟件，可搜索到所有在線的輸入、輸出節點，選中某類型節點，點擊‘Update’，在彈出的Windows頁面中，選擇相應的軟件包，即可快速對該類型節點進行在線升級；

    5.3.8、錄播管理

    分布式系統中的所有信號源，都支持實時錄播功能，用戶只需采用專用錄播服務軟件，對系統進行設置和錄播操作；即可簡單快捷的使用錄播功能；

    5.3.9、用戶權限管理

    點擊工具欄上的‘ ’按鍵，在彈出的頁面中，輸入新建用戶名、密碼，并在資源分配選項中，為該新建用戶設定可用的拼接墻、輸入/輸出節點、預案、外接設備等，點擊‘OK’完成該用戶的創建；新建的用戶會顯示在管理界面左側的用戶列表中，如下圖所示：

    第六章 附錄

    6.1、設備清單

名稱	技術參數	數量	備注
4 7寸拼接云屏 S K - E 4 7 0 D P J	4 7寸超窄邊液晶拼接單元L G液晶拼接屏 背光：L E D背光 拼接單元分辨率：1 9 2 0 * 1 0 8 0 P 顯示比例：1 6：9； 亮度：5 0 0 c d / m 2 對比度：4 5 0 0：1 色彩：1 6 . 7 M 外觀尺寸：1 0 4 6 . 8 m m×5 9 1 . 6 m m×1 0 0 m m 雙邊物理拼縫：4 . 9 m m 可視角度：1 7 8° 電源：A C 1 1 0 V ~ 2 4 0 V ( 5 0 / 6 0 H z ) 接口：1路千兆網口，1路D V I	2 0 （單元）	2 0路高清信號編碼解碼255路網絡攝像頭， 20路網絡攝像機信號同時上屏。 信號源和攝像機信號如有增加費用另計。
云拼接控制管 理服務器	1 .系統設備設置功能 2 .高清信號、I P C信號、軟編信號管理與分發功能 3 . I P C管理服務器與系統服務器二合一。 4 .系統管理功能： 中控控制 視窗管理：支持視窗在大屏幕上的分屏、整屏、跨屏、漫游等功能。 預案管理：設置預案，可對大屏幕進行管理，預設播放預案。 系統管理：管理信號源輸入信號，實現對信號源自身參數的管理與調整。 用戶權限管理：設置不同用戶分配相應的管理 權限，實現整個大屏幕系統的分區、分段分權限管理。	1（臺）
可視化操作平臺	可對大屏幕實時信號回顯進行預覽，可通過觸摸控制平臺,進行信號的上墻操作！ 也可以通過平臺對中控外設設備進行控制，如 燈光、窗簾等！	1（套）	可定制客戶端菜 單界面
網絡中控主機	8路R S 2 3 2 / R S 4 8 5控制	1（臺）	中控外接設備 （可控窗簾，燈光）
名稱	功能描述	數量	備注
2 0單元拼接大 屏落地鐵架	鈑金定制	1（套）	屏離地面8 0 0 M M
觸控平臺一體機	規格：4 2英寸 觸控：紅外4點 C P U：I 5， 硬盤：5 0 0 G 內存：4 G 結構顏色：白色迎賓底座	1（臺）	可作為高清演示視頻 信號源
單元專用工程線纜	6類網線線纜/帶屏蔽 品牌：秋葉原	1（箱）
電腦桌面軟件編碼	電腦桌面軟件編碼實現有線和無線信號上大屏	1（套）	s o f t E n c o d e
HD M I信號延長器		4（套）
HD M I信號纜線	5米/條	1 0條

    6.2、系統維護保養

    6.2.1、光線要求

    1） 燈光照明建議采用內藏筒燈，燈光不宜直接對準屏幕方向，距離屏幕保持3米以外，以免影響投射效果。

    2） 如果控制室的窗戶較大，應避免日照光線直射，用窗簾遮光，窗簾應采用深色。

    6.2.2、走線及線槽要求

    1） 弱電線纜（RGB、視頻、網絡、串口、鼠標鍵盤延長線等）應與強電線纜隔開走線，避免信號干擾。如果是用走線槽，則不能共用一個走線槽，應分不同的走線槽分開走線。

    2） 如果是地板磚、復合木地板等固定的地面，要求從信號源（計算機RGB信號、視頻信號）和控制電腦到圖形控制器（或投影機接口）之間要有走線槽，走線距離越短為宜。

    3） 如果是抗靜電地板，則走線出口處應開孔，留線纜出口。

    6.2.3、空調要求

    1） 拼接幕墻背后的維修通道內要有良好的溫度控制和散熱措施。如果是中央空調應有空調進、出風口，如果沒有中央空調，應加設專門的空調，空調功率大小視大屏規模而定。

    2）  維修通道內溫度與拼接幕墻控制室房間溫度應可控制并基本保持相同。

    6.2.4、供電電源

    考慮到系統可能會遇到特殊情況會發生斷點再通電的電流沖擊，拼接單元本身具備電源保護設計，保證了設備的正常安全的運行。

    1） 系統的電源為AC 220V ±5%；用有保護接地線的三眼插座；插座數與拼接單元數量有關。

    2） 拼接系統和圖像控制器及控制PC等要求同相供電。

    3） 電源電壓要穩定，可靠，特別防止斷電后立即加電，因此，原則上要求拼接系統的電源必須經過相應功率UPS供電。

    4） 系統設備要有良好的接地，接地電阻<2Ω，保證遇到雷擊等特殊狀況時設備不損壞。

    6.2.5、系統環境

    1） 拼接系統的背面是維修通道，維修通道寬度一般不小于0.60米

    2） 大屏房間要求有較好的溫度和濕度控制。工作環境溫度為0℃-40℃，相對濕度10%-90%。拼接幕墻背后要有空調。

    3） 拼接屏幕前后空調溫度和濕度應調到同一刻度，以確保拼接墻散熱和拼接屏幕的平整度。

    4） 拼接幕墻房間要求保持干凈，防塵。

    5） 消防噴頭盡可能遠離拼接墻, 并且要用噴霧滅火劑。

    6.3、網絡交換機選型

    6.3.1、基本指標

    網絡接口類型

    選擇交換機時，首先要確定客戶網絡中所需要的接口類型、速率及機房所使用的布線標準，以便選擇合適的設備，根據接口的應用范圍，可分為局域網接口和廣域網接口；

    局域網接口參數：

速率	根據接口的運行速率，有10M、100M、1000M以及10G、40G和100G
介質	根據傳導介質不同，可分為銅介質（電口）、光介質（光口）
傳輸距離	100米、550米、5公里、10公里、70公里、100公里
布線標準	根據IEEE布線標準，可分為五類、超五類、六類線纜

    廣域網接口參數：

速率	2M、155M、622M、2.5G、10G
技術標準	E1/T1、ATM、POS/SDH
傳輸距離	300米、5公里、10公里、70公里、120公里
工作方式	同步串行、異步串行、光纖
接入方式	專線、撥號

 

    固化/模塊化配置

    根據客戶實際使用情況和未來業務發展狀況，確定交換設備采用固定配置或者模塊化配置，為客戶提供良好的投資保護；

    固定配置：端口固定，無法擴展；如果客戶網絡環境比較簡單、業務比較單一，且在未來的2~3年內不會出現大的變動，此時，可為客戶選擇固定配置的交換機，一般預留20%的端口作為備用；

    模塊化配置：可按照用戶業務需求，任意更換板卡，如果客戶網絡環境比較復雜，且在可預見的1~2年內有較大的業務增長，可為客戶配置模塊化交換機，模塊化配置時，需要注意端口速率、端口密度、端口類型等。

    可用插槽數

    該參數只有在模塊化配置中才會使用，最大可用插槽是指模塊化交換機在只插一個引擎模塊的情況下，用戶最多可以使用插槽的數量，插槽數量決定了該設備的端口數量和端口類型；

    例如：一個模塊化交換機，一共9個槽位，引擎插槽位于5、6槽位，如果只插一個引擎模塊，另一個引擎槽位就可以當業務槽位使用了，此時，該交換機最多可使用8個業務模塊，按照每個業務模塊最大端口數48計算，該交換機可提供的端口數量為384個。

    端口密度

    該參數是指一個交換機在滿配置情況下，所能提供的最大端口數量，該參數體現了一臺交換機制作的集成度和精細度，為用戶計算端口成本提供依據；

    端口數量越多，用戶所能連接的終端設備也就越多，而相應的每個端口的成本也就會降低，例如：兩個1U規格的交換機，一個可以提供48端口，價格為8000元，而另一個提供24端口，價格為6000元，計算下來，第一個48端口交換機的每端口成本是166元，而24端口交換機的每端口成本為250元；

    在性能滿足的情況下，盡量為用戶提供端口成本較低的交換機系統，以保護客戶的資產投入。

    6.3.2、功能指標

    VLan劃分

    大多數交換機都是支持VLan(虛擬局域網)劃分的，但也有例外，一般的家用或者Sohu產品，不支持VLan劃分；

    VLan劃分有以下好處：

    隔離廣播域：將一個大的局域網邏輯上劃分成多個小型的局域網，有利于管理

    控制廣播風暴范圍：即使某個區域產生網絡風暴，也不會擴散到整個網絡

    提高網絡安全性：VLan之間的通信需要經過三層路由，降低網絡風險

    模塊熱插拔

    該參數是針對模塊化交換機來說的，即帶電插拔；熱插拔功能允許用戶在不切斷電源的情況下替換或更壞交換模塊，電源等部件，該功能對于核心層交換機來說至關重要；對于一臺核心層設備來說，其可靠性要達到99.999%，也就是說每年的停機時間僅允許5分鐘，這相對于交換機動輒1到數分鐘的啟動時間來說，是不能容忍的；支持熱插拔的模塊主要包括：

    引擎模塊熱插拔

    板卡模塊熱插拔

    電源模塊熱插拔

    支持堆疊

    堆疊：使用專門的線纜將交換機之間連接起來，達到將多臺交換機邏輯上變為一臺交換機的技術；堆疊可大大提高交換機的端口密度和性能，堆疊功能一般只限于在相同廠家的指定設備中實現；

    堆疊可以大大提高交換機的端口密度，一個堆疊組具有足以匹敵大型機架式交換機的端口密度，而投資成本卻比機架式交換機便宜的多，實現起來也靈活很多，這就是堆疊的優勢所在，堆疊技術一般分為假堆疊、真堆疊兩種：

    假堆疊：并非真正意義上的堆疊，而是利用Fast Ethernet或者GigaEthernet端口進行端口匯聚操作（Trunk功能），實際上是一種變相的級聯；即使如此，假堆疊多臺交換機在網絡中已經可以作為一個邏輯設備進行管理，從而使網絡管理變得簡單，也在一定程度上滿足了增加端口密度的需求；

    真堆疊：采用專用堆疊模塊和堆疊總線進行，不占用網絡端口，采用菊花鏈方式，將設備的背板連接起來；堆疊之后，具備足夠的系統帶寬，從而保證堆疊后每個端口仍能達到線速交換，真正最大化的發揮了堆疊的優勢，最大速率可達64G。

    可管理性

    交換機的管理功能是指交換機如何控制用戶訪問自己，可管理性對于一臺交換機來說是非常重要的功能，一般交換機必須要支持以下管理方式中的一種或幾種：

    控制臺接口（Console控制）：該連接方式采用專用的線纜，連接到交換機的Console端口上，Console端口是網絡設備與計算機連接的常用接口，在設備剛出廠或沒有任何配置時，一般需要使用該連接方法進行初始化配置；

    遠程登錄（Telnet控制）：當一臺交換機具備一個可以通信的IP地址后，并且設備開啟Telnet功能后，用戶就可以通過網絡對其進行遠程配置；

    安全Shell（SSH控制）：對于安全性要求較高的網絡，SSH是一種不可或缺的協議，因為Telnet是一種明文傳輸協議，易受到攻擊者截取到用戶名和密碼，從而給網絡設備帶來安全風險，而SSH很好的解決了這個問題，它將用戶與設備之間所有的通信數據進行加密傳輸，從而保障網絡設備的安全性；

    簡單網絡管理協議（SNMP）：如果一個網絡中有大量的網絡設備需要統一管理，就需要用到一個獨立的協議：SNMP，SNMP是一個從網絡設備上收集管理信息的通信協議；SNMP的管理目標是：基于一個軟件平臺，管理互聯網上不同廠家的軟硬件設備。

    服務質量保證(QoS)

    在選購交換機時，應根據客戶的實際需求和業務發展趨勢，來選擇是否具備QoS功能的設備；QoS是網絡的一種安全機制，是用來解決網絡延遲和阻塞等問題的一種技術，在正常情況下，如果網絡只用戶特定的無時間限制的應用系統，并不需要QoS，比如在Web應用、E-mail等應用中；但是某些關鍵應用，QoS就顯得尤為必要，例如在語音和視頻應用中，當網絡出現過載或擁塞時，QoS能確保重要業務流量不會有延遲或丟棄的現象發生，同時保證網絡的高效運行；

    某些對QoS有較高要求的應用：

    多媒體視頻流要求有保障的通信流量

    VoIP語音電話需要嚴格的抖動和延遲保障

    涉及生命財產安全的應用，如：遠程外科手術要求有可靠保證的可用性，也稱硬件QoS

    支持以太網供電（PoE）

    以太網供電是指在以太網銅纜上提供最高48V直流電源的能力，實施以太網供電需要兩種主要設備：供電設備（PSE），即有PoE供電功能的交換機，以及受電設備（PD），即從以太網電纜接收和使用以運行的終端設備；

    利用PoE技術，用戶無需再為每個支持PoE的設備提供獨立的電源，從而消除了為連接IP電話、無線Lan接入點、視頻監控攝像頭、遠程視頻等設備所必須花費的電源布線成本，此外，借助PoE技術，用戶還能將關鍵設備鎖定在一個電源上，用UPS備份電源支持整個系統；

    安全特性

    對于接入層交換機來說，是否支持安全特性是其一個重要指標，由于二層交換網絡是一種不安全的網絡，大量病毒、木馬、黑客利用二層網絡的漏洞進行惡意攻擊和滲透，因此接入設備對于安全特性的支持與否，將很大程度上影響一個網絡能否穩定的運行；管理人員必須在接入層設備部署安全特性，提高網絡準入門檻，增加網絡安全性；

    DHCP偵聽：只允許可信端口發送DHCP信息，過濾非法DHCP主機；

    網絡準入控制：通過一個系統機制，防止不符合安全準入標準的主機接入網絡，從而抑制蠕蟲、病毒的傳播，防止造成更大的損失；

    動態APP檢測：通過檢查DHCP偵聽表，判斷一個ARP響應是否合法，防御中間人攻擊；

    IP源防護：與DHCP偵聽配合，構造IP、MAC、端口之間的對應關系，從而防御中間人攻擊；

    端口安全：通過在接口上限定MAC地址數量和綁定MAC地址，來防止MAC地址泛洪攻擊；

    AAA認證：通過結合認證、授權、審計三個功能，對接入的用戶進行訪問控制，僅允許授權人員訪問網絡中的指定資源，并對所有操作進行記錄；

    6.3.3、性能指標

    背板帶寬

    背板帶寬的定義：指板卡（接口板）連接到交換矩陣的帶寬，它代表了板卡與引擎之間所能傳輸的最大數據量，代表了交換機總的數據處理能力，只有模塊化的交換機才有這個概念；背板帶寬決定了各板卡與交換引擎之間所能使用帶寬的最高上限；

    模塊化交換機的背板帶寬從幾百G到幾個T不等，一臺交換機的背板帶寬越高，所能處理數據的能力就越強，但同時成本也就越高，在進行交換機選型時，務必要根據實際使用情況，來選擇合適的背板帶寬；

    換一個角度看，交換機的背板帶寬就如同高速公路上車道的數量，車道越多，該路段所能同時行駛的車輛數量就越大，如下圖所示：

    交換容量

    交換容量的定義：是指交換引擎的CPU與背板總線之間的數據處理能力；數據不是靠背板轉發的，而是靠交換矩陣/引擎或者是轉發芯片來轉發的，由于業務板和交換引擎之間的有源傳輸器件的限制，這些器件的傳輸能力可能達不到背板線路的最大帶寬，所以，即使有很高的背板帶寬，但交換引擎沒有很好的交換能力也是不行的；

    交換容量與設備內部的轉發結構息息相關，目前，轉發結構主要有兩種：

    集中式轉發：依靠ASIC轉發芯片來提供全端口的高速連接，所有接口間的流量都是通過轉發芯片來傳輸的，轉發芯片就是設備的心臟；

    交換容量計算方式：該方式只存在于固定配置交換機，一般固定配置的單向交換容量即為端口數量的總和；

    分布式轉發：該結構是指所有板卡都有獨立的轉發芯片，并能獨立完成查表轉發和對報文的L2/L3等處理；接口板間通過Fabric交換芯片進行報文傳遞；分布式轉發結構與集中式的區別主要是：轉發芯片更多、成本較高、轉發能力也大大提高；

    包轉發率

    定義：所謂包轉發率，是指交換機轉發芯片在同一時間所能處理的最大數據包數量，這個參數的變化取決于背板帶寬和交換容量；一臺交換機的背板帶寬和交換容量越高，處理數據的能力也就越強，與之對應的包轉發率也就越高，通常包轉發率以‘Mpps’（百萬包/每秒）來表示；

    交換機是否能夠達到線速轉發，是衡量交換機好壞的重要標準；線速計算標準是以單位時間內發送64byte數據包的數量為計算基準的，對于千兆網絡來說，計算方法如下：

    最大MAC地址數

    每臺交換機都維護著一張MAC地址表，記錄MAC地址與端口的對應關系，從而根據MAC地址將訪問請求直接轉發到對應的端口，存儲的MAC地址數量越多，數據轉發的速度和效率也就越高，抗MAC地址溢出供給能力也就越強

    6.4、系統連接圖