ATC视觉系统

升级ATC的视觉系统时如何避免兼容性问题并降低风险。

skeyes, where EIZO solutions are deployed.

在ATM行业，系统的设计旨在适应每个站点的物理空间和地理特征，同时考虑特定的客户需求。随着系统变得越来越复杂，交互性就成为一个重要问题，如果设备交互不是无缝的，则会面临严重的性能问题。此外由于硬件报废问题导致未来升级和更换成本很高。这意味着与特定技术相关的初始决策会直接影响这些系统的寿命和关键任务的性能。本文涵盖单个产品级别采购决策中的常见误区，并强调在部署之前考虑整个ATC视觉系统和未来升级的重要性。

ATC视觉系统由多个图形相关设备组成，旨在将ATM视频数据和相关控制系统图形用户界面（GUI）传输到控制器。整个“影像链”由一系列硬件设备组成，例如显卡、视频扩展器、KVM切换器、视频编码器及相关的录制解决方案和显示器。这些设备必须无缝协同工作，以确保为管制员提供准确的视频数据，同时还记录数据以维护通信记录、协助事后调查过程、支持搜索和救援行动、并验证连接的系统。

传统ATC视觉系统示例，由于来自多个供应商和存在交互性问题的硬件和软件组成。

艺卓 的ATC视觉系统示例，经过验证的解决方案消除了交互性问题。

部署的系统通常是由系统集成商采购的完整集成解决方案，或具有随时间更新的一系列解决方案的独立子系统。虽然人们期望更新的技术和开放性接口应该允许所有系统无问题的共存，但对于相邻子系统技术的依赖通常会导致设计限制性或特定性，以至于需要做出未来的升级或更换决定，从而脱离ANSP的控制。

各种设备类型之间的交互性和兼容性问题可能会导致许多技术问题，包括屏幕闪烁、周期性图像丢失以及视频编码器的高数据速率。这些问题可能与线缆质量、显卡配置（因为大多数商用显卡是为游戏和其他非关键任务行业设计的）、信号支持限制、固件和操作系统兼容性、制造商差异（例如，视频传输中的定时精度），以及设计和制造质量。

 

视频信号转换的挑战

ATC视觉系统的核心是充当ATCO视觉焦点中心的组件——显示器上的信息。在2000年代初期，市场从CRT显示器转型，但早期的LCD显示器仍然由模拟源驱动，允许使用已经存在的相同ATM级图形板和线缆。随着视觉显示技术的进步，出现向DVI和最终DisplayPort等数字技术的大规模迁移。这导致新的商用设备的出现，这些设备开始被集成到现在ATC视觉系统中。然而，商业产品并不是为关键任务环境设计的，这给市场带来了新的挑战。

为现代ATC视觉系统提供显示硬件的更多制造商在影像链本身内引发了竞争性视频信号接口。当今环境中常见的一种情况是结合使用DisplayPort和配备HDMI的设备。例如，DisplayPort显卡和显示器结合需要转换为HDMI视频切换设备。

虽然视频适配器似乎提供了一种简单的解决方案，但需要有源电路在这些视频标准中进行转换，这就带来了新的复杂性。

• DisplayPort 和 HDMI 具有不同的电气特性。DisplayPort 输出是交流耦合 CML（电流模式逻辑），而 HDMI 使用TMDS（最小化传输差分信号）。尽管某些 DisplayPort 设备确实支持双模式版本，该版本将在兼容模式下支持 TMDS，但这并不是给定的。
• DisplayPort 可以在20 针上提供 3.3v 直流电源，但此功能 (DP_PWR) 主要用于有源扩展器和转换器等线缆适配器。因此，标准 DisplayPort 视频线缆没有填充此针，或者它没有在线缆内部进行电气连接。具有此电源功能的定制线缆确实存在，但仅在中间设备特别需要此电源功能时使用。
• 如果在 DisplayPort 到 HDMI 或 HDMI 到 DisplayPort 之间转换，则需要有源电路适配器来转换信号类型。但是，适配器前面的标准线缆不通过20针 提供电源可能会使适配器无法使用，因为除非适配器具有外部电源，否则它不会提供必要的电源。
• 这种类型的有源电路适配器被设计为单向转换器。DisplayPort 到 HDMI 适配器必须用于 DisplayPort 源接口，不能用于将 HDMI 适配到 DisplayPort。

视频转换器代表了额外的故障点，从而威胁到系统的可靠性。信号转换还可能会降低信号质量，从而导致整个影像链中的其他设备出现问题。

 

E艺卓的Raptor 显示器配备了多个视频输入，允许从模拟信号到DVI 或DVI 到 DisplayPort 的转换，而无需更换显示器。此外，艺卓的Re/Vue Pro 2 Max视频编码器配备 DVI-D 和 DisplayPort 接口，允许系统从基于 DVI 的信号更新为基于 DisplayPort 的信号，而不影响视频编码或后端记录解决方案。着眼于未来，ANSP 可以避免在自然更换时间之前对系统的多个元素进行不可预见的更改。

Re/Vue Pro 2 Max无损编码和流媒体设备

 

录制和流媒体的挑战

随着At-the-Glass硬件视频录制的出现，ANSPs可以避免基于软件录制的相关问题。过去，X服务器级别的基于软件的记录受到操作系统更新、所呈现数据的可靠性以及对所有连接系统的有限支持等特性相关的问题，导致播放时出现“空白”窗口。基于硬件的录制解决方案通过对系统的被动处理来解决交互性和系统更新的问题，但是如果不考虑端到端解决方案，交互性问题仍然会在初始安装阶段和中期更新时提出挑战。

作为一个实际示例，典型的基于 ATM 视频的记录系统包括本地视频编码器、连接的网络和运行专用软件以从网络捕获视频数据的中央服务器。通常，记录系统提供商会提供包含所有必需组件的“一站式”解决方案，但在某些情况下，ANSP 会选择特定设备进行视频编码。此类视频编码设备可能提供开放标准流或专有版本，在每种情况下，记录系统提供商都需要进行软件集成。数据流、设备管理、配置和状态都是需要记录系统集成商进行软件开发的重要元素，因此任何设备更改都可能是复杂且昂贵的。

ATC视觉系统的变化，例如从基于DVI-D的视频到基于DisplayPort的视频，可能会对记录系统产生重大的财务影响。需要将 DVI-D视频编码设备更换为支持DisplayPort的设备。当前的视频编码器供应商可能无法提供支持特定功能（例如合适的帧率）的设备，这迫使 ANSP 选择其他制造商。在这种情况下，记录系统集成商可能会寻求对新功能的开发收费，从而导致系统软件的更新以及由于性能限制而可能需要更换服务器组件。一开始只是从 DVI-D 到 DisplayPort的简单改变。

通过艺卓的Re/Vue编码设备和SafeGuard记录系统播放同步音频和视频。

通过提供包括其 Re/Vue 视频编码器 和 SafeGuard记录系统在内的端到端解决方案, 艺卓除了确保在更新期间对系统中组件的影响最小之外，还消除了初始兼容性问题。SafeGuard 旨在利用完整的 Re/Vue 功能集，从而在实时查看或回放期间实现近乎实时的视频流、超灵敏缩放和平移多个视频源，并广泛支持监控和管理连接的编码器设备。在上述情况下，一开始部署 Re/Vue 编码器将允许 ANSP 仅交换从 DVI-D 到 DisplayPort 的线缆连接，以便迁移整个系统。与多供应商设置相比，这可能会节省大量时间、劳动力和成本。

 

信号管理和切换的挑战

典型的 ATM 配置由多个工作站、显示器和应用程序组成，ATCO需要在这些工作站、显示器和应用程序之间频繁切换视图以跟踪多个变量，包括监视数据、天气、跑道等。在传统配置中，键盘、视频、鼠标（ KVM) 切换器一直是解决视频信号分配和管理以及跨 ACC、APP 和控制塔中的多个工作站和显示器进行控制的重要组件。KVM 切换器安装在工作站（输入）和显示器（输出）之间，以使用单个键盘和鼠标实现对多个应用程序的集中控制。虽然该系统解决了信号管理的最初问题，但也存在技术限制和兼容性问题，这些问题增加了整个系统的故障点。

KVM 切换器直接与工作站连接，并管理连接设备之间的多个信号。它通常远离与其连接的硬件，尤其是在具有多个控制器位置和工作站的安装中。信号传输遵循从工作站到 KVM 切换器，然后是 KVM 切换器到显示器的路径，并且可能会传输很长的距离，具体取决于连接所有设备的线缆长度。在这种情况下，传输路径越长，信号衰减的风险就越高，这可能会导致延迟，或者在某些情况下会导致信号完全丢失。

传统配置使用 KVM 切换器在单个显示器上管理来自四个工作站的视频信号。

 

使用 EIZO SwitchLink 内置切换技术可在单个显示器上管理来自四个工作站的视频信号。

 

信号丢失通常发生在切换过程本身。使用 KVM 切换器，多个输入信号被压缩并作为单个信号输出。在此过程中，从视频源接收到的信号会断开，然后重新连接，然后再输出到显示器。这种反复检测显示器和输出视频信号的过程可能会给源工作站带来负担，也会导致显示器上出现画面延迟。

艺卓通过其 SwitchLink 集成开关管理解决方案给出了一个答案。SwitchLink 直接集成到 Raptor 显示器中，无需外部 KVM 切换器即可实现键盘、鼠标和动态触摸输入的无缝切换（世界首创）。这不仅节省KVM 切换器硬件和线缆所需的空间，而且减少了需要供电的设备数量并简化了信号管理，从而减少了整个系统的故障点。这也意味着键盘和鼠标可以直接连接到显示器而无需扩展器。

由于 SwitchLink 只是在显示器内切换 DisplayPort 信号，信号传输不再被压缩（断开和重新连接）。这可确保从源工作站可靠地传输视频，而不会在切换过程中丢失信号。此外，借助 SwitchLink，最多可以将四个视频信号馈送连接到单个显示器，并可选择连接另外两个辅助显示器进行配置，通过单个键盘和鼠标操作多达六个视频源。这进一步简化了安装和信号传输路径。

带有SwitchLink的艺卓显示器允许操作员使用单个鼠标和键盘操作多达 6 个视频源。

在本文中了解有关SwitchLink的更多信息。

成熟的系统

由于几个激励因素，ANSP 收到由多个供应商的产品组成的集成解决方案并不少见，其中之一与初始安装成本有关，可能没有考虑长期投资和未来升级或维护的成本。在安装之前不采取适当的步骤来确保系统没有严重错误甚至是小的特性可能会导致新系统运行的严重延迟，并可能导致在初始部署或中期升级期间解决兼容性问题所需的不可预见的成本. ANSP 可以通过与专家制造商合作来缓解这些问题，他们可以确保设计过程中的交互性，并在解决方案最终确定之前进行全面测试。

艺卓拥有市场上最广泛的 ATC 产品，在视觉解决方案方面拥有超50年的经验。艺卓的 ATC 视觉系统包括显示器、视频编码器、专用显卡和可升级的记录解决方案，每一个都是为满足个性化需求而量身定制的，并且专为任务关键型空中交通管制而设计。自主设计、工程制造让艺卓为端到端 ATC 视觉系统构建合适的架构提供建议，协助未来的升级规划，并提供从一开始就为交互性设计和测试的解决方案。此外，艺卓的工程师可以在部署之前测试硬件平台和设备，以降低潜在风险并避免代价高昂的计划延迟。选择经过验证的交互性的解决方案是确保ATC可视系统适应技术进步的关键，同时确保长期运行的可靠性。

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