中铁十四局集团电气化工程有限公司
王庭海
［摘要］目前乘客信息系统（Passenger Information System 简称PIS ）在地铁中得到广泛的应用，文章针对PIS 系统中显示和传输通用 的SDI
（Serial Digital Interface ）和DVI （Digital Visual Interface ）接口的性能和技术优势进行详细分析，得出了DVI 接口是车载/车站显示和传输更佳的选择。［关键词］乘客信息系统DVI 接口SDI
接口
乘客信息系统（PIS 系统）是依托多媒体网络技术，以计算机系统为核心、
车站显示终端为媒体向乘客提供信息服务的系统。乘客信息系统在正常情况下，提供乘车须知、
服务时间、列车到发时间、列车时刻表、管理者公告、政府公告、出行参考、股票信息、媒体新闻、赛
事直播、广告等实时动态的多媒体信息。在火灾、阻塞及等非正常情况下，提供动态紧急疏散指示。
忧国不谋身顺应当今世界地铁的发展方向，乘客信息系统成为不可或缺的地铁通信系统的一部分。通过在地铁站台、站厅以及其他运营确需安装的
各种类型显示屏面向旅客的导乘信息、
运营信息、公益商业广告、地铁服务宣传的数字媒体信息综合发布和管理平台，地铁乘客提供全面的导乘资讯服务。
地铁公司建立一个PIS 系统只是其长期商业计划的开端。对于其
安徽农业大学学报选择一个真正技术领先、
与企业业务发展紧密结合有长久生命力的PIS 解决方案至关重要的因素主要为以下几点：
视频帧大小(VFS)和分辨率
根据以上几点因素综合PIS 系统在车载/车站显示和传输方面的要求，本文对PIS 系统中车载/车站显示和传输通用的SDI 和DVI 接口
的性能、
合理性、成本进行探讨。１．ＳＤＩ传输方案及ＳＤＩ传输接口性能分析1.1SDI 传输方案
方案说明：
通过站厅、
站台控制器来分别控制显示屏，控制器输出SDI 信号。接口转换/分配器将车控室播放控制器传来的SDI 音视频信号转换为2路模拟视频和2路模拟音频，同时输出一路SDI 环接信号。转换后的视频信号和模拟音频信号直接接入两个背靠背的PDP/LCD 屏。环接出来的SDI 信号进入下一个接口转换分配器进行转换。
1.2SDI/HD-SDI 传输接口性能分析SDI 接口是数字串行分量接口的简称，是在广电行业中的一种数字信号接口标准，该标准由SMPTE 组织定义，称为SPM TE 259M 标准，一
般通称为SDI ，
是一种流式数据信号接口。SDI 信号接口通过75欧的同轴电缆传输无压缩的Y/U/V 数字分量视频数据，同时SDI 信号中还包括了8路嵌入音频数据，视音频信号在同一根同轴电缆中传输。
SDI 信号标准定义的传输带宽是270M bps ，其承载的视频信号有2种，分别是720×576i （i 指隔行扫描，p 指逐行扫描，下同）和720×480i ，也就是通常说的PAL 和NTSC 制式，可以看到传输最大分辨率只有720×576，并且是隔行扫描的信号，换句话说，在PIS 系统中，计算机产生的逐行扫描的大分
辨率输出必须通过带有硬件SDI 接口芯片的IO 卡转换成小分辨率的隔行扫描信号才能通过SDI 接口进行传输。
在高清时代，SDI 扩展到了HD-SDI ，HD-SDI 同样是广电行业的SMPTE 协会定义的一种高清数字串行分量信号接口标准，称为SMPTE
292M ，
俗称HD-SDI 。HD-SDI 其实就是SDI 的扩展标准，只不过是传输带宽扩展到了1.485Gbps ，其承载的信号为HDTV 标准的1280×720p 、1920×1080i 或者1920×1080p 分量数字信号。
无论是SDI 还是HD-SDI ，其中传输的数字分量信号都是YUV 形态的数据，YUV 结构其实是RGB 结构的一种降低带宽的妥协，根据广
电行业的标准，其采样结构是4:2:2取样，
也就是说，度数据U(也就是R-Y)和V （也就是B-Y ）的采样率是亮度数据Y 的一半，因此最终显示时的彩带宽也是亮度带宽的一半。
无论是SDI 还是HD-SDI ，在采用同轴电缆传输时，最大传输距离也就勉强达到100米左右，这还是采用百通最好最贵的电缆1694A 的 情况下，采用稍微普通些的电缆，传输距离肯定小于100米，
在超过100米传输距离的情况下，需要采用光缆来进行传输，因此，其实SDI 和HD-SDI 只适用于电视节目制作系统中内部各种设备的连接，并不完全适用长距离远程信号传输，在广电系统内，长距离远程信号传输同样采用的是光缆和非流式数据文件的方式，而不是广泛采用SDI/HD-SDI 这样的流式信号接口。
广电行业之所以采用SDI 和HD-SDI 接口作为数字信号传输接口，有很强的历史原因，由于广电行业从一开始就采用无线发射的方式来进行电视信号的广播，所以，从一开始就很受无线发射技术的带宽制约，同时，早年的磁带录像机的磁头和磁带记录系统的记录带宽也比较小，因此，在广电行业，电视信号的存储和传输格式一直没有直接采用RGB 方式，而是采用了种种折衷和妥协的方法来降低电视信号的存储和传输带宽，比如隔行扫描、亮复合视频信号compsite 、YUV 分量信号，即使在技术飞速发展的今天，由于考虑向下兼容的问题，在广电行业中，仍然在采用YUV 结构而不是具有更好彩清晰度的RGB 结构来存储和传输信号。
２．ＤＶＩ全光纤数字传输方案及ＤＶＩ传输接口性能分析2.1DVI 全光纤数字传输方案
方案说明：
轨道两边各通过一台控制器来分别控制两边的显示屏，控制器分别通过DVI 分配器将DVI 信号分配出两路DVI 信号。
将分配出的DVI 信号通过DVI 视频光纤传输器将DVI 信号传输到显示屏附近的DVI 分配器。分配器与分配器间用DVI 光纤传输器进行连接。
显示屏附近的DVI 分配器近端通过DVI 铜缆与显示屏连接，远端
通过DVI 信号延长器
（带DVI 线缆）与显示屏连接。2.2VGA/DVI 传输接口性能分析VGA 接口（包括XGA/UXGA/WUVGA 等等一系列扩展标准）是计算机工业中的显示信号接口标准，这些标准接口使用多芯电缆传输RGB 全带宽模拟信号和HV 行现场扫描基准信号，其承载的最大分辨
率可达2560×1600，
但不支持音频和视频通过同一根电缆传输。DVI 接口（包括DVI-D/DVI-I 等系列扩展标准）和VGA 类似，只不
573——
齐鲁周刊⑩针对已有策略进行比对。
图2
综上所述，传统的安全产品（防病毒、防火墙等），只是去抵御安全威胁，却忽视了对整体安全风险的考虑，而整合的安全风险管理体系考虑到了可能影响企业安全风险的三个关键要素，并且可以结合现有的
安全产品，通过完善安全风险管理流程帮助企业实时的控制整体安全风险，真正的解决安全问题。
(3)安全风险管理体系的建设步骤
要实现完善的安全风险管理，我们需要有计划有步骤的完善自身的安全风险管理体系，并且制定相应的安全策略，做到有的放矢。企业在构建安全风险管理体系的时候，有一个基本次序：
首先，构建完善的终端安全体系，因为终端安全是基础，任何安全威胁最终影响到的都是终端系统，同时，终端面对的病毒等威胁数量最多；
其次，是构建完善的网络防护体系，如防火墙、
入侵防护系统、垃圾邮件过滤系统等，从网络层面第一时间抵御安全威胁，同时，还要防御各类终端难以防御的网络攻击行为；
最后，当已经建立了高效的防护体系之后，需要建立全面的资产管理和风险管理体系，整合现有的安全设备和手段，形成成熟完备的动态安全风险管理体系。
参考文献BS7799ISO27001
⑤威胁
④漏洞
③重要性
②资产比较优势理论
①策略
⑩策略符合性比对
⑨评估控制效果
⑧修补漏洞
⑦防御威胁
⑥安全风险
策略复合性
定义资产全面防御
评估风险
（上接第572页）
过不同的是传输的不是RGB 模拟信号而是RGB 数字信号，其最大带
宽大于HD-SDI 标准，
可以传输超过1920×1200分辨率的信号，同样不支持音频和视频在同一根电缆中传输。
为了弥补DVI 接口不能传输音频的问题，HDM I 接口正在高速发展，HDMI 接口实际上可以看作是DVI+音频，可以理想地解决视音频在同一根电缆中传输的问题。
VGA/DVI/HDMI 信号的传输距离，在采用金属电缆的时候，距离也有限制，小于SDI 和HD-SDI 的传输距离，超过200米的长距离传输也需要采用光纤或者非流式数据传输的方法。
３．ＳＤＩ和ＤＶＩ接口的比较、分析
杨成章根据以上SDI 和DVI 接口的性能介绍，可以看出，SDI/HD-SDI 并非PIS 系统中显示和传输接口的最佳或者唯一选择，我们来看一下以下分析：
3.1长距离传输的成本比较(a)200米以内
SDI/HD-SDI 在直接连接时，能在100米左右的距离上传输信号，但是显示播放设备需要安装SDI/HDSDI 接口的IO 卡，SDI 的IO 卡一
般的价格在2500元以上，
HD-SDI 的IO 卡的价格则最少也要12000元。
VGA/DVI/HDMI 直接连接时，传输距离虽然小于DI/HD-SDI ，同时
需要增加音频传输电缆，但在IT 工业具有成熟的长线驱动技术，
可以有效地将VGA/DVI/HDMI 传输距离延长到100-200米，而这样的长线传输器的价格远远低于HD-SDI 接口的IO 卡。
大部分大屏幕显示设备均没有SDI 或者HD-SDI 接口，在信号传送到显示器的时候，还需要进行DA 转换，这部分成本相当高，尤其是HD-SDI 的信号，DA 转换成高清YUV 或者DVI 信号时，每路成本不会低于10000元。
整体上的成本，VGA/DVI/HDMI 接口的方案成本低于、最多相当于SDI/HD-SDI 方案。
(b)超过200米时无论是哪一种接口，超过200米时，均需要采用光纤或者非流式的数据传输方式来进行传输，传输成本非常接近，但是VGA/DVI/HDMI 接口无须在播放设备上增加SDI/HD-SDI 接口IO 卡，整体成本低于采用SDI/HD-SDI 的方案。
3.2信号指标和显示质量方面的比较
SDI 的分辨率远远小于VGA/DVI/HDMI 方案，即使是HD-SDI ，由
于标准的限制，其内部传输的信号是YUV 结构，
其显示分辨率虽然也达到了1920×1080，但是由于YUV 和RGB 相比，本身是一种降低度带宽的妥
协方法，所以，在最终显示质量和信号指标方面，VGA/DVI/HDMI 方案无论从最大传输分辨率还是彩带宽方面都要远好于SDI/HD-SDI 方案，PIS 系统又没有广电系统历史原因的桎梏，成本上又没有劣势甚至有优势，为何不采用更优画质的解决方案？
3.3系统其他相关设备的比较
PIS 系统很重要的核心设备是图文视频媒体播放设备，这些设备的性能和成本很大程度上决定了整个系统的性能和成本。
SDI/HD-SDI 方案中媒体播放设备必须带有SDI/HD-SDI 接口的硬件板卡，甚至某些软件技术水平较低的软件还必须使用能够在板卡上进行编解码、视频合成、特技处理等复杂功能的板卡，纯IO 板卡就已经较贵，带有复杂功能的硬件板卡的媒体播放设备其成本更贵，而VGA/DVI/HDMI 方案只需要采用工业控制机＋高性能显卡就可以完成所有编解码、合成、实时渲染等工作，成本优势明显，运行成本同样具有极大优势。
心血管病防治知识VGA/DVI/HDMI 方案采用的图文和视频创作播放软件一定是采用
了最先进的CPU+GPU 技术
（否则无法进行实时的炫目效果的渲染和制作、播出），而SDI/HD-SDI 方案则极有可能采用的软件
系统是必须依赖带有SDI/HD-SDI 接口的专用硬件处理板卡才能完成全部功能，从视频
编辑、图文字幕编辑的技术发展动向看，采用CPU+GPU 技术是潮流和方向，无论从软件灵活性、实时效果的炫目程度、实时渲染的图文和视频层数、扩展能力、易维护性，采用CPU+GPU 技术的媒体播放设备都具有明显优势，即使在广电行业，最新的视频或图文编辑系统，例如vizrt 等，也开始采用CPU+GPU 处理，直接DVI 输出渲染结果，然后通过外置转换器再转换成SDI/HD-SDI 的方法来获得更好的渲染质量和效率，这是因为如果将GPU 渲染后的结果再传送到IO 板卡上进行SDI/HD-SDI 输出，由于总线和数据管理流程的原因，会使渲染效率大大低于直接通过VGA/DVI/HDMI 接口将渲染结果输出的方式，所以，VGA/DVI/HDMI 方案从可以获得的显示效果来看，也会远远高于SDI/HD-SDI 方案，除非SDI/HD-SDI 方案也采用了在媒体播放主机之外用外置转换器将VGA/DVI/HDMI 信号转换成SDI/HD-SDI 信号的方
法（这种方法在PIS 系统中是完全没有必要的
）。４．结论
综合以上分析与比较，在PIS 这样的完全可以纯粹基于IT 信息技
术的系统中，采用广电行业的信号传输接口标准并不是最佳选择。
只要很简单的计算，我们就能发现带有DVI 或VGA 输出的常用PIS 播放器可以实现高出3倍的画面质量，而成本却非常低，采用DVI 接口才是更佳的选择。
4.1性价比高
DVI 接口是计算机显卡标准数字输出接口，而SDI 接口则不是，显示控制器要输出SDI 信号必须通过集成SDI 接口卡的方式实现。增加了DVI 和SDI 都是数字视频信号，采用“SDI 方案”增加了不必要的接口转换，也增加了硬件成本。
4.2分辨率高
即使是用最好的传输方式SDI,“广播标准”的VFS 也只有720x576像素24比特。当使用VGA 和DVl 输出时，我们很容易就能达到1920x1080像素32比特。只要很简单的计算，我们就能发现带有DVI 或VGA 输出的常用PIS 播放器可以实现高出3倍的画面质量，而成本却非常低。
4.3兼容性高
今天的等离子和LCD 显示器几乎都装有DVl 或HDMI 输入，
在这些数字显示器上这两种信号的画面播出质量是最好的。选用“SDI 方案”，
需要在LCD 一侧增加转换器，
将SDI 转成DVI 。4.4可扩展性高
使用DVI，将来扩展为高清级，无需更新现有设备，就可以实现平稳
升级。而使用SDI 则现有所有SDI 输出卡、
转换器均要淘汰，没有投资保护，造成投资浪费。参考文献
［1］鲁业频.数字电视基础［M ］.北京：电子工业出版社,2002［2］李广军，孟宪元.可编程ASIC 设计及应用［M ］.成都：电子科技大学出版社,2000.1-3
［3］王明臣，姜秀华，张永辉.数字电视与高清晰度电视［M ］.北京：中国广播电视出版社,2003
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