Extron | NAV Pro AVoIP 及控制系统助力 TRU 大型健康科学教学基地

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Extron | NAV Pro AVoIP 及控制系统助力 TRU 大型健康科学教学基地

“经过测试，我们可以确定 Extron 的 NAV Pro AVoIP 及 Pro 系列控制系统能够在聚合网络环境下，无缝且可靠地支持各类医疗培训场景应用，无明显的信号延迟及衰减”

-Marcel Schoenenberger 首席顾问
McSquared



项目挑战





为进一步扩展护理学专业的教学空间，加拿大汤姆逊河大学 (TRU) 在其甘露市的校区建造了全新的护理及公共卫生 (NPH) 教学大楼 (又名：查佩尔家族大楼)，并配备顶尖的教学设施。该大楼在用于当前校内护理学专业教学的同时，还将面向校外的护理专业研究生及消防员提供培训课程。
TRU 提出在为所有教学及会议空间标配视音频系统和无线网络的基础上，构建一套完整的信号传输系统，使得 HDMI 及音频信号可被路由至这一多学科教学楼的各个角落 (建筑面积 4552 平方米)。为应对这一挑战，确保新旧教学模式、设备及系统的无缝衔接和集成，该系统历经了长达 1 年的模拟验证测试。


解决方案


   

TRU 与系统设计公司 McSquared 合作搭建了模拟环境来对所有系统功能进行可行性验证 (POC)。其中核心设备使用 Extron NAV® Pro AV over IP 信号分配系统，及可通过 Extron Global Scripter® 编程的 Pro 系列控制系统。
POC 的环境跨越多个房间及楼层。空间类型主要包括双工位模拟实验室，相邻的双工位控制间、两间远程学习教室和两间简报室。根据功能的不同，各房间分别配备 1 - 6 台专业显示器。
实验室的两个工作站为全功能配置，可提供不同教学场景所需的各类专业设备。每个工作站均配备可模拟患者真实反映 CAE® 病人模拟器。1 号工作站全部采用高保真的配置，其中包含多台 PTZ 摄像机、信号源输入、专业显示器、Shure® 阵列式麦克风、天花板扬声器、学习管理系统、入耳式监听系统以及 AR/MR (增强现实/混合现实) 系统。课堂内容可通过专用的医学课堂录播系统进行存档，它能够对多达 5 个独立通道的内容进行录播及回放。该工作站还具备标准化病人及联合训练所需的音频功能。2 号工作站采用中高端配置，其功能与前者类似但有所缩减，例如采用双通道课堂录播系统。
为验证该设计理念及各种系统，校方和设计公司专门设定了不同的教学场景，以对所有设备进行抗压测试。这些场景会应用到每一台医疗及视音频设备，用于验证其功能、操作及兼容性。与所有 AVoIP 解决方案一样，正确的网络拓扑结构和专业的有源硬件是保障系统功能不可或缺的因素。




视音频信号路由


每个工作站均配备有 NAV Pro AVoIP 系统和 ShareLink Pro 500 无线演示网关，床头板及工作站端墙部署多个 HDMI 输入端。其中 1 路墙面安装的输入端专为教师笔记本电脑预留。其它的则用于连接模拟器、AR/MR 耳麦、计算机 (用于检索患者生命体征、麻醉剂和病历) 以及便携式医疗设备 (如带除颤仪的抢救车)。此类信息可同步显示在单台或多台墙面显示器上，亦可被采集并路由至远端设备，包括简报室标配的 Extron DTP CrossPoint® 4K 系列演示矩阵切换器。实验室内大多数视音频设备均采用机柜安装。


室内及不同房间的视音频信号路由主要通过 NAV Pro AVoIP 系统来实现。编码器和解码器可向扩展教室及简报室同步直播现场画面。NAV E 101 编码器通过校内 1G 以太网将视音频信号流传输至解码器。NAV SD 101 解码器可对接收到的信号进行解析度转换，以匹配本地显示器的分辨率。以上 NAV 设备均采用 PURE3® 编解码技术。这是一种基于小波的压缩技术，能够以 18 Gbps 的数据速率传输具有极低延迟，分辨率高达 4K 并符合 HDMI 2.0 标准的高品质图像。音频方面，该编码器支持 AES67 标准，确保了 IP 网络音频之间的互操作性。

NAV 设备可支持 PoE+ 供电，从而无需繁杂的本地电源， 节省出的插座孔位可用于其它医用及视音频信号源设备的连接。此外，NAV 系统本身具备卓越的带宽管理功能，可有效节约网络基础架构的成本。





系统控制



视音频控制系统在验证 POC 安装的整体有效性、可靠性及操作的可持续性阶段，发挥了关键性作用。实验室所有工作站均配备 10" 桌面型 TouchLink® Pro 触摸屏 TLP Pro 1025T、支持 Extron Control App 的平板电脑以及 IP Link® Pro 控制处理器 IPCP Pro 360（位于机柜内）。控制间所有操作台亦安装同款触摸屏。图片

出于测试目的，所有触摸屏及平板电脑均采用统一的 GUI 配置及功能。系统操作人员及教师通过相同的控制界面开启课堂录播，选择病患案例及教学场景。在无控制间操作人员的场景下，用户依然可使用房间内的触摸屏或平板电脑进行系统控制，或创建和管理课堂录播内容。
该定制的用户界面可实现独立的视音频切换，调节主音量或节目音频音量，以及管理有线和无线麦克风等功能。控制系统的部署便于技术人员从控制间对所有系统进行集中管理与控制，包括远端房间的内容演示。
Pro 系列控制系统通过 GS 进行编程。程序员利用这一基于 Python 脚本语言的集成开发环境进行系统设计，可增加其灵活性，还可根据功能的升级和需求的变化轻松修改程序。以扩展教室应用为例，可以通过触摸屏实现远端位置的高品质图像演示及信号切换。GS 允许程序员通过创建端到端通信的方式来实现远程控制功能。此类编程环境使得信号切换和路由变得更加灵活便捷。
通过 GS 构建的这一功能强大、可靠且易用的控制系统，不仅成功将来自多个品牌的医疗及视音频设备整合在一起，便于集中管理，更满足了 TRU 当前及未来对于集成性和兼容性的需求。



成果反馈

   

NAV Pro AVoIP 视音频分配系统搭配 Pro 系列控制系统，成功满足了 TRU 对系统灵活性及可靠性的需求。它支持不同信号源在整个 POC 环境内的采集、分配和路由。这一经验证的系统设计最终被集成商 AVI SPL® 巧妙地部署至整个 NPH 大楼。

调试后的系统，根据用户身份及安装地点被划分为多个操控模式。其设定主要依据用户的操作经验及不同等级用户的访问权限。NAV 和 Pro 系列控制系统，以及其它多款 Extron 产品成功赋予 TRU 全新 NPH 教学大楼内的多间实验室、教室及各类研讨/协作式学习空间更加高精尖的系统功能及特性。

“通过验证，我们确定了 Extron NAV Pro AV over IP 搭配 Pro 系列控制系统为此次 TRU 项目的可行性解决方案。” 来自 McSquared 的首席顾问 Marcel Schonenberger 提到， ”NAV 系统稳定而可靠，同时它所具备的低延迟和低比特率等特性，可大大优化流传输的效率及性能。”