CN102739982A - 数字视频矩阵级联系统、及其通信装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数字视频矩阵级联系统及其通信装置及方法，在数字视频矩阵级联系统的每个数字视频矩阵中均应用本发明实施例提供的通信装置，数字视频矩阵之间通过该通信装置进行通信，一个数字视频矩阵中的通信装置从该矩阵中视频采集编码装置中读取数字视频信号，并将读取的数字视频信号发送给系统中的其他数字视频矩阵，或者，接收到来自系统中的其他数字视频矩阵的数字视频信号后，将接收到的数字视频信号发送给矩阵中的解码显示装置或者转发给系统中的其他数字视频矩阵；在发送端的通信装置在判断链路存在故障的情况下，选择一条其它的链路传输数字视频信号，能够解决现有数字视频矩阵级联系统中由于链路故障引起的数字视频信号丢失问题。

Description

数字视频矩阵级联系统、及其通信装置和方法

技术领域

本发明涉及视频监控领域，具体地，涉及一种数字视频矩阵级联系统及其通信装置及方法。

背景技术

目前在安防行业中，广泛应用视频矩阵进行安保监控。视频矩阵中通常包括M个视频采集设备（或称为视频采集编码设备）、N个视频显示设备（或称为视频解码显示设备）、和传输介质，M个视频采集设备采集到M路视频信号，M路视频信号经过传输介质传输后，按照阵列切换的方法传输到N个视频显示设备上进行显示，一般情况下矩阵的输入M大于输出N。

视频矩阵级联系统是将多个视频矩阵连接起来，实现远程监控的目的，视频矩阵级联包括模拟视频矩阵级联和数字视频矩阵级联。模拟视频矩阵级联系统通过开关的切换来实现对模拟信号输入输出的管理。数字视频矩阵级联系统通过数字化编码、集中管理、网络传输技术等技术实现对数字视频信号的输入输出管理。

在数字视频矩阵级联系统的数字视频矩阵之间，通常通过网络（例如高速专网、局域网、或者互联网）来实现数字视频信号的远距离传输。但是在传输过程中，网络链路发生故障时，传输的数字视频信号会发生丢失、导致接收端不能接收到数字视频数据；

可见，目前在数字视频矩阵级联系统中，存在由于链路故障引起的数字视频信号丢失的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种数字视频矩阵级联系统的通信装置，用以解决现有数字视频矩阵级联系统中，存在的由于链路故障引起的数字视频信号丢失问题。

相应的，本发明实施例还提供了一种数字视频矩阵级联系统的通信方法。

本发明实施例技术方案如下：

一种数字视频矩阵级联系统，包括：至少两个数字视频矩阵，每个数字视频矩阵中均包括视频采集编码装置、视频解码显示装置、和通信装置，通信装置与视频采集编码装置、视频解码显示装置相连接，任意两个数字视频矩阵通过各自的通信装置进行通信；其中，通信装置，用于从视频采集编码装置中获取数字视频信号，通过预先配置的主数据链路，将获取的数字视频信号发送给系统中其他的数字视频矩阵；在判断预先配置的主数据链路存在故障时，选择一条其它的数据链路切换为主数据链路，通过切换后的主数据链路发送获取的数字视频信号；或者，通过预先配置的主数据链路，接收来自系统中其他的数字视频矩阵的数字视频信号，在所述主链路存在故障的情况下，通过其它的数据链路接收数字视频信号；根据视频解码显示装置的显示状况，将接收到的数字视频信号发送给视频解码显示装置；或者将接收到的数字视频信号发送给所述系统中其它的数字视频矩阵。

一种数字视频矩阵级联系统的通信装置，应用在数字视频矩阵级联系统中的每个数字视频矩阵中，所述通信装置包括：控制单元和级联单元；控制单元，用于从与所述通信装置相连接的视频采集编码装置中获取数字视频信号；在判断预先配置的主数据链路存在故障时，选择一条其它的数据链路切换为主数据链路；级联单元，用于通过预先配置的主数据链路，将控制单元获取的数字视频信号发送给所述系统中其他的数字视频矩阵；或者，通过控制单元切换后的主数据链路发送数字视频信号。

一种数字视频矩阵级联系统的通信方法，包括：通信装置从与所述通信装置相连接的视频采集编码装置中获取数字视频信号，通过预先配置的主数据链路，将获取的数字视频信号发送给所述系统中其他的数字视频矩阵；通信装置在判断预先配置的主数据链路存在故障时，选择一条其它的数据链路切换为主数据链路，通过切换后的主数据链路发送获取的数字视频信号。

一种数字视频矩阵级联的通信装置，应用在数字视频矩阵级联系统中的每个数字视频矩阵中，所述通信装置包括：控制单元和级联单元；级联单元，用于通过预先配置的主数据链路，接收来自系统中其他的数字视频矩阵的数字视频信号，在主链路存在故障的情况下，通过其它的数据链路接收数字视频信号；并根据控制单元的指示，将接收到的数字视频信号发送给视频解码显示装置，或者将接收到的数字视频信号发送系统中其它的数字视频矩阵；控制单元，用于根据与通信装置相连接的视频解码显示装置的显示状况，指示级联单元将接收到的数字视频信号发送给视频解码显示装置；或者，指示级联单元将接收到的数字视频信号发送系统中其它的数字视频矩阵。

一种数字视频矩阵级联的通信方法，包括：通信装置通过预先配置的主数据链路，接收来自系统中其他的数字视频矩阵的数字视频信号，在主链路存在故障的情况下，通过其它的数据链路接收数字视频信号；通信装置根据与通信装置相连接的视频解码显示装置的显示状况，将接收到的数字视频信号发送给视频解码显示装置；或者将接收到的数字视频信号发送系统中其它的数字视频矩阵。

通过发明实施例提供的数字视频矩阵级联系统的通信装置，在数字视频矩阵级联系统的每个数字视频矩阵中均应用该通信装置，并且数字视频矩阵之间通过该通信装置进行通信，一个数字视频矩阵中的通信装置从该矩阵中视频采集编码装置中读取数字视频信号，并将读取的数字视频信号发送给系统中的其他数字视频矩阵，或者，接收到来自系统中的其他数字视频矩阵的数字视频信号后，将接收到的数字视频信号发送给矩阵中的解码显示装置或者转发给系统中的其他数字视频矩阵，并且发送端的通信装置在判断链路存在故障的情况下，选择一条其它的链路传输数字视频信号，从而能够解决现有数字视频矩阵级联系统中由于链路故障引起的数字视频信号丢失问题。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1为本发明实施例提供的数字视频矩阵级联系统的结构框图；

图2为本发明实施例提供的数字视频矩阵级联系统的通信装置的结构框图；

图3为本发明实施例提供的数字视频矩阵级联系统的通信方法的工作流程图；

图4a为图2所述装置的优选实施方式的工作流程图；

图4b为图2所述装置的优选实施方式的另一工作流程图；

图5为本发明实施例提供的数字视频矩阵级联系统的通信装置的另一结构框图；

图6为本发明实施例提供的数字视频矩阵级联系统的通信方法的另一工作流程图；

图7a为图5所述装置的优选实施方式的工作流程图；

图7b为图5所述装置的优选实施方式的另一工作流程图；

图8为本发明实施例提供的数字视频矩阵级联系统的具体实施的结构框图；

图9为本发明实施例提供的数字视频矩阵级联系统的通信装置的具体实施的结构框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例针对现有数字视频矩阵级联系统中，存在的由于链路故障引起的数字视频信号丢失问题，提出了一种数字视频矩阵级联系统的通信装置，该装置应用在在数字视频矩阵级联系统的每个数字视频矩阵中，并且数字视频矩阵之间通过该通信装置进行通信，一个数字视频矩阵中的通信装置从该矩阵中视频采集编码装置中读取数字视频信号，并将读取的数字视频信号发送给系统中的其他数字视频矩阵，或者，接收到来自系统中的其他数字视频矩阵的数字视频信号后，将接收到的数字视频信号发送给矩阵中的解码显示装置或者转发给系统中的其他数字视频矩阵，并且发送端的通信装置在判断链路存在故障的情况下，选择一条其它的链路传输数字视频信号，从而能够解决现有数字视频矩阵级联系统中由于链路故障引起的数字视频信号丢失问题。

下面对本发明实施例的技术方案进行详细说明。

图1示出了本发明实施例提供的数字视频矩阵级联系统的结构框图，如图1所示，通信装置11应用在数字视频矩阵级联系统中的每一个数字视频矩阵中，在一个数字视频矩阵中，通信装置11与该矩阵中的视频采集编码装置12、视频解码显示装置13通过PCIE（PCI-Express）总线相连接，任意两个数字视频矩阵通过各自的通信装置进行通信，任意两个通信装置之间通过至少四条链路相连接，至少四条链路中包括至少两条数据链路和至少两条信令链路。

（一）本发明实施例首先提供了一种位于发送端数字视频矩阵中的通信装置

图2示出了本发明实施例提供的数字视频矩阵级联系统的通信装置的结构框图，如图2所示，通信装置11包括控制单元111和级联单元112；

控制单元111，从与所述通信装置相连接的视频采集编码装置12中获取数字视频信号；在判断预先配置的主数据链路存在故障时，选择一条其它的数据链路切换为主数据链路；

级联单元112，连接至控制单元111，用于通过预先配置的主数据链路，将控制单元111获取的数字视频信号发送给系统中其他的数字视频矩阵；或者，通过控制单元111切换后的主数据链路发送控制单元111获取的数字视频信号。

图3示出了图2所示的通信装置的工作原理，如图3所示，该通信装置的工作流程包括如下处理过程：

步骤31、通信装置11从与通信装置11相连接的视频采集编码装置中获取数字视频信号，通过预先配置的主数据链路，将获取的数字视频信号发送给系统中其他的数字视频矩阵；

步骤32、通信装置11在判断预先配置的主数据链路存在故障时，选择一条其它的数据链路切换为主数据链路，通过切换后的主数据链路发送获取的数字视频信号。

通过图2所示的通信装置及其工作原理，发送端的通信装置将数字视频信号发送给接收端的通信装置的过程中，在判断预定的主数据链路发生故障时，选择一条正常的数据链路发送数字视频信号，从而能够保证数字视频信号的可靠传输，能够解决现有数字视频矩阵级联系统中由于链路故障引起的数字视频信号丢失问题。

在本发明实施例的优选实施方案中，图2所示装置还包括如下功能。

控制单元111，还用于：在判断预先配置的主数据链路存在故障时，选择一条备用数据链路切换为主数据链路，生成数据链路更换通知，数据链路更换通知中包括备用数据链路的标识；在判断预先配置的主信令链路存在故障时，选择一条备用信令链路切换为主信令链路，生成信令链路更换通知，信令链路更换通知中包括备用信令链路的标识；或者，在判断预先配置的主数据链路存在故障时，选择一条当前负荷最轻的链路切换为主数据链路，具体地，判断其它数据链路上发送的空数据包的数据量，选择空数据包的数据量最大的一条数据链路切换为主数据链路。

级联单元112，还用于：通过预先配置的主信令链路发送控制单元111生成的数据链路更换通知，通过切换后的主信令链路发送控制单元111生成的信令链路更换通知，分别对数字视频信号、数据链路更换通知、信令链路更换通知打包后发送出去；或者，对所述数字视频信号打包后发送，在待发送的数字视频信号的数据量不足主数据链路的最大容量时，在发送了待发送的数字视频信号后，发送与不足数据量相同数据量的空数据包。

以下说明图2所示装置的优选实施方式的两种工作方法，这两种工作方法包括备用链路方案和负荷最小链路方案。

（1）、备用链路方案

图4a示出了图2所述装置的优选实施方式的工作流程图，如图4a所示，该优选实施方式包括如下处理过程：

步骤41a、通信装置11从视频采集编码装置12中读取数字视频信号；

步骤42a、将数字视频信号打包后通过预定的主数据链路发送给系统中其他的数字视频矩阵；

步骤43a、通信装置11在判断发送数字视频信号的主数据链路存在故障时，确定一条正常的备用数据链路，生成数据链路更换通知，对该数据链路更换通知进行打包，该数据链路更换通知中包括备用数据链路的标识；

步骤44a、通信装置11将确定的备用数据链路切换为主数据链路，通过切换后的主数据链路发送打包后的数字视频信号，通过预定的主信令链路发送打包后的数据链路更换通知；

步骤45a、通信装置11在判断预定的主信令链路存在故障时，确定一条正常的备用信令链路，生成信令链路更换通知，对该信令链路更换通知进行打包，该信令链路更换通知中包括备用信令链路的标识；

步骤46a、通信装置11将确定的备用信令链路切换为主信令链路，通过切换后的主信令链路发送打包后的信令链路更换通知。

根据上述优选实施方案，通信装置在判断主数据链路或主信令链路存在故障时，确定一条正常的备用数据链路或信令链路，将确定的备用数据链路切换为主数据链路，将确定的备用信令链路切换为主信令链路，从而能够保证数字视频矩阵之间数据传输的可靠性。

并且，对数字视频数据、以及数据链路更换通知和信令链路更换通知进行打包，能够传输多种信号格式的视频信号，例如高清数字视频信号，此外开可以扩展到传输音频信号、视频压缩数据等等，从而使本发明实施例提供的通信装置具有较广的适用性。

（2）、负荷最小链路方案

图4b示出了图2所述装置的优选实施方式的另一工作流程图，如图4b所示，该优选实施方式包括如下处理过程：

步骤41b、通信装置11从视频采集编码装置12中读取数字视频信号；

步骤42b、通信装置11将数字视频信号打包后通过预定的主数据链路发送给系统中其他的数字视频矩阵；具体地，在待发送的数字视频信号的数据量不足主数据链路的最大容量时，在发送了待发送的数字视频信号后，发送与不足数据量相同数据量的空数据包；

步骤43b、通信装置11在判断发送数字视频信号的主数据链路存在故障时，判断其它数据链路上发送的空数据包的数据量，选择空数据包的数据量最大的一条数据链路切换为主数据链路；

步骤44b、通信装置11通过切换后的主信令链路发送打包后的数字视频信号。

根据上述优选实施方案，通信装置在判断主数据链路存在故障时，选择一条负荷最轻的链路切换为主数据链路，能够保证数字视频矩阵之间数据传输的可靠性。

（二）本发明实施例还提供了一种位于接收端数字视频矩阵中的通信装置

图5示出了本发明实施例提供的数字视频矩阵级联系统的通信装置的结构框图，如图5所示，通信装置11包括控制单元113和级联单元114；

级联单元114，用于通过预先配置的主数据链路，接收来自所述系统中其他的数字视频矩阵的数字视频信号，在主链路存在故障的情况下，通过其它的数据链路接收数字视频信号；并根据控制单元113的指示，将接收到的数字视频信号发送给视频解码显示装置，或者将接收到的数字视频信号发送所述系统中其它的数字视频矩阵；

控制单元113，连接至级联单元114，用于根据与所述通信装置相连接的视频解码显示装置的显示状况，指示级联单元114将接收到的数字视频信号发送给视频解码显示装置；或者，指示级联单元114将接收到的数字视频信号发送数字视频矩阵级联系统中其它的数字视频矩阵。

图6示出了图5装置的工作流程图，如图6所示，该工作流程包括如下处理过程：

步骤61、通信装置通过预先配置的主数据链路，接收来自所述系统中其他的数字视频矩阵的数字视频信号，在主数据链路存在故障的情况下，通过其它的数据链路接收数字视频信号；

步骤62、通信装置根据与所述通信装置相连接的视频解码显示装置的显示状况，将接收到的数字视频信号发送给视频解码显示装置；或者将接收到的数字视频信号发送所述系统中其它的数字视频矩阵。

通过图5所示的装置及其工作原理，接收端的通信装置通过预定的主数据链路接收数字视频信号，在主数据链路存在故障的情况下，通过其它的数据链路接收数字视频信号，并将接收到的数字视频信号发送给视频解码显示装置或者转发给系统中其它的数字视频矩阵，能够可靠地接收数字视频信号，从而能够解决现有数字视频矩阵级联系统中由于链路故障引起的数字视频信号丢失问题。

在本发明实施例的优选实施方案中，图5所示装置还包括如下功能。

控制单元113，还用于：在所述级联单元114通过预先配置的主信令链路接收到数据链路更换通知的情况下，确定所述主数据链路存在故障，解析所述级联单元114接收到的所述数据链路更换通知得到备用数据链路的标识，将解析得到的所述备用数据链路的标识指示的备用数据链路切换为主数据链路；在所述级联单元114通过备用信令链路接收到信令链路更换通知的情况下，确定主信令链路存在故障，解析所述级联单元114接收到的所述信令链路更换通知得到备用信令链路的标识，将解析得到的所述备用信令链路的标识指示的信令链路切换为主信令链路；或者，在所述级联单元114通过其它的数据链路接收到的数字视频信号的目的端口号和与所述其它的数据链路相连接的端口号不符的情况下，确定所述主数据链路存在故障；并且，在级联单元114通过其它的数据链路接收数字视频信号，并且要将接收到的数字视频信号发送给系统中其它的数字视频矩阵的情况下，将与主数据链路对应的与系统中其它的数字视频矩阵相连接的发送端口，切换为与其它的数据链路相对应。

级联单元114，还用于：通过预先配置的主信令链路接收到数据链路更换通知，通过切换后的主数据链路接收数字视频信号，通过备用信令链路接收到信令链路更换通知，对接收到的数据包解包得到数字视频信号、或数据链路更换通知、或信令链路更换通知；或者，将接收到的数据包中的空数据包以外的数据包作为接收到的数字视频信号。

以下说明图5所示装置的优选实施方式的两种工作方法，这两种工作方法包括备用链路方案和负荷最小链路方案。

（1）、备用链路方案

图7a示出了图5所述装置的优选实施方式的工作流程图，如图7a所示，该优选实施方式包括如下处理过程：

步骤71a、通信装置通过预定的主数据链路接收来自所述系统中其他的数字视频矩阵的数据包；

步骤72a、通信装置通过预定的主信令链路接收到数据包后，对接收到的数据包进行解包得到数据链路更换通知，确定主数据链路存在故障，解析数据链路更换通知得到数据链路的标识；

步骤73a、通信装置将数据链路的标识指示的链路切换为主数据链路，通过切换后的主数据链路接收数字视频信号；

步骤74a、通信装置通过备用信令链路接收到数据包后，对接收到的数据包进行解包得到信令链路更换通知，确定主信令链路存在故障，解析信令链路更换通知得到备用信令链路的标识；

步骤75a、通信装置将解析得到的备用信令链路的标识指示的链路切换为主信令链路；

步骤76a、通信装置对通过主数据链路或者切换后的主数据链路接收到的数据包进行解包得到数字视频信号，通信装置根据与所述通信装置相连接的视频解码显示装置的显示状况，将解包得到的数字视频信号发送给视频解码显示装置；或者，发送给所述系统中其它的数字视频矩阵，具体地，通过切换后的主数据链路接收到数字视频信号，并且要将接收到的数字视频信号发送给所述系统中其它的数字视频矩阵的情况下，将与预先配置的主数据链路对应的与所述系统中其它的数字视频矩阵相连接的发送端口，切换为与切换后的主数据链路相对应。

根据上述优选实施方案，通信装置通过除接收到数据链路更换通知或者信令链路更换通知后，将数据链路更换通知中指示的数据链路切换为主数据链路，将信令链路更换通知中指示的信令链路切换为主信令链路，从而能够保证可靠地接收数字视频数据。

（2）、负荷最小链路方案

图7b示出了图5所述装置的优选实施方式的另一工作流程图，如图7b所示，该优选实施方式包括如下处理过程：

步骤71b、通信装置通过预定的主数据链路接收来自所述系统中其他的数字视频矩阵的数据包；

步骤72b、通信装置将接收到的数据包中的空数据包以外的数据包作为接收到的数字视频信号；

步骤73b、通信装置通过其它的数据链路接收数据包，在通过其它的数据链路接收到的数字视频信号的目的端口号和与所述其它的数据链路相连接的端口号不符的情况下，确定主数据链路存在故障；

步骤74b、通信装置将接收到的数据包中的空数据包以外的数据包作为接收到的数字视频信号；

步骤75b、通信装置根据与所述通信装置相连接的视频解码显示装置的显示状况，将接收到的数字视频信号发送给视频解码显示装置；或者，发送给所述系统中其它的数字视频矩阵，具体地，通过其它的数据链路接收到数字视频信号，并且要将接收到的数字视频信号发送给所述系统中其它的数字视频矩阵的情况下，将与预先配置的主数据链路对应的与所述系统中其它的数字视频矩阵相连接的发送端口，切换为与其他的数据链路相对应。

根据上述优选实施方案，通信装置在主数据链路发生故障的情况下，通过其它的链路接收数字视频信号，能够保证可靠地接收数字视频数据。

优选地，上述如图2所示的装置和如图5所示的装置，可以合一地设置为一个通信装置，分别实现发送数字视频信号和接收数字视频信号的功能。

下面对本发明实施例具体实施的情况进行说明。

图8中示出了本发明实施例提供的数字视频矩阵级联系统的具体实施的结构框图，如图8所示，数字视频矩阵级联系统中包括3个数字视频矩阵，分别为第一级数字视频矩阵、第二级数字视频矩阵和第三级数字视频矩阵，每个数字视频矩阵中都包括一个本发明实施例提供的通信装置；在一个数字视频矩阵中，通信装置与数字视频矩阵中的视频采集编码装置、视频解码显示装置相连接；在数字视频矩阵之间，任意两个数字视频矩阵通过各自的通信装置进行通信，任意两个通信装置之间通过至少四条链路相连接，至少四条链路中包括至少两条数据链路、至少两条信令链路。

图9中示出了本发明实施例提供的数字视频矩阵级联系统的通信装置的具体实施的结构框图，如图9所示，该通信装置包括控制单元8、级联单元9，控制单元8和级联单元9均分别通过PCIE总线与矩阵中的视频采集编码装置和视频解码显示单元相连接，控制单元8和级联单元9之间也通过PCIE总线相连接。

其中，控制单元8包括：读取模块81、收发模块82、检测判断模块83、确定模块84、通知生成模块85，显示控制模块86；读取模块81连接到视频采集编码装置，收发模块82连接到读取模块81，检测判断模块83连接到收发模块82，确定模块84连接到检测判断模块83，通知生成模块85连接到确定模块84和收发模块82，显示控制模块86连接到收发模块82和视频解码显示装置。

级联单元9包括：PCIE收发隔离模块91、协议解析模块92、存储模块93、包处理模块94、光口收发隔离模块95、端口映射模块96、多个收发端口97（收发端口的数量根据本通信装置所连接的其它通信装置的数量而定，与其他每个相连接的通信装置之间配置至少4个端口），上述模块依次连接；其中，PCIE收发隔离模块91连接到视频解码显示装置，控制单元8的发送模块82与级联单元9的PCIE收发隔离模块91相连接。具体地，可通过FPGA芯片和存储芯片来实现级联单元。

图9所示通信装置的工作原理包括数字视频信号的发送处理、数字视频信号的接收处理、链路故障检测处理。以下应用备用链路方案对图9所示通信装置的工作原理进行说明。

图9所示通信装置的数字视频信号的发送处理包括如下处理过程：

步骤一、控制单元8的读取模块81从视频采集编码装置中读取数字视频信号，发送模块82将读取模块81读取的数字视频数据及目的地址发送给级联单元9的PCIE收发隔离模块91；

步骤二、PCIE收发隔离模块91将接收到的数字视频信号及目的地址发送给协议解析模块92；

步骤三、协议解析模块92解析接收到的数字视频信号及目的地址，确定该数据为业务数据，根据该目的地址，将该数字视频信号存储到存储模块93中目的地址对应的数据存储区域中；

步骤四、包处理模块94对存储模块93中的数字视频信号进行打包，将打包后的数字视频信号、和该数字视频信号在存储模块93中的数据存储区域的标识发送给光口收发隔离单元95；

步骤五、光口收发隔离单元95将接收到的打包后的数字视频信号以及数据存储区域的标识发送给端口映射模块96；

步骤六、端口映射模块96根据预先存储的存储模块93中的数据存储区域与收发端口97的对应关系，确定与接收到的数据存储区域的标识相对应的发送端口，将接收到的打包后的数字视频信号通过确定的发送端口发送出去。

图9所示通信装置的数字视频信号的接收处理包括如下处理过程：

步骤一、端口映射模块96通过收发端口97接收到包数据，将该包数据以及接收到该包数据的收发端口97的端口号送给光口收发隔离单元95；

步骤二、光口收发隔离单元95将接收到的包数据发送给包处理模块94；

步骤三、包处理模块94接收到包数据以及收发端口97的端口号后，对接收到的数据包进行解包，得到数字视频信号，将解包得到的数字视频信号存储到存储模块93中与收发端口97的端口号相对应的区域中，并通知协议解析模块92接收到数据；

步骤四、协议解析模块92分析存储模块93中存储的数据，确定该数据为业务数据时生成数据通知信息，该数据通知信息表示接收到数字视频信号，协议解析模块92将生成的该数据通知信息通过PCIE收发隔离模块发送给控制单元8的收发模块82；

步骤五、控制单元的显示控制模块86根据收发模块82接收到的数据通知信息，获取视频解码显示装置当前的显示状况信息，在确定能够向视频解码显示装置发送视频信号时生成显示指示消息，该显示指示消息用于指示级联单元9是否向视频解码显示装置发送数字视频信号；

步骤六、级联单元9的协议解析模块92通过PCIE收发隔离模块91接收到显示指示消息后，从存储模块93中读取数字视频信号，将读取的数字视频信号经PCIE收发隔离模块91发送给视频解码显示装置。

图9所示通信装置的链路故障检测处理包括如下处理过程：

步骤一、对于相连接的一个数字视频矩阵，控制单元8的检测判断模块83定期对该数字视频矩阵之间相连接的链路（该链路包括数据链路或信令链路）进行检测，具体地，可以定期生成检测消息，该检测消息中携带有进行检测的链路的标识，将该检测消息通过收发模块82发送给级联单元9，并启动定时器；

步骤二、级联单元9的协议解析模块92通过PCIE收发隔离模块91接收到检测消息后，解析该检测消息确定该检测消息为协议信令数据，根据该检测消息中携带的链路标识，将该检测消息存入到存储模块93中链路标识对应的信令存储区域中；

步骤三、包处理模块94对存储模块93中的检测消息进行打包，将打包后的检测消息、和该检测消息在存储模块93中的信令存储区域的标识发送给光口收发隔离单元95；

步骤四、光口收发隔离单元95将接收到的打包后的检测消息以及信令存储区域的标识发送给端口映射模块96；

步骤六、端口映射模块96根据预先存储的存储模块93中的信令存储区域与收发端口97的对应关系，确定与接收到的信令存储区域的标识相对应的发送端口，将接收到的打包后的数字视频信号通过确定的发送端口发送出去；

步骤七、端口映射模块96通过收发端口97接收到针对检测消息的应答消息的数据包后，将该数据包经过光口收发隔离模块95发送给包处理模块94；

步骤八、包处理模块94对该数据包解包后得到应答消息，将该应答消息存储到存储模块93中与收发端口97的端口号相对应的区域中，并通知协议解析模块92接收到数据；

步骤九、协议解析模块92分析存储模块93中存储的数据，确定该数据为协议信令数据时从存储模块93中读取该应答消息，将该应答消息通过PCIE收发隔离模块发送给控制单元8的收发模块82；

步骤十、检测判断模块83在定时器定时的时间段内，从收发模块82接收到的应答消息，解析该应答得到其中携带的链路标识，确定该链路标识所指的链路正常；

步骤十一、检测判断模块83在定时器定时的时间段内，没有接收到针对检测消息的应答消息的情况下，确定检测消息所针对的链路存在故障；检测判断模块83在与该链路同方向的其他链路中选择确定一条备用链路的链路，生成链路更换通知（该链路通知包括数据链路更换通知或信令链路更换通知），该链路更换通知中包括所确定的要启用的链路的标识和存在故障的链路的标识；

步骤十二、检测判断模块83将链路更换通知通过收发模块82发送给级联单元9；

步骤十三、级联单元9的协议解析模块92通过PCIE收发隔离模块接收到链路更换通知后，解析该链路更换通知后确认该通知为链路切换的协议信令，并得到该链路更换通知中携带的确定的要启用的链路的标识和存在故障的链路的标识，将该通知存储到存储模块93中，并将解析得到的要启用的链路的标识和存在故障的链路的标识发送给端口映射模块96；

步骤十四、包处理模块94将存储模块93中的链路更换通知打包后，通过光口收发隔离模块95发送给端口映射模块；

步骤十五、端口映射模块96接收到来自协议解析模块92的要启用的链路的标识和存在故障的链路的标识后，将存在故障的链路设置为不可用，将该故障链路上传输的数据倒换到要启用的链路上；并将包处理模块94发送过来的数据包通过倒换后的链路发送出去。

综上所述，通过发明实施例提供的数字视频矩阵级联系统的通信装置，在数字视频矩阵级联系统的每个数字视频矩阵中均应用该通信装置，并且数字视频矩阵之间通过该通信装置进行通信，一个数字视频矩阵中的通信装置从该矩阵中视频采集编码装置中读取数字视频信号，并将读取的数字视频信号发送给系统中的其他数字视频矩阵，或者，接收到来自系统中的其他数字视频矩阵的数字视频信号后，将接收到的数字视频信号发送给矩阵中的解码显示装置或者转发给系统中的其他数字视频矩阵，并且发送端的通信装置在判断链路存在故障的情况下，选择一条其它的链路传输数字视频信号，从而能够解决现有数字视频矩阵级联系统中由于链路故障引起的数字视频信号丢失问题。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (25)

1.一种数字视频矩阵级联系统，其特征在于，包括：至少两个数字视频矩阵，每个数字视频矩阵中均包括视频采集编码装置、视频解码显示装置、和通信装置，所述通信装置与所述视频采集编码装置、视频解码显示装置相连接，任意两个所述数字视频矩阵通过各自的所述通信装置进行通信；其中，

所述通信装置，用于从所述视频采集编码装置中获取数字视频信号，通过预先配置的主数据链路，将获取的数字视频信号发送给所述系统中其他的数字视频矩阵；在判断预先配置的主数据链路存在故障时，选择一条其它的数据链路切换为主数据链路，通过切换后的主数据链路发送获取的数字视频信号；或者，

通过预先配置的主数据链路，接收来自所述系统中其他的数字视频矩阵的数字视频信号，在所述主链路存在故障的情况下，通过其它的数据链路接收数字视频信号；根据视频解码显示装置的显示状况，将接收到的数字视频信号发送给所述视频解码显示装置；或者将接收到的数字视频信号发送给所述系统中其它的数字视频矩阵。

2.一种数字视频矩阵级联系统的通信装置，应用在数字视频矩阵级联系统中的每个数字视频矩阵中，其特征在于，所述通信装置包括：控制单元和级联单元；

所述控制单元，用于从与所述通信装置相连接的所述视频采集编码装置中获取数字视频信号；在判断预先配置的主数据链路存在故障时，选择一条其它的数据链路切换为主数据链路；

级联单元，用于通过预先配置的主数据链路，将所述控制单元获取的数字视频信号发送给所述系统中其他的数字视频矩阵；或者，通过所述控制单元切换后的主数据链路发送所述数字视频信号。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述控制单元，还用于：在判断预先配置的主数据链路存在故障时，选择一条备用数据链路切换为主数据链路，生成数据链路更换通知，所述数据链路更换通知中包括所述备用数据链路的标识；

所述级联单元，还用于：通过预先配置的主信令链路发送所述控制单元生成的所述数据链路更换通知。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述控制单元，还用于：在判断预先配置的所述主信令链路存在故障时，选择一条备用信令链路切换为主信令链路，生成信令链路更换通知，所述信令链路更换通知中包括所述备用信令链路的标识；

所述级联单元，还用于：通过切换后的主信令链路发送所述控制单元生成的信令链路更换通知。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述级联单元，还用于：分别对所述数字视频信号、所述数据链路更换通知或所述信令链路更换通知打包后发送出去。

6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述控制单元，还用于：在判断预先配置的主数据链路存在故障时，选择一条当前负荷最轻的链路切换为主数据链路。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述级联单元，具体用于：对所述数字视频信号打包后发送；在待发送的数字视频信号的数据量不足所述主数据链路的最大容量时，在发送了所述待发送的数字视频信号后，发送与不足数据量相同数据量的空数据包；

所述控制单元，具体用于：在判断预先配置的主数据链路存在故障时，判断其它数据链路上发送的空数据包的数据量，选择空数据包的数据量最大的一条数据链路切换为主数据链路。

8.一种数字视频矩阵级联系统的通信方法，其特征在于，包括：

通信装置从所述通信装置相连接的视频采集编码装置中获取数字视频信号，通过预先配置的主数据链路，将获取的数字视频信号发送给所述系统中其他的数字视频矩阵；

所述通信装置在判断预先配置的主数据链路存在故障时，选择一条其它的数据链路切换为主数据链路，通过切换后的主数据链路发送获取的数字视频信号。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在判断预先配置的主数据链路存在故障时，选择一条备用数据链路切换为主数据链路，生成数据链路更换通知，所述数据链路更换通知中包括所述备用数据链路的标识；

通过预先配置的主信令链路发送所述数据链路更换通知。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

判断预先配置的所述主信令链路存在故障时，选择一条备用信令链路切换为主信令链路，生成信令链路更换通知，所述信令链路更换通知中包括所述备用信令链路的标识；

通过切换后的主信令链路发送所述信令链路更换通知。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

分别对所述数字视频信号、所述数据链路更换通知或所述信令链路更换通知打包后发送出去。

12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在判断预先配置的主数据链路存在故障时，选择一条当前负荷最轻的链路切换为主数据链路。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，发送获取的数字视频信号，具体包括：

对所述数字视频信号打包后发送；在待发送的数字视频信号的数据量不足所述主数据链路的最大容量时，在发送了所述待发送的数字视频信号后，发送与不足数据量相同数据量的空数据包；

选择一条当前负荷最轻的链路切换为主数据链路，具体包括：在判断预先配置的主数据链路存在故障时，判断其它数据链路上发送的空数据包的数据量，选择空数据包的数据量最大的一条数据链路切换为主数据链路。

14.一种数字视频矩阵级联的通信装置，应用在数字视频矩阵级联系统中的每个数字视频矩阵中，其特征在于，所述通信装置包括：控制单元和级联单元；

所述级联单元，用于通过预先配置的主数据链路，接收来自所述系统中其他的数字视频矩阵的数字视频信号，在所述主链路存在故障的情况下，通过其它的数据链路接收数字视频信号；并根据所述控制单元的指示，将接收到的数字视频信号发送给视频解码显示装置，或者将接收到的数字视频信号发送所述系统中其它的数字视频矩阵；

所述控制单元，用于根据与所述通信装置相连接的视频解码显示装置的显示状况，指示所述级联单元将接收到的数字视频信号发送给所述视频解码显示装置；或者，指示所述级联单元将接收到的数字视频信号发送所述系统中其它的数字视频矩阵。

15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述控制单元，还用于：在所述级联单元通过预先配置的主信令链路接收到数据链路更换通知的情况下，确定所述主数据链路存在故障，解析所述级联单元接收到的所述数据链路更换通知得到备用数据链路的标识，将解析得到的所述备用数据链路的标识指示的备用数据链路切换为主数据链路；

所述级联单元，还用于：通过预先配置的主信令链路接收到数据链路更换通知；通过切换后的主数据链路接收数字视频信号。

16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述控制单元，还用于：在所述级联单元通过备用信令链路接收到信令链路更换通知的情况下，确定主信令链路存在故障，解析所述级联单元接收到的所述信令链路更换通知得到备用信令链路的标识，将解析得到的所述备用信令链路的标识指示的信令链路切换为主信令链路；

所述级联单元，还用于：通过备用信令链路接收到信令链路更换通知。

17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述级联单元，还用于：对接收到的数据包解包得到所述数字视频信号、或所述数据链路更换通知、或所述信令链路更换通知。

18.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述级联单元，具体用于：将接收到的数据包中的空数据包以外的数据包作为接收到的数字视频信号；

所述控制单元，还用于：在所述级联单元通过其它的数据链路接收到的数字视频信号的目的端口号和与所述其它的数据链路相连接的端口号不符的情况下，确定所述主数据链路存在故障。

19.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述控制单元，还用于：在所述级联单元通过其它的数据链路接收数字视频信号，并且要将接收到的数字视频信号发送给所述系统中其它的数字视频矩阵的情况下，将与所述主数据链路对应的与所述系统中其它的数字视频矩阵相连接的发送端口，切换为与所述其它的数据链路相对应。

20.一种数字视频矩阵级联的通信方法，其特征在于，包括：

通信装置通过预先配置的主数据链路，接收来自所述系统中其他的数字视频矩阵的数字视频信号，在所述主链路存在故障的情况下，通过其它的数据链路接收数字视频信号；

通信装置根据与所述通信装置相连接的视频解码显示装置的显示状况，将接收到的数字视频信号发送给所述视频解码显示装置；或者将接收到的数字视频信号发送所述系统中其它的数字视频矩阵。

21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

通过预先配置的主信令链路接收到数据链路更换通知的情况下，确定所述主数据链路存在故障，解析所述数据链路更换通知得到备用数据链路的标识，将解析得到的所述备用数据链路的标识指示的备用数据链路切换为主数据链路；

通过切换后的主数据链路接收数字视频信号。

22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

通过备用信令链路接收到信令链路更换通知的情况下，确定主信令链路存在故障，解析所述信令链路更换通知得到备用信令链路的标识，将解析得到的所述备用信令链路的标识指示的信令链路配置为主信令链路。

23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

对接收到的数据包解包得到所述数字视频信号、或所述数据链路更换通知、或所述信令链路更换通知。

24.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，接收数字视频信号，具体包括：将接收到的数据包中的空数据包以外的数据包作为接收到的数字视频信号；

所述方法还包括：在通过其它的数据链路接收到的数字视频信号的目的端口号和与所述其它的数据链路相连接的端口号不符的情况下，确定所述主数据链路存在故障。

25.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

通过其它的数据链路接收到数字视频信号，并且要将接收到的数字视频信号发送给所述系统中其它的数字视频矩阵的情况下，将与所述主数据链路对应的与所述系统中其它的数字视频矩阵相连接的发送端口，切换为与所述其它的数据链路相对应。

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