: архив : архив журнала "625" : 1999 : #9

• Оглавление обзора • Видеосерверы и дисковые   видеомагнитофоны • Новый вещательный DTV   сервер Abekas 6000 MultiFlex • Concept - мощное решение для   новостей • dpsReality - студийный   дисковый рекордер   фирмы DPS • Дисковые рекордеры фирмы   Doremi Labs. Inc • Fast Forward Video • Дисковые магнитофоны   корпорации FOR-A • Inscriber E-Clips • JVC - Steenbeck • Дисковые магнитофоны и   видеосерверы компании ASC • Серверы Panasonic • Многоканальный сервер   Thunder • Студийные серверы компании   Quantel • Новое поколение систем Sony   для цифрового телевидения • Видеосервер Profile PDR400 • Что такое Nextore?

Видеосерверы и дисковые видеомагнитофоны
Константин Федотчев

Начиная работу над статьей, посвященной обзору устройств, получивших название видеосерверов, я, как всегда, посвятил часть времени "историческим раскопкам". Я спрашивал многих людей и в результате сразу двое "аксакалов" вещательного бизнеса вспомнили о некоем устройстве записи видеосигнала на диск, которое можно считать первым промышленным образцом. Таковым является устройство замедленного воспроизведения фирмы АМРЕХ, выпускавшееся под наименованием HS100C, которое записывало 36 секунд видео. Диск был сделан из алюминия и имел двустороннее магнитное напыление. Скорость вращения 3000 оборотов в минуту, т.е. один оборот за 20 миллисекунд, что соответствует одному полю. Запись и воспроизведение осуществлялись четырьмя головками. Скорость воспроизведения варьировалась от -1 до +3. Мои собеседники вспоминали о внушительных размерах и характерном шуме при работе этого устройства. HS100C существовал лет двадцать назад.

Несколько слов о терминологии. Называть устройство записи видео на диск видеомагнитофоном не совсем правильно. Название "видеомагнитофон" подразумевает магнитную запись видео и звука. Хотя принцип записи большинства устройств остается магнитным, не все они записывают звук, поэтому лучше будет называть их рекордерами. Тем более, название "рекордер" прочно укрепилось и в английской терминологии.

Моя телевизионная биография началась без малого десять лет назад и мне повезло участвовать в одном из самых больших телевизионных проектов в нашей стране под названием ВГТРК или Российское Телевидение. Технической стороной дела руководил Станислав Дмитриевич Буневич, за технологию во многом отвечал Геннадий Константинович Качалов, у которого я был в подчинении в качестве инженера второй категории. Это время было особенным и проект был особенным по своим размеру и значимости. С нами работали практически все изготовители вещательного оборудования. Оснащение Российского Телевидения проходило именно в те годы, когда видеосерверы становились реальным оборудованием. Реальным для использования в вещательных целях. Это было начало девяностых.

Тогда все было относительно просто с точки зрения выбора, ибо он был ограничен скромным списком. Были дисковые рекордеры фирмы Abekas и, пожалуй, можно упомянуть дисковый массив Dilan фирмы Quantel, которые поставлялись только в составе станций монтажа и графики этой фирмы. Характерной особенностью этих устройств являлось отсутствие компрессии. Как следствие - большая цена и малое время записи, составлявшее от десяти секунд до получаса. В последнем случае цена была выше полумиллиона долларов. Дело в том, что начале девяностых эффективных методов компрессии для использования в вещательной области еще не было, как не было и жестких дисков так называемой серии AV, главной отличительной чертой которых является возможность стабильного считывания большого блока информации. Поэтому, в качестве альтернативы, в начале девяностых использовали записывающие/воспроизводящие устройства на базе оперативной памяти (ОЗУ). На практике они использовались в графических станциях и были сделаны в виде довольно больших плат, усеянных чипами ОЗУ. В качества примера можно привести графические станции фирмы Getris Images, имевших ОЗУ-рекордеры Aramis. Объем записи составлял от 10 секунд до 2 минут. У ОЗУ-накопителей был один, но очень существенный недостаток - при выключении питания содержимое полностью терялось.

К девяносто третьему году на рынке диск-рекордеров появилась фирма Accom. Её станции WSD были дешевле дисковых рекордеров Abekas. В них гораздо в большей мере использовались стандартные компьютерные комплектующие. Бельгийская фирма EVS стала производить семейство видеосерверов для использования в спортивных передачах. Упомянутые устройства по-прежнему могли обеспечить работу с одним каналом записи и одним каналом воспроизведения. Основными форматами сигнала были аналоговые композитный и компонентный. Возможность работы с цифровым последовательным сигналом 601 предоставлялась дополнительно.

Где-то до середины девяностых возможность записи на диск в реальном времени оставалась уделом избранных. Попытки использовать стандартные комплектующие для создания видеосервера заканчивались ничем. Первые партии видеосерверов фирмы Dynatech так никогда и не заработали, хотя и были проданы и поставлены некоторым вещательным компаниям. Дисковые рекордеры были самым распространенным видом оборудования, использовавшим жесткие диски для записи видео и только видео. Конечно, уже тогда существовали дисковые рекордеры для записи звука, но они использовались в сугубо звуковых целях. В основном дисковые рекордеры использовались для работы в составе аппаратных графики. В станции Accom можно было не только записывать видео сигнал, но и закачивать по сети или по интерфейсу SCSI файлы в формате TARGA. Плата видеоадаптера с одноименным названием изготавливалась тогда фирмой Truevision для покадровой записи видеосигнала с/на персональный компьютер. Другим производителем такого оборудования является Matrox. Станции этой фирмы были одними из первых в области нелинейного монтажа с использованием компрессии. Платы Matrox в то время очень широко использовались для создания недорогих видеосерверов. На выставке в Montruex в Швейцарии в 1996 их было представлено около десятка. Но качество сигнала и надежность этих устройств не могли устроить вещателей. Решение находилось где-то в середине между дешевыми, но недостаточно надежными стандартными компьютерными комплектующими и дорогостоящими уникальными разработками. Положение усугублялось тем, что вещателям был также необходим простой и удобный графический интерфейс для выполнения различных работ, например временная задержка. По моему мнению, наиболее удачный компромисс впервые был найден фирмой Tektronix в виде видеосервера Profile. В качестве аргумента можно привести тот факт, что по статистике это самый распространенный сервер в мире. Кстати, и в нашей стране, особенно в Москве, где сосредоточены национальные вещательные компании.

Что же представляет собой современный вещательный видеосервер? Во-первых, это многоканальное устройство. Каждый канал может работать независимо и одновременно с другими каналами. Хороший видеосервер может начать записывать сюжет и сразу, не дожидаясь конца записи, воспроизводить его по нескольким каналам. А наиболее удачные серверы могут работать в режиме последовательной записи и воспроизведения, что на языке оригинала звучит "back to back recording/playing". На практике это означает, что один записывающий канал может записывать сюжеты стык в стык. Это важно при работе видеосервера в составе системы автоматизации. В случае записи какой-то внешней линии, обычно для временной задержки, используется так называемый лист записи, в котором время записи разбивается на равные по времени куски-сюжеты. Так вот, если видеосервер хороший, то он будет писать все эти сюжеты с одного канала. Если не очень, то двумя каналами, как в случае, если бы использовались два магнитофона.

Во-вторых, в большинстве современных видеосерверов используются решения близкие к реализованным в стандартных компьютерах. Например, видеосерверы фирмы SGI почти ничем не отличаются от стандартных серверов фирмы. Практически не осталось видеосерверов, которые имеют некие уникальные комплектующие. Все используют стандартные диски, но далеко не все знают, что эти диски проходят предварительный отбор и отсеивается до 90 процентов. Большинство использует в качестве шины для переноса AV-данных различные варианты интерфейса SCSI, также встречаются системы на базе FDDI. Для защиты данных на дисках обычно используют RAID уровня 3, хотя можно встретить и RAID-5, например, у Sea Change. Архитектура и операционная система взаимосвязаны. Если основной операционной системой является Windows NT, а это самый распространенный вариант, то все основные компоненты размещаются в одном блоке размером с вещательный видеомагнитофон. Всю нижнюю часть занимает специальная плата с разъемами для системной платы с процессором Intel, сетевых и дисковых адаптеров, плат ввода/вывода и т.д. В этом же блоке размещают до восьми дисков для записи видео и звука в объеме от полутора до пяти часов. Оставшийся объем занимают основные и дублирующие блоки питания и вентиляторы. Кстати, не во всех моделях видеосерверов они продублированы. Дублирование актуально и для системного диска. Дополнительные внешние диски для расширения объема записи размещают во внешних блоках, что дает возможность менять один-два диска во время эфира. Такой "открытый" вариант исполнения получается достаточно компактным. Недостаток у такого решения один: если надо видеосервер перегружать, то это занимает много времени, гораздо больше, чем в обычном компьютере. Вначале загружается Windows NT c его стандартными приложениями, а затем программа самого видеосервера, которая при загрузке опрашивает диски и, как минимум, платы ввода/вывода. Такая архитектура используется в серверах Profile фирмы Tektronix и Nexstore фирмы Thomson.

Этого недостатка практически лишены видеосерверы, использующие другие операционные системы. В основном это версии UNIX. В таких случаях системный блок выполняется отдельно, его архитектура идентична, описанной выше. Просто система дополняется обычным ПК, который соединен с системным блоком, в котором и исполняется программа интерфейса. Обычно это делается под Windows NT. С такого компьютера можно просматривать содержимое видеосервера и выполнять простейшие операции. Такая архитектура используется в видеосерверах Media Stream, разработанных фирмой НР.

Последнее, что хотелось бы упомянуть при описании общих черт современных видеосерверов, это формат компрессии. Раньше это был JPEG или M-JPEG. Сейчас формат MPEG-2 используется практически всеми крупными производителями. Такой переход был продиктован двумя причинами. Первая, файлы MPEG-2 в два раза меньше файлов M-JPEG, естественно, при сопоставимом качестве. Поэтому на закупке дополнительных дисковых массивов достигается существенная экономия. Вторая причина заключается в том, что MPEG-2 используется при спутниковом цифровом вещании. Таким образом легче и дешевле организовать вещательный тракт.

Каковы основные задачи, выполняемые видеосерверами?

Самой простой задачей является запись с последующим воспроизведением. Для этого во многих моделях видеосерверов в стандартной комплектации предусмотрена программа записи, воспроизведения и удаления сюжетов. Как правило, можно делать простейший монтаж путем "отрезания" кусков сюжета от начала и конца. Можно и "обмануть" систему и, если это необходимо, удалить середину клипа.

Другой задачей, с которой видеосервер может справиться без посторонней помощи, является режим временной задержки. Это отдельная программа, которая позволяет записать один вещательный канал и, спустя какое-то время, начать воспроизводить записанное на другой вещательный канал. По собственному опыту могу сказать, что хорошо зарекомендовали себя видеосерверы ASC и Profile.

Если производители видеосервера позаботились о дополнительном программном обеспечении, позволяющим управлять их детищем с внешнего устройства управления, то такой видеосервер можно будет использовать в аппаратной монтажа. Здесь он будет эмулировать работу видеомагнитофона. Для работы с системой автоматизации видеосервер должен иметь программный драйвер. И в том и в другом случаях интерфейсом управления выступает RS-422. При этом каждый канал имеет свой разъем управления и может быть использован как независимое устройство.

В современном вещательном комплексе, оснащенном видеосерверами и системой автоматизации, функции, выполняемые комплексом, простираются гораздо шире записи/воспроизведения. Приведем краткое описание основных задач, выполняемых связкой видеосервер + система автоматизации. Прежде чем сюжет воспроизведется, его нужно записать. Для этого существует несколько вариантов. Первый вариант простой. Станция системы автоматизации управляет магнитофоном и записывающим каналом видеосервера. Находятся точки начала и конца сюжета на ленте, станция посылает устройствам команду на запись/воспроизведение. Сюжет переносится на видеосервер. Второй вариант называется кэшированием. В этом случае все сюжеты, которые необходимо записать, размещаются в отдельный лист в системе автоматизации, а сами ленты с сюжетами в карт-машину. Процесс кэширования идет по следующим этапам. Система автоматизации распознает сюжет, размещенный в листе кэширования, находит нужную ленту в карт-машине, отматывает на исходную точку и воспроизводит с одновременной записью на видеосервер. Это отступление на тему автоматизации сделано для того, чтобы сделать более понятным один аспект, касающийся взаимодействия видеосерверов с системами автоматизации. Он заключается в том, что в оптимальном варианте видеосервер должен записывать не только видео и звук, но и временной код источника. Тогда при воспроизведении этого сюжета не будет путаницы, откуда его начать воспроизводить. К сожалению, очень немногие видеосерверы могут записать временной код. Большинство из них этого не делает и все сюжеты в видеосервере начинаются с нулевого времени. Кстати, существует и третий вариант записи на видеосервер. Это перенос сюжетов из цифрового видеоархива. Современные видеосерверы могут хранить материалы не только на дисках, но и на цифровых ленточных накопителях, использующих в качестве носителя стримерные кассеты. В таком случае речь идет не о прямом доступе. При архивации сюжет вначале поступает на видеосервер, а с него по интерфейсу SCSI или другому на цифровой ленточный архив.

Что касается воспроизведения, то при покупке сервера используют формулу число воспроизводящих каналов равняется N+1. Где N - число эфирных каналов, а дополнительный канал предназначен для предварительного просмотра. Если позволяют деньги, то лучше применять несколько видеосерверов. Один для рекламы и других коротких сюжетов, другой для больших, таких как фильмы, спортивные матчи и т.д. При работе с системой автоматизации возможен вариант эфирной защиты. При записи сюжет пишется на два видеосервера одновременно и одновременно с двух видеосерверов он воспроизводится. Система автоматизации может переключать матрицу с одного воспроизводящего сервера на другой в том случае, если получит сообщение о неисправности.

Большие вещательные комплексы могут содержать свыше десятка видеосерверов. Одни обеспечивают запись сигналов с внешних линий, затем по FDDI сюжеты переходят на эфирные видеосерверы. Кроме того, существуют видеосерверы для рекламы и для длинных сюжетов. И все это для одного канала. В случае многоканального вещания число видеосерверов возрастает. Если у канала, есть новостийная передача, то у нее, наверняка, будут свои видеосерверы. Работникам телекомпании становится все труднее отслеживать сюжеты. Поэтому около двух лет назад, все стали активно обсуждать идею просмотрового сервера (browser server). Первым и наиболее широко распространенным просмотровым сервером является система компании Telemedia. Она выполнена в виде компьютерной платы для записи и воспроизведения видео с доработанной компрессией MPEG-1. Поэтому обеспечивается покадровая точность просмотра, с воспроизведением звука как вперед, так и назад. Эти платы можно вставить в обычный сервер данных. Программная оболочка легко встраивается в любые системы автоматизации, использующие среду Windows. Можно также делать предварительный монтаж с генерацией листа монтажных решений.

Когда покупка видеосервера оправдана? Хорошим тоном считается воспроизведение рекламы с видеосервера. Далее идет временная задержка, затем многоканальное и новостное вещание. К сожалению, в нашей стране видеосерверы из-за их высокой стоимости распространены только в крупных городах. Остальные используют Perception. Ожидать появления недорогого видеосервера от основных производителей не приходится. Дело в том, что это в основном американские компании - Tektronix, HP, SGI, IBM, Pinnacle, Leitch, Sea Change. Все они озабочены совсем другими проблемами: это многоканальное цифровое вещание, вещание повышенной четкости. Все это требует новых и достаточно дорогих решений. Тоже можно сказать и о европейских производителях. Есть, как минимум, два решения которые достаточно близки к ценовому оптимуму для нашей страны. Это AirPlay фирмы Avid и MicroStation фирмы Odetics. В этих системах автоматизация совмещена с видеосервером в одном системном блоке, но пока они не получили широкого распространения. Видимо, из-за того, что не все вещатели хотят "класть яйца в одну корзину". Думаю, что решение придет опять же со стороны производителей дешевых компьютерных плат. Они уже давно обеспечивают приемлемое качество воспроизведения. Осталось только сделать программный и аппаратный интерфейсы управления для систем автоматизации. Например, фирма Louth Automation бесплатно предоставляет протокол автоматизации. Так что, "спасение утопающих…" Уверен, что на просторах наше родины найдутся умельцы.

Итак, мы поговорили о видеосерверах и устройствах, схожих с ними. В начале статьи упоминались дисковые рекордеры. Они мало изменились, но в них теперь стала применяться компрессия. Время записи теперь измеряется десятками минут, можно записывать и звук. Есть версии диск-рекордеров для работы с киноразрешением. По-прежнему их используют в производстве компьютерной графики и спецэффектов. В конце статьи хотелось бы подчеркнуть, что речь шла об отдельных устройствах. Существуют также решения на базе мультимедийных плат, таких как Targa. Но, на мой взгляд, этот тип оборудования применим в основном для систем нелинейного монтажа.

[дальше]