«625»
«Звукорежиссер»
«ТТК»
Интерфейсы
Проблемы совместимости оборудования и систем в телевизионном производстве и вещании всегда были одними из самых важных и сложных. Это вполне объяснимо, поскольку технологическая цепочка производства аудиовизуального контента довольно сложна и протяженна. Даже сегодня, когда все чаще применяются информационные технологии, а значит, компьютерные системы обработки, монтажа и распространения медиаданных, телевизионные системы имеют разветвленные тракты и предусматривают множество точек коммутации, преобразования и передачи контента. Дело усугубляется еще и тем, что число форматов, стандартов и способов передачи материала как в виде сигналов, так и в виде данных, достаточно велико. Это приводит к необходимости рассматривать почти каждую точку коммутации как некий шлюз, на входе которого имеется одна форма существования контента, а на выходе должна получиться другая, но с сохранением сущности того, что составляет самую большую ценность в телевидении — изображения и звука, а также сопутствующих служебных данных.
Надо четко понимать, что даже самая современная техника не может работать самостоятельно, поэтому важность вопросов ее стыковки с другими элементами инфраструктуры сложно переоценить. Даже простое подключение монитора в видеомагнитофону требует соответствующего интерфейса. Ведь форма, в которой сигнал существует и обрабатывается внутри того или иного устройства, и форма, необходимая для его подачи на любое другое устройство, практически всегда не совпадают.
Пока телевидение было полностью аналоговым и оперировало изображением стандартного разрешения, построение производственных и вещательных инфраструктур осуществлялось несколько проще, чем сегодня. Ведь основной спектр вариантов передачи видеосигнала ограничивался компонентным, композитным и Y/C. Для композитного сигнала существовало три вариации — PAL, NTSC и SECAM, а для Y/C — всего две (PAL, NTSC). Поэтому требовалось не так уж много интерфейсов, чтобы увязать все оборудование в единую систему. К примеру, для видеомагнитофонов, микшеров и других систем если и требовались дополнительные выходы (а значит, интерфейсы), то это были композитные, использовавшиеся для предварительного просмотра видео, причем в условиях, когда под рукой не окажется полноценного вещательного монитора.
Ситуация кардинально изменилась с появлением и распространением цифровой техники. Ведь ни в тот момент, ни сейчас полностью отказаться от использования аналогового оборудования, которого за время работы телекомпаний накопилось великое множество, невозможно. К тому же прогресс был настолько стремительным, что многие вещатели и производители контента оказались в достаточно сложной ситуации. А именно, новейшее цифровое оборудование приобреталось буквально следом за недавно купленным аналоговым. Естественно, ни одна здравомыслящая компания не станет выбрасывать новую, пусть и аналоговую, технику до тех пор, пока она, как минимум, не отработает свой ресурс.
Это вызвало необходимость в построении гибридных инфраструктур, позволяющих работать как с цифровыми, так и с аналоговыми сигналами. И тут уж без модульных интерфейсов практически невозможно обойтись. Масла в огонь подливают и оптические системы передачи сигналов на большие расстояния. Они предполагают преобразование электрического сигнала в световой на передающей стороне и обратную конверсию на стороне приемника.
 |
| Установка модулей в корпус |
Прежде чем перейти к рассмотрению самих интерфейсных модулей, не помешает ознакомиться с некоторыми ключевыми требованиями к вещательной инфраструктуре, построенной на модульной основе.
Данная инфраструктура достаточно сложна. Она предполагает наличие разнообразного оборудования (камер, видеомикшеров, коммутаторов, трактов распространения сигнала и т. д.), которое необходимо увязать в единое целое. Конечно, это можно сделать при помощи средств с фиксированными интерфейсами, то есть со встроенными, без возможности замены по мере выхода новых моделей или при возникновении необходимости добавления принципиально новых интерфейсов с сохранением основной платформы. Но такой подход вряд ли можно назвать эффективным, поскольку он исключает всякую возможность маневра и заставляет полностью менять определенное оборудование или устанавливать в дополнение к уже имеющимся системам новые.
Модульные же системы практически не ограничивают возможности пользователя, поскольку позволяют добавить нужный интерфейсный модуль именно тогда, когда в нем возникает необходимость.
Интересно, что интерфейсные модули находятся как бы в тени. О них редко заходит разговор в среде профессионалов. Их не относят к основным средствам, но рынок подобного рода устройств отличается очень высокой степенью конкуренции. Удивляться нечему, достаточно просто проанализировать, сколько интерфейсов задействовано даже в небольшом технологическом комплексе.
Поэтому интерес к интерфейсам проявляют многочисленные производители оборудования. Это такие компании как Axon Digital Design, Harris, Network Electronics, QuStream, Snell & Wilcox, Thomson Grass Valley и многие другие. Выпускают их и отечественные компании, например DIP и Profitt.
Но при выборе поставщика модульных систем надо обратить внимание на ряд аспектов. Самый основной из них и наиболее очевидный — это ассортимент интерфейсных модулей, выпускаемый компанией для той или иной системы. Дело в том, что архитектура модульных систем подразумевает использование единой внутренней коммутационной платы и интегрированного процессора, а также слотов для модулей, взаимодействующих с этой внутренней коммутационно-распределительной платформой. Разумеется, никакие другие модули, кроме выпускаемых этой же компанией, в систему установить не удастся. Поэтому если вдруг в один прекрасный момент выяснится, что для реализации той или иной задачи нет соответствующего модуля, то придется либо приобретать другую систему, либо использовать какое-то внешнее преобразовательное устройство. А это не только приводит к дополнительным расходам, но и делает систему громоздкой и хуже управляемой, а значит — ненадежной.
 |
| Модули компании Telecast Fiber Systems для приема и передачи сигналов SDI по оптическим линиям связи |
Еще одним важным аспектом, особенно сегодня, является способность модульной платформы обеспечить переход от стандартного разрешения к высокому. Или, к примеру, от работы с моно- или стереофоническим звуком к объемному. Немаловажна и возможность установки в один корпус модулей как для полностью электрических сигнальных трактов, так и для гибридных (электрический — оптический — электрический).
Ну и, конечно же, нельзя забывать о перспективе развития компании, а значит, и наращивании системы.
Теперь, собственно, о модульных системах. Современная система должна быть компактной и удобной в эксплуатации. Компактность напрямую зависит от способности производителя сделать интерфейсные модули небольшими по размеру, с высокой плотностью монтажа. Это не так просто, как может показаться. Да, уже есть сверхминиатюрные микросхемы, многослойные печатные платы и т. д. Но надо понимать, что практически все элементы на печатной плате при работе выделяют тепло (даже печатные проводники, хотя их тепловыделение ничтожно мало по сравнению теплом, выделяемым другими компонентами). С учетом плотной установки модулей в корпус общая температура внутри него, а также в локальных очагах возле наиболее греющихся компонентов может превысить критическую, что приведет к выходу модуля (а порой и не только его) из строя.
Тепловыделение напрямую связано с потребляемой модулем энергией. Чем большую мощность потребляет модуль, тем больше тепла он выделяет. То есть возрастают не только эксплуатационные затраты, но и риск отказа вследствие перегрева или перегрузки блока питания. Кстати, именно по этой причине в корпус модульной системы обычно устанавливаются и дополнительный блок питания, и резервные вентиляторы охлаждения.
 |
| Пример однофункционального интерфейсного модуля — усилителя-распределителя аналогового видеосигнала |
Важную роль играют и интерфейсы управления, а также способность системы их принять. Дело в том, что интерфейсные модули можно разделить на одно- и многофункциональные. Первые работают по принципу «установил и забыл». Как правило, в таких модулях единственная функция заложена на аппаратном уровне, поэтому они не нуждаются в перенастройке в процессе работы. Достаточно подать питание, соответствующие фиксированные сигналы синхронизации управления, а также основной сигнал на вход, чтобы на выходе получить то, что определено спецификацией устройства.
А вот многофункциональные модули требуют управления, чтобы переключать функции и выполнять настройки для каждой из них. Если раньше основным интерфейсом управления служил цифровой последовательный RS, то сегодня все чаще для управления модульными системами в них предусматривается установка интерфейса Ethernet. Это не только повышает эффективность управления, но и позволяет осуществлять его дистанционно, в том числе и из географически удаленных точек — лишь бы было подключение к Интернету. К тому же модули Ethernet позволяют не только обмениваться сигналами управления, но и получать расширенные данные о системе в целях всестороннего мониторинга ее работы, что тоже немаловажно. Это позволяет оперативно выявлять проблемы и быстро на них реагировать.
 |
| Загрузка модулей со стороны передней панели |
Нельзя упускать из поля зрения и удобство работы с модульными системами. Здесь следует обратить внимание и на переднюю, и на заднюю панель устройства. Порой в погоне за компактностью производители настолько плотно располагают разъемы, что к ним бывает просто не подступиться. Ведь разъем — это, пожалуй, единственная деталь модуля, которую нельзя сделать меньше — стандарт не позволяет. Но многие производители нашли выход, обеспечив загрузку модулей с обеих сторон — передней и тыльной. Модули, устанавливаемые спереди, вообще не содержат разъемов, а выполняют функции обработки. А устанавливаемые сзади платы несут соответствующие разъемы и выполняют минимум вычислительных функций. Таким образом удается оптимизировать параметры системы и более эффективно использовать ее заднюю панель, не перегружая слоты модулями, не предусматривающими наличия разъемов.
Ну и наконец о самих интерфейсных модулях. По сути, каждый такой модуль — это преобразователь чего-то во что-то. Преобразование — основная функция любого интерфейса. Иначе в нем просто не было бы необходимости — достаточно было бы только пассивных разъемов, как это имеет место в коммутационных панелях.
В настоящее время выпускается множество интерфейсных плат, осуществляющих такие функции, как:
- цифро-аналоговое и аналого-цифровое преобразование;
- кодирование и декодирование;
- усиление с обработкой и распределением;
- внедрение и извлечение звука при работе с SDI;
- повышающее/понижающее/перекрестное преобразование;
- преобразование формата кадра, типа развертки, частоты кадров;
- конверсия электрического сигнала в оптический и обратно;
- кадровая синхронизация;
- управление и мониторинг;
- мультиплексирование и демультиплексирование;
- шумопонижение;
- измерения и контроль качества и т. д.
Помимо плат для модульных систем выпускается и широкий ассортимент интерфейсов для таких устройств, как мониторы, видеомагнитофоны, системы на базе компьютеров и т. д. Они позволяют существенно расширить возможности их интеграции в телевизионные комплексы.
В общем, ассортимент интерфейсов растет. Он постоянно дополняется непривычными ранее вариантами. За примерами далеко ходить не надо. Это и IEEE 1394, и USB 2.0, и Ethernet, и даже PCI-X. В общем, покой системным интеграторам только снится и основной задачей становится объединение столь разнообразного оборудования в единый, надежный, многофункциональный технологический комплекс, то есть — верный выбор интерфейсов.