Новый подход к организации систем видеотрансляции и формированию видеостен

При построении комплекса видеотрансляции или Digital Signage необходимо в единую сеть объединить устройства, транслирующие разнообразный видеоконтент (компьютеры, проигрыватели DVD и Blue-ray, ТВ-ресиверы, медиаплееры, контент-плееры и т.д.), и обеспечить вывод контента на необходимые устройства отображения (мониторы, телевизоры, проекторы, видеостены, уличные экраны и т.д.). Для этого традиционно используют матричные коммутаторы, различные удлинители, разветвители и другие подобные им устройства. При этом системы получаются достаточно громоздкими, не очень удобными в эксплуатации, не слишком универсальными, недостаточно гибкими и т.д. А если решение устраивает по всем обозначенным параметрам, то оно оказывается очень дорогим.

Новые решения меняют «правила игры». Одним из таких решений, задействующим все преимущества сетей IP/Ethernet, являются SMM-коммутаторы (Smart Matrix Multimedia Commutator), которые входят в состав комплексного решения TNTv.

По названию понятно, что SMM-коммутатор -- это коммутатор мультимедиа-контента. Под словом «мультимедиа» подразумевается не только видео и звук, но и сигналы RS-232, USB, микрофона и ИК, т.е. практически все сигналы, которые могу быть использованы в сложных системах видеотрансляции. Кроме того, эти коммутаторы выполняют разнообразные функции по работе с устройствами отображения, включая формирование видеостен, кадрирование, масштабирование изображений и т.д.

В системе трансляции видеосигналов (Рис. 1) для работы коммутатора необходимы MMS IP передатчики и MMS IP приемники видеосигнала (в зависимости от моделей передаются также и сигналы RS232, USB, микрофона и ИК).

• MMS IP передатчик — сетевое программно-аппаратное устройство, предназначенное для трансляции видеосигнала (включая звук) в локальную сеть.
• MMS IP приемник — сетевое программно-аппаратное устройство, предназначенное для трансляции видеосигнала (включая звук) из локальной сети на устройство отображения (монитор, телевизор, проектор и т.п.).

Передача сигналов от источников к устройствам отображения (мониторам, телевизорам, проекторам и т.п.) осуществляется в пределах локальной сети (ЛВС, без маршрутизации пакетов), используя Gigabit Ethernet (1000Base-T) и протокол TCP/IP (технология HD Over IP). 

^{Рисунок 1. Общая схема построения системы видеотрансляции}

Просто, гибко, универсально

Рассмотрим подробнее, как происходит трансляция и коммутация сигналов. К источникам изображений (компьютеры, DVD-проигрыватели и т.д.)  подключаются передатчики, которые транслируют их видеосигнал в ЛВС. К устройствам отображения подключаются приемники, которые получают по ЛВС данные (видеосигнал) от передатчиков и передают их на эти устройства:  мониторы, проекторы, телевизоры, видеостены и т.д. Нам остается только задать матрицу коммутации, т.е. правила того, какие приемники, какой видеосигнал (от какого передатчика) должны получать. Эта функция встроена в SMM-коммутаторы.

^{Рисунок 2. Матрица коммутации SMM-коммутатора:   управление коммутацией,  включение/выключение трансляции  осуществляется «кликом» на соответствующий элемент матрицы, изображение которой представлено в интерфейсе управления}

Чем тогда SMM-коммутатор отличается от обычного матричного коммутатора, который также переключает видеосигналы от их источников к устройствам отображения?

Первое отличие и преимущество заключается в том, что передача сигналов осуществляется по обычной ЛВС. Это означает, что в отличие от большинства похожих решений, использующих кабели UTP для передачи видеосигналов, SMM-коммутатор использует построенную на их основе сеть Gigabit Ethernet. Следовательно, нет никаких ограничений на передачу сигналов в пределах ЛВС. Вы можете использовать любые стандартные сетевые устройства: мультиплексоры, коммутаторы, медиаконверторы и т.д.

Второе преимущество — гибкость. У большинства матричных коммутаторов всегда строго определенное число входов и выходов: 4х4, 4х8, 8х8, 16х16 и т.д. Существуют, правда, модульные устройства, но, во-первых, они стоят очень дорого, а во-вторых, модули «на ходу» менять нельзя (для изменения конфигурации необходима перезагрузка коммутатора) и, в третьих, устройства необходимо к ним подключать непосредственно интерфейсными шнурами, что удобства не добавляет. У коммутаторов SMM все порты равнозначны, к ним могут быть подключены как передатчики, так и приемники или дополнительные SMM-коммутаторы. Причем подключать и отключать устройства можно «на ходу».

Третье преимущество -- универсальность. У обычных матричных коммутаторов все входные и выходные порты одинаковые, т.е. либо все VGA, либо все HDMI, либо DVI (кроме опять же модульных коммутаторов, но их минусы указаны выше). В реальной сети видеотрансляции очень часто встречаются устройства с различными интерфейсами. Это заставляет использовать различного рода конвертеры сигналов, которые если и не ухудшают качество, то точно снижают надежность системы. Опять же, поскольку у SMM-коммутаторов все порты равнозначны, то к ним можно подключать передатчики и приемники с разными видео-интерфейсами, например, передатчик с VGA и приемник с HDMI или наоборот.

Четвертое преимущество -- это масштабируемость. Допустим, что у вас уже есть сеть видеотрансляции и она неблокируемая (т.е. любой видеосигнал в любой момент времени можно подать на любое устройство отображения). Построена она на основе большого матричного коммутатора, например, 8х32 (8 входов и 32 выхода). И теперь необходимо расширить сеть, добавить в нее источники и устройства отображения.

Обычно все системы делают с некоторым запасом, так сказать, «на развитие», но запас этот невелик (ибо это дорогое удовольствие). Но вот запас задействован, а потребовалось дальнейшее расширение. Как правило, задача решается или путем простого добавления еще одного коммутатора (но при этом, в большинстве случаев, пропадает неблокируемость системы), или заменой системы целиком.

При использовании SMM-коммутаторов описанных выше проблем не возникает. Добавив в ЛВС еще один или несколько коммутаторов и соединив их друг с другом, мы получим доступ ко всем подсоединенным к ним передатчикам и приемникам. И не важно, к какому именно коммутатору они подключены непосредственно, т.к. все они находятся в пределах одной ЛВС и прекрасно «видят друг друга».

Для дополнительного удобства при построении (или расширении) сетей видеотрансляции выпускается несколько моделей SMM-коммутаторы: TNT SMMC-3000,  TNT SMMC-6000, TNT SMMC-6000A --  с разным числом портов. Помимо портов RJ45, они оборудованы еще и слотами MiniGBIC (SFP), что дает возможность использовать оптические модули SFP  для подключения удаленных передатчиков, приемников или других SMM-коммутаторов.

Стандартные функции, которые есть у большинства матричных коммутаторов, такие как, сохранение шаблонов матрицы коммутации, объединение устройств отображения в группы, работа с группами, мгновенная коммутация и т.д., так же поддерживаются и в SMM-коммутаторах. Помимо коммутации, SMM коммутаторы обладают очень большим набором дополнительных возможностей, о которых речь пойдет ниже.

А видеостену можете? Можем!

Видеостена – это система устройств, формирующих единое пространство отображения, например, для создания экранов большого размера. Система состоит из устройств отображения (проекционные видеокубы, LCD-панели, дисплеи, телевизоры и т. п.) и оборудования обеспечивающего деление и синхронизацию видеосигналов между устройствами отображения.

Видеостены бывают разные. Самые обычные -- когда одно изображение транслируется на всю стену. Полиэкранные -- когда в разных областях видеостены транслируются разные изображения (см. Рисунок 3). Существуют и Art-видеостены, представляющие собой художественные инсталляции и совершенно не похожие на обычные видеостены, к которым все привыкли.

^{Рисунок 3. Пример полиэкранной видеостены}

Для чего используются видеостены? В основном для создания больших пространств отображения, различных зрительных образов и привлечения внимания. Это мощнейший инструмент для донесения до целевой аудитории необходимой информации и создания необходимой атмосферы.

SMM-коммутатор позволят формировать видеостены и достаточно просто управлять ими. Для такого коммутатора видеостена -- это некоторое количество устройств отображения, расположенных рядом друг с другом. При формировании видеостены необходимо указать ее размер (2х2, 3х3 и т.д.), какие устройства отображения ее составляют, какое исходное изображение они должны транслировать. Далее необходимо только задать расположение устройств отображения в видеостене (ряд и колонку) и произвести при необходимости точные настройки, такие, как компенсация ширины рамок экранов, масштабирование и кадрирование транслируемого изображение и т.д. Все -- видеостена готова.

В простейшем варианте на создание видеостены вам понадобится всего несколько минут. Понятно, что для формирования Art-видеостен придется повозиться подольше, поскольку необходимо очень точно настроить все экраны.

Одновременно один SMM-коммутатор может сформировать и обслуживать 16 видеостен размером до 16х16. Причем для оперативного переключения режимов работы видеостен, пользователь может создать 15 различных шаблонов. А при сохранении их в виде файлов количество шаблонов не ограничено.

Для удобства идентификации устройств в сети видеотрансляции, построенной на SMM коммутаторах, каждому передатчику или приемнику можно дать имя. Причем, имена хранятся не на SMM коммутаторе, а непосредственно на передатчиках и приемниках. И если вы переключите передатчик или приемник на другой порт коммутатора (или вообще в другой SMM-коммутатор), то его имя «переедет» вместе с ним. Таким образом, ваша сеть видеотрансляции всегда отображает актуальную информацию о подключенных к портам SMM-коммутаторов устройствах.

Помимо информации об именах подключенных устройств, SMM-коммутатор постоянно контролирует состояние всех подключенных к нему передатчиков и приемников. Администраторы, в любой момент времени могут получить статус устройств и при необходимости принять меры к устранению проблем. Эта функция SMM коммутаторов значительно облегчает поиск и диагностику неисправностей, что в целом делает эксплуатацию системы видеотрансляции проще.

Итак, SMM-коммутаторы -- это удобное решение для создания различных сетей видеотрансляции и управления ими. Такое коммутатор объединяет в себе функции матричного видеокоммутатора, коммутатора видеостен и систему доставки видеоконтента. Использование таких продуктов упрощает интеграторам подбор и настройку оборудования, а администраторам эксплуатацию системы. Важно и то, что цена SMM-коммутатора значительно ниже стоимости традиционных систем, предоставляющих аналогичные возможности.

Дистрибьютор cистемы видеотрансляции TNTv в России — ООО «КОЛАН»
www.colan.ru, www.tnt.net.ru