Интерфейсы



62

Технологии, заложенные в основу интерфеиса Thunderbolt, гарантируют поддержание постоянной скорости передачи данных с очень малым временем ожидания. Это означает, что в программах видеомонтажа, а также в мультитрековых аудиоредакторах, искажение фазы и выпадение структур потока сведены до минимума, благодаря более точной синхронизации между изображением и звуковым сопровождением.

Thunderbolt

63

Проникновение сетевых технологий в производственные студии было затруднено следующими техническими и экономическими ограничениями:

-малая пропускная способность линий связи — лишь в последние годы скорость передачи данных превысила 10 Гб/с;

-несовершенство алгоритмов маршрутизации транспортных потоков и защиты данных;

-дороговизна физических линий связи: сетевые IP решения были доступны только ограниченному кругу крупных компаний.

Можно смело утверждать, что день Х, когда телевещатели могут использовать IP-технологии на всех стадиях от съемки до распространения, уже наступил.

64

Стало возможным использовать IP-технологии в качестве:

канала для доставки видеоматериалов при производстве программ, когда сюжеты, снятые, например, новостными мобильными группами или спортивными репортерами посредством общедоступных сетей Интернет, передаются в центральную студию для монтажа и вещания;

основной транспортной сети для видеоматериалов между студиями — как замена устаревающего способа передачи по коаксиальным линиям связи;

базовой структуры для систем архивирования и хранения материалов на основе разветвленной, многоуровневой иерархии серверов и накопителей;

основного инструментального средства для организации коллективной работы над проектами в рамках одной студии или корпорации студий.

удалённого телепроизводства по выделенным сетям.

65

Тенденцией последних нескольких лет стало появление на задней коммутационной панели студийных устройств разъема RJ-45 интерфейса Gigabit Ethernet, позволяющего напрямую интегрировать оборудование в IP-системы. В некоторых специфических устройствах используют более мощные интерфейсы:

•10 Gigabit Ethernet,

•Thunderbolt;

•Infiniband;

•Fibre Channel;

•PCI-Express — к таким устройствам относятся станции цветокоррекции и нелинейного монтажа некомпрессированного HD-видео, вещательные и архивные серверы, рендер-кластеры, сетевые массивы

дисковых накопителей.

Пропускная способность этих интерфейсов — от 4 Гб/с и выше, что позволяет им работать с некомпрессированным HD-видео с полным цветовым профилем RGB 4:4:4.

Однако и пропускной способности стандартного интерфейса Gigabit Ethernet вполне хватает для передачи видео, компрессированного в таких популярных кодеках «без потерь», как Apple ProRes 422 и Avid DNxHD (и их модификациях), а также в распространенных форматах DVCPro HD, AVC Intra, XDCAM HD MXF, QuickTime MOV (H.264), HEVC (H.265), AV1.

Подключиться к Gigabit Ethernet сетям IP-системы может и «классическое» студийное оборудование, не имеющее этого интерфейса, для чего в ассортименте целого ряда производителей имеются IP-конвертеры или IP-адаптеры.

66

На смену h.264 приходят новые решения: h.265 и AV1.

Одной из последних разработок ВВС и японской корпорации NHK для передачи разрешения UHD-2 (8К), является компрессор HEVC (High Efficiency Video Coding), позволяющий сжимать видеопоток до 450:1 (100-350 Мбит/с).

AV1 — новый универсальный кодек, разработанный Альянсом за открытые медиа (Alliance for Open Media). Альянс взял за основу кодек VPX от Google, Thor от Cisco и Daala от Mozilla/Xiph.Org. Кодек AV1 превосходит по производительности VP9 и HEVC, что делает его кодеком не завтрашнего, а послезавтрашнего дня. Формат AV1 свободен от любых роялти и всегда останется таковым с разрешительной лицензией свободного и открытого ПО. Разработчики предполагают использование AV1 в связке с аудио кодеком Opus и медиа-контейнером WebM для проигрывания видео на сайтах с HTML5 или для WebRTC

67

Передача данных.

В рамках одной телекомпании существует несколько аппаратно-программных сред для передачи данных — все зависит от требуемых характеристик соединения конкретных источника и приемника информации. Используются линии передачи компрессированного и некомпрессированного видео и звука:

SDI (serial digital interface),

SDTI (serial date transport interface) Последовательный интерфейс транспортировки данных - это стандарт для передачи пакетированных аудио, видео и информационных данных между камерами, видеомагнитофонами, системами монтажа и композитинга, видосерверами и передающими устройствами в области профессионального и вещательного видео,

AES (Audio Engineering Society),

DVB-ASI (Asynchronous serial interface) — потоковый формат данных, который предназначен для передачи транспортного потока MPEG-TS по коаксиальным или волоконно-оптическим линиям связи) – 270 Мбит/с, TCP/IP (Transmission Control Protocol),

Fiber Channel, ATM.

Для управления микшерами, коммутаторами, рекордерами и серверами используются интерфейсы RS- 232/422/485.

Обмен данными между клиентами и базами данных реализуется на базе протоколов XML, SQL, SOAP, HTTP.

68

SDI и SDTI могут сосуществовать в пределах одного производственного телевизионного комплекса, с использованием одной и той же кабельной системы, распределительных усилителей и коммутаторов. Длина кабелей может быть до 300 метров, а при использовании повторителей SDI - еще больше. Универсальная студийная конфигурация, в которой поддерживаются все требуемые соединения типа "точка к точке", может быть построена на базе одного маршрутизатора SDI (Рисунок).

SDI осуществляет транспортировку нескомпрессированных видеосигналов с использованием 10-битовых слов в режиме YUV- компонентного 4:2:2 представления в вариантах на 525 и 625 строк. Слова преобразуются в последовательную форму, шифруются и кодируются, благодаря чему формируется последовательный поток 270 или 360 Мбит/с.

Поскольку SDTI построен на основе спецификации SDI SMPTE 259M, он использует идентичные соединения, в механическом и электрическом плане, и механизмы транспортировки данных. Основу линий связи составляют разъемы BNC и коаксиальные кабели.

При потоке 270 Мбит/c активная часть каждой строки видео составляет 1440 слов, при потоке 360 Мбит/с - 1920 слов.

69

Группе исследователей Токийского университета удалось побить рекорд, установив устойчивую передачу данных с использованием TCP на скорости 73 Гбит/с, что уже близко к пределу 100-гигабитного сетевого канала. Исследование было проведено летом 2015 г. при содействии США при использовании 100- гигабитной сети TransPAC/Pacific Wave. Протокол TCP подвергся усовершенствованию, которое разработчики называют LFTCP (Long Fat pipe TCP). Эта надстройка над TCP и его программным обеспечением позволяет почти полностью задействовать потенциал 100-гигабитных сетей без изменения самой сути протокола. Кроме того, LFTCP имеет открытый программный код, доступный всем исследователям, интересующимся данной темой.

70

Передачи сигнала HD