ПОСТРОЕНИЕ ВИДЕОСТЕН. КЕЙСЫ И РЕШЕНИЯ
В зал принятия решений руководство приходит со своими устройствами, демонстрируя отчеты, обсуждая планы. Здесь же есть возможность организовать многоточечную видеоконференцсвязь. В качестве основного средства отображения – видеостена на основе бесшовных профессиональных дисплеев.
В фойе также используется видеостена на основе бесшовных дисплеев, но в этом случае нет необходимости выводить на нее много источников одновременно. И раскладка экрана меняется не так часто.
Центральное оборудование должно быть отнесено в серверную. Всем комплексом управляет минимум персонала.
Введение.
Как показывает опрос интеграторов, топ популярных решений для построения видеостен выглядит следующим образом:
Этот вариант самый дешевый и простой, хоть и имеющий ограничение: видеостена всегда отображает только один источник на полный экран. Этого достаточно для простейших приложений (рекламы), но мало, когда нужно выводить изображения от двух и более источников.
Использование внешних контроллеров избавляет от этого недостатка. Контроллеры позволяют интегратору реализовывать самые смелые идеи, а на рынке представлено большое количество их производителей. Вот список наиболее известных:
- Dataton
- Jupiter
- Extron
- AV Stumpf
- RGB Spectrum
- TV One
- Panasonic
- Catalyst
Базовый функционал внешних контроллеров широкий:
- Высокое разрешение (до 4K разрешения на каждый из выходов)
- Работа с геометрией, WARP (возможность работать с кривыми поверхностями)
- Истинная многооконность (окна могут быть любого размера и свободно располагаться на «холсте»)
- Надежность решения (дублируемые блоки питания и работа 24/7)
- Работа с IP-потоками (демонстрация экрана удаленного оператора)
- Работа с несколькими типами источников (платы для захвата всех типов сигналов – как аналоговых, так и цифровых)
- Управление через пользовательские устройства (приложения под планшеты и телефоны)
- Собственное ПО для управления (управление пресетами, раскладками экрана)
- Создание сценариев демонстрации контента (в том числе используя различные триггеры и события)
Рис 2. Пример контроллера видеостен от компании Jupiter
Избыточность функционала
Если можно сделать проект на базе, условно, за 100 рублей, то зачем платить 1000 за неиспользуемые функции? Таким образом, специалисты ищут и находят варианты построения видеостен, которые были бы более функциональными, чем вариант на внутренних контроллерах, и дешевле, чем внешние контроллеры.
Три новых варианта
1. Решение на матричных коммутаторах с использованием бесшовного переключения (иногда еще называется seamless переключение или бесподрывное переключение)
2. IP-решение с использованием специализированного коммутатора
3. IP-решение с использованием программного обеспечения
Какую задачу будем решать
Стоит задача представить комплексное решение по оснащению нескольких пространств в компании. Это (1) зал для принятия решения руководства, (2) видеостена в фойе для демонстрации информации о компании клиентам.
В зал принятия решений руководство приходит со своими устройствами, демонстрируя отчеты, обсуждая планы. Здесь же есть возможность организовать многоточечную видеоконференцсвязь. В качестве основного средства отображения – видеостена на основе бесшовных профессиональных дисплеев.
В фойе также используется видеостена на основе бесшовных дисплеев, но в этом случае нет необходимости выводить на нее много источников одновременно. И раскладка экрана меняется не так часто.
Центральное оборудование должно быть отнесено в серверную. Всем комплексом управляет минимум персонала.
Рис 3. Зал для принятия решений
Рис 4. Фойе для встречи гостей
Решение #1. Видеостена на матричном коммутаторе
Рис. 5. Типовая схема построения решения
Как создать многооконность? Видеостену 4 х 4 можно разделить на 4 отдельных сегмента размерностью 2х2 и выводить 4 разных источника. «Вырезать» часть изображения для формирования полногоэкранного изображения могут дисплеи.
Рис. 6 Способ получения многооконности
Но на практике выходов потребуется больше. Для видеоконференцсвязи лучше заложить 2 выхода. Также добавим выход для предпросмотра оператором. Еще один – для возможной записи. Хотя она не присутствует в первоначальном задании, но может потребоваться позднее. Итого 12 выходов. Ближайшая размерность матричного коммутатора – 16 х 16.
Классическое и бесшовное (seamless) переключение
Заказчиков раздражает пауза при переключении между источниками сигнала через черный экран. Особенно это становится заметным в периоды дискуссий, когда несколько спикеров горячо спорят, а переключение камер происходит часто и быстро. Время переключения зависит от типа сигнала на входе, его разрешения, наличия HDCP (иногда бывает, что устройства ими очень долго обмениваются). Можно сократить время, специально готовя сигналы, приводя их к одинаковому типу/виду. Время переключения сигналов с идентичными параметрами будет минимальным. На классических коммутаторах переключение занимает 2-5 секунд.
Убрать неприятные паузы переключения можно на бесшовном (seamless) матричном коммутаторе.
Каждый выход такой матрицы имеет свой масштабатор. Функциональные возможности коммутаторов отличаются у разных производителей, но принцип обеспечения бесшовности у всех примерно одинаков.
Рис. 7 Матричный коммутатор TNT с бесшовным (seamless) переключением
При работе с сигналами разных разрешений масштабатор преобразовывает входной сигнал в требуемое разрешение на каждом выходе независимо. Это важное отличие, ведь в таком случае не задействуется внутренний контроллер дисплея. Практически все seamless матрицы дают возможность настроить разрешения выходных портов независимо друг от друга.
В некоторых моделях можно менять частоту развертки и ее тип – прогрессивный либо чересстрочный. Например, seamless матрицы TNT позволяют выбирать выходное разрешение из обширного списка, а также менять развертку, частоту, пропорции сторон (16:9, 4:3 и т.д.), осуществлять обрезку ТВ-полей.
При использовании seamless коммутаторов визуально смены источника не видно вообще.
Как seamless матрица обеспечивает бесшовность переключения
Рис. 8 Как обеспечивается HDCP-развязка
В seamless матрицах технология коммутации выглядит иначе: устройство отображения и источники заранее обмениваются всей необходимой информацией и HDCP-ключами, после этого все готово к трансляции, даже при отсутствии входного сигнала. Как только происходит коммутация, образно говоря, «открывается шторка», и идет поток данных.
Рис. 9 Схема seamless переключения внутри матричных коммутаторов
Еще один существенный плюс seamless матриц – на входе и выходе может быть набор всех ныне используемых интерфейсов: VGA, HDMI, DVI, SDI и HDBaseT. За счет цифровой обработки сигналов многие seamless матрицы осуществляют преобразование разных типов сигналов.
Как выглядит решение
Для зала принятия решения нам понадобится seamless матричный коммутатор на 12 выходов. Но зал удален от серверной комнаты, в которой располагается оборудование. Значит, необходимо передавать сигналы от источников в серверную комнату на коммутатор. И сигналы с коммутатора из серверной комнаты до зала на устройства отображения. Длина передачи цифровых сигналов HDMI/DVI не превышает 15 метров по медному кабелю, то есть необходимо переходить на приемники-передатчики по витой паре или оптике.
Технический блок вопросов
В системе TNTv широкая линейка матричных коммутаторов, начиная с размерности 4 х 4 и заканчивая большими коммутаторами 72 х 72. Все они обеспечивают бесшовное переключение. Чтобы убедиться, можно взять оборудование на тестирование.
Да, на каждом выходе seamless коммутатора есть масштабатор, и вы можете настраивать разрешение и частоту каждого выходного сигнала. Это позволяет подобрать те характеристики, которые оптимальны для имеющихся устройств отображения.
Рис. 10 Модульные матричные коммутаторы позволяют создать уникальную конфигурацию устройства
Решение #2. Видеостены на IP-решении
Если вам необходимо создать инфраструктуру для аудио-видео систем на объекте, и при этом локальная сеть у заказчика уже есть. Почему бы не использовать ее, чтобы удешевить решение?
В IP-решении используются несколько типов устройств: передатчики, кодирующие сигнал в сеть, передавая его поверх TCP/IP; приемники, преобразующие сигналы из IP в обычный вид (аналог или цифра); SMM-коммутаторы, выполняющие управление потоками данных в сети.
Общая концепция решения:
- К каждому источнику сигнала подключается передатчик
- К каждому устройству отображения подключается приемник
- В сеть включается SMM-коммутатор, который является системой управления. Через его web-интерфейс происходит переключение каналов данных и настройка работы устройств.
Рис. 11 Типовая схема построения решения
Как выглядит решение для зала и фойе
Ко всем источникам в зале подключаются передатчики, кодирующие данные в TCP/IP. В любом зале в число таких источников войдут:
- компьютер оператора зала, с которого могут демонстрироваться презентации
- порты на столе для подключения ноутбуков делегатов
- в качестве альтернативы портам могут использоваться BYOD передатчики (Crestron AIR-media, Barco ClickShare, Kramer VIA Collage, Christie BRIO)
- камеры технологического телевидения
- кодек видеоконференцсвязи
Каждый приемник получает от передатчика полное изображение, а дальше, следуя настройкам SMM-коммутатора, вырезает из общего изображения нужную область, масштабируя ее на весь экран.
Приемники и передатчики могут находиться в любом месте локальной сети. Расстояния от передатчика до коммутатора и от коммутатора до приемника, так как это локальная сеть, составляют до 100 метров.
Видеостена расположена в одном месте (зал или фойе), а SMM-коммутатор в серверной. За каждым из дисплеев установлен приемник. Таким образом, необходимо «пробросить» с SMM-коммутатора много линков на видеостену. Как вариант, можно установить второй обычный гигабитный сетевой коммутатор (с поддержкой IGMP) за видеостеной, чтобы пробросить до видеостены только 1 линк.
Рис. 12 Схема решения для конкретного проекта
Если использовать 1 линк, то на что это повлияет? 1 линк = 3 разных потока. Значит, видеостена сможет отображать 3 разных источника сигнала одновременно. Для 6 сигналов потребуется как минимум 2 линка. Для этого порты объединяются в транк.
Никаких дополнительных элементов аудио-видео тракта не требуется.
Особенности данного решения
Это позволяет вам иметь полную свободу в развитии аудио-видео систем. Вы можете использовать существующую инфраструктуру объекта. Для обеспечения надежности решения рекомендуется лишь выделить приемо-передающие устройства в отдельный VLAN.
При построении видеостены каждая стена может достигать размера 16 х 16 сегментов (дисплеев, например). На практике наиболее частым решением для данной технологии будет видеостена размерностью до 5 х 5 сегментов.
Управление видеостеной
Web-интерфейс коммутатора дает полную настройку параметров приемников и передатчиков, а также управление функционалом видеостены. Можно выбирать ее размерность, переключение раскладок экранов, выбор источника сигнала для каждого элемента видеостены.
Рис. 13 Интерфейс конфигурирования видеостены в SMM коммутаторе
Рис. 14 RS-232 порт и интерфейс Ethernet для удаленного управления SMM коммутатором
Ограничения решения
Поскольку это IP-решение, есть задержка (до секунды) при передаче сигнала от источника к средству отображения. При переключении сегмента стены на новый источник на синхронизацию сигнала отдельными элементами видеостены тоже уходит небольшое время.
Например, видеостена 3 х 3, необходимо на область 2 х 2 передать одно изображение, а на 5 оставшихся – другие. Процесс перекоммутации в самом сложном варианте займет от 3 до 5 секунд (как на обычных, не seamless коммутаторах) в зависимости от источников сигнала. Если они разные, то дольше, если одинаковые, то быстрее. Когда не критична скорость переключения, эти 3-5 с. не являются значимым препятствием, ведь существенная экономия средств, гибкость, удобство и масштабируемость решения оправдывает время на ожидание.
Конфигурирование видеостен в IP-решении
Web-интерфейс SMM-коммутатора состоит из нескольких частей.
Рис. 15 Интерфейс настройки SMM коммутатора
Вторая часть отвечает за обычную матричную коммутацию сигналов, но мы ее сейчас рассматривать не будем.
И третья часть отвечает за видеостены. На странице интерфейса «Videowall» можно сформировать видеостену, задавать параметры ее работы, точно настраивать составляющие ее элементы, переключать источники видеосигнала, сохранять шаблоны настройки видеостены.
Зачастую бывает достаточно создать несколько пресетов (раскладок экрана), которыми будет пользоваться клиент. Одновременно доступны 15 пресетов. Пресет управляет раскладкой окон на экране, выбором источников. За работу с пресетами отвечает закладка «Video Wall Preset»
Рис.16 Настройка режима видеостены в SMM коммутаторе
Технический блок вопросов
Передатчик TNT генерирует поток медиа данных, похожий на кодек H264, но не совместимый полностью. Поэтому принимать поток необходимо аппаратным приемником TNT.
Да, интерфейс RS-232 можно использовать в двунаправленном варианте, то есть от передатчиков к приемникам и обратно. Если к одному передатчику подключено несколько приемников, и отправлен управляющий сигнал, то он будет получен каждым из приемников. ИК-сигнал передается только в одном направлении: от приемника к передатчику. Это нужно для управления удаленно расположенным источником сигнала.
#3. Видеостены на IP-решении с использованием ПО
С помощью IP-решений можно кардинально удешевить проект, если использовать не аппаратный SMM-коммутатор, а программное обеспечение Simple View, входящее в систему TNTv.
Рис. 17 Интерфейс программы Simple View
Рис. 18 Интерфейс программы Simple View
Для решения достаточно иметь:
- Передатчики и приемники TNT
- ПО Simple view
- Рабочее место оператора с ПК или планшетом с ОС Windows (используется только в момент конфигурирования видеостены или для изменения настроек)
- Гигабитный сетевой коммутатор с поддержкой IGMP для построения локальной сети
Такое решение будет оптимально в случаях, когда раскладка экрана редко меняется. В нашем случае – в фойе.
Технический блок вопросов
- Какие есть требования к сети с точки зрения AV?
Поддержка IGMP для мультикаста в сети, чтобы не перегрузить ее, если много приемников, а передатчик один. Наличие открытых портов. Наличие возможности приоритизации при сильной загрузки сети. Некоторые сети не очень хорошо реагируют на большое количество мультикаст-трафика, в таких случаях желательно заведение отдельного VLAN с поддержкой IGMP.
- Какое максимальное качество видео можно получить?
FullHD, 1080p/30. Система по умолчанию работает в автоматическом режиме и самостоятельно настраивается на максимально возможное качество трансляции, не выходя при этом за ограничение потока в 240Мб.
При размещении статьи или ее части на другом сайте ссылка на данный ресурс обязательна.
