В последнее время в среде видеопроизводства появился большой интерес к технологии ST 2110. Профессионалы видеопроизводства понимают возможные достоинства, и хотят получить больший объем передаваемой информации, имея при этом ограниченный временной ресурс. Мы попробовали помочь им в этом.
Группа стандартов ST 2110, утвержденная SMPTE, появилась в 2017 году,придя на смену группе стандартов ST 2022. Стоит понимать, что оба этих стандарта должны были реализовать желание видеоинженеров – сделать коммутацию сигналов проще и дешевле. Ведь сейчас видео это полностью цифровые данные – почему бы не использовать более простую передачу. Однако, при появлении использование ST 2110 было затруднительно и экономически не подъемно для большинства студий.
Сейчас, благодаря развитию электроники и программного обеспечения, а также работе компании Blackmagic Design, ST 2110 может стать прорывом в технологиях передачи медиа для видеопроизводства, доступным для широкой аудитории.
Способы передачи медиафайлов
Коаксиальный кабель был первым типом кабеля, использовавшимся для передачи видеосигналов.
Затем в 80-ых и 90-ых годах появились композитные видеокабели, кабели SDI (последовательный цифровой интерфейс), кабели S-video, компонентные видеокабели.
В конце 90-ых и начале 2000-ых постепенно произошел переход на цифровую передачу медиаданных, и включение в SDI дополнительной информации (передача мультиплексированных сигналов). При этом передача производилась по одному коаксиальному кабелю.
В дальнейшем произошёл переход на 3G-SDI, а затем и на разрешение 4К. На начальном этапе использовались четыре коаксиальных кабеля. В дальнейшем был сделан переход на более высокочастотную передачу данных, 4К 60p и 16 каналов звука.
Сейчас в большинстве случаев для обработки видеосигнала и для передачи видеоматериалов в компьютер используются специальные платы. В некоторых случаях есть необходимость ввести и вывести большое количество сигналов. Одна плата способна работать с максимум 8 сигналами – что приводит к увеличению количества используемых плат и разъемов при необходимости работы с большим числом сигналов. При этом все равно будут серьезные физические ограничения по количеству сигналов для возможной работы.
Преимущества SMPTE ST 2110
Группа стандартов SMPTE ST 2110 учитывает все недостатки предыдущих стандартов и позволяет перейти на новый уровень работы с видео.
Преимущества включают использование стандартных коммуникационных технологий и удешевление производства. Вместо соединения «точка-точка» используются IP-технологии, что позволяет передавать несколько разных потоков по TCP/IP. Это значительно экономит ресурсы на всех этапах видеопроизводства.
Для подсоединения 32 каналов 3G требуется всего один разъем. Аналогично для 8 каналов UHD. При использовании одного кабеля и одного разъема автоматически уменьшаются требования к размеру сервера и коммуникационного оборудования.
Обычно для передачи такого количества сигналов требовалось существенное количество физического пространства во всём оборудовании для плат, кабелей и разъемов. При использовании ST 2110 достаточно двух пар разъемов, которые могут поддерживать около 100 видеопотоков. Это значительно экономит место внутри сервера, и в размерах и задействованных кабелях и разъемах всего оборудования.
Гибкость в обмене медиаданными при использовании SMPTE ST 2110
Сейчас SMPTE ST 2110 – это зрелый стандарт, для которого характерна впечатляющая гибкость.
Одна из проблем работы с другими стандартами заключается в том, что если сервер предназначен для работы с 12 SDI соединениями, то максимальное количество каналов HD для работы все равно ограничивается 8.
При работе с ST 2110 можно получить большую гибкость в количестве входов и выходов устройства. Один разъем 100 Гб может быть сконфигурирован для работы как с 8 UHD каналами, так и с 32 HD каналами.
Классический сервер повторов имеет 8 SDI I/O или 8 каналов, у каждого из которых есть вход и выход. При использовании интерфейса 100 Гб со стандартом ST 2110 у устройства может быть до 32 каналов 3G/HD с одним входом.
Кроме того, ST 2110 обеспечивает гибкость входных форматов видео. При использовании других стандартов аппаратное обеспечение определяет возможности работы с разными форматами видео. При использовании ST 2110 – для работы с более высокими разрешениями достаточно приобретения опции на дополнительное программное обеспечение.
Также, раньше для работы с UHD разрешением требовалось подключение большого количества кабелей, а при использовании ST 2110 достаточно только переконфигурирования задействованных устройств (сервер, роутер, графическое оборудование, мультивьювер) для изменения разрешения принимаемого сигнала. При наличии должной мощности устройство (например, сервер) может выступать и роутером.
UHD 4К требуют специальных разъёмов на платах, но со стандартом ST 2110 достаточно обычного SFP кабелем. Для подключения 32 каналов 3G или 8 каналов UHD требуется всего один кабель SFP. Сейчас также доступны варианты на 200 Гб и 400 Гб с производительностью х2 и х4, соответственно.
Сервер на основе ST 2110 также может работать со смешанными видеосигналами. Например, для входного сигнала используется UHD, для воспроизведения – UHD, а для выхода PGM OSD, PVW OSD, Multiview – 3G сигналы. Это позволяет экономить на периферийных устройствах, например, использовать мониторы 3G с меньшим разрешением.
Что немаловажно, с ST 2110 звук передается отдельным потоком, т.е. нет необходимости эмбеддировать звук в сигнал видео SDI, как было с более ранними стандартами.
«Красные» и «синие» подсети
Трансляции высокой степени ответственности подразумевают работу даже при отказе части аппаратуры. Для этого работа с видео должна происходить следующим образом: сигнал обрабатывается в двух одинаковых частях параллельно и синхронно, и в случае проблемы с одной из них происходит бесшовное переключение на другую.
В классическом телевизионном производстве резервирование является сложной инженерной задачей, требующей множества дополнительного оборудования и большого количества кабелей.
Со стандартом ST 2110 используется резервирование в виде «красной» и «синей» подсети, что возможно на уровне платы – т.е. для обеспечения надежности оборудования ничего дополнительно не требуется.
Стандартное 100/200/400 Гбит соединение с ST 2110 для одного кабеля, состоящего из нескольких оптических соединений, – обеспечивает комфорт, надежность работы и простоту подключения.
Заключение
Сейчас группа стандартов ST 2110 готова стать революцией в технологиях передачи медиаконтента в видеопроизводстве. ST 2110 помогает оптимизировать инфраструктуру, существенно сокращать количество необходимых соединений и занимаемое оборудованием пространство – тем самым позволяя сильно экономить ресурсы. Использование стандарта выводит видеопроизводство на новый уровень эффективности, надежности и удобства.
