На NAB Show 2014 компания Vitec Innovations, наряду с другими продуктами, представит самое быстрое  в мире решение для стриминга в формате H.264, кодер MGW Sprint, с нулевой задержкой при кодировании вплоть до HD (Multicast и Unicast) и поддержкой профилей 4:2:2 и 4:2:0, обеспечивающее качество вещания, идеально подходящее для спортивных событий и быстрого движения.

Введение

На сегодняшний день передача аудио и видео сигналов по IP-сетям активно используется в различных областях деятельности, таких как передача ТВ-сигналов абонентам кабельного TV, предоставление услуг на мобильных платформах, включая поддержку адаптивного стриминга, в военной промышленности, когда требуется передать качественный сигнал высокого разрешения, с минимальной задержкой на его преобразование и т.п. Кроме того, такие устройства в некоторых случаях должны работать при низких или высоких температурах, если требуется их эксплуатация в полевых условиях.

Сейчас для кодирования сигналов на рынке представлено множество решений от различных компаний, в различном ценовом диапазоне и различными качественными характеристиками.

Тем не менее, большинство, казалось бы подходящих продуктов, совершенно непригодны в промышленном использовании, когда необходимо обеспечить не только кодирование и передачу сигнала по определенному протоколу и сжатому нужным кодеком, но и также делать это быстро, качественно, обеспечивать минимальное время на преобразование сигнала. Кроме того, устройство должно работать в режиме 24/7/365, без сбоев, аварийных перезагрузок и внештатных отключений. В случае необходимости изменение настроек должно происходить быстро, через защищенное удаленное подключение без перезагрузки прибора. Все компоненты, выход из строя которых критичен, должны быть зарезервированы с автоматическим переходом на резерв.

Чтобы обеспечить данный функционал, компания Vitec разработала 2 линейки профессиональных решений, отличающихся повышенной надежностью и отказоустойчивостью, способных работать длительное время без вмешательства персонала обслуживания.

Решения делятся на портативные и рэковые устройства. Портативные предназначены для работы с небольшим количеством потоков, где требуется высокое качество, низкая задержка на кодирование данных, простота настроек и возможность максимально быстро начать работу. В линейке представлены также продукты, выполненные в ударопрочном корпусе и работающие при низких и высоких температурах. Устройства в рэковом исполнении предназначены для многоканального преобразования сигналов, архитектура позволяет организовать резервирование всех критически важных компонентов, удаленно управлять ими, использовать различные комбинации компонентов для получения IP-потоков с требуемыми характеристиками (кодеки, протоколы, поддержка адаптивного стриминга и т.д.).

Портативные энкодеры

Устройства можно условно разделить на несколько основных категорий:

• Компактные энкодеры с низкой задержкой и поддержкой кодеков h.264 и AAC, Optibase
•  MGW Micro, Optibase MGW Pico, Optibase MGW Nano, Optibase MGW Premium.
• Энкодер Optibase MGW FlashStreamer, который может как передавать поток на веб-сервер, так и сам выступать в этом качестве с возможностью подключения к нему до 200 абонентов.
• Семейство одноканальных устройств Optibase MGW 230, с поддержкой MPEG 1 и MPEG 2, а также функциями энкодирования и декодирования сигнала.

Optibase MGW Micro – компактное устройство, работающее с аналоговым SD сигналом и 2-мя каналами аудио. Поддерживается работа с кодеком H.264 для видео и AAC-LC для аудио с видео битрейтом 64кбит/с – 2.2 Мбит/с. Также доступны такие дополнительные сервисы, как вставка метаданных в поток, наложение слоя текстовой информации, передача информации. Кроме того, устройство способно работать при высоких и низких температурах (от -40 до +70 С), что позволяет использовать его вне помещений в полевых условиях. А прочный корпус позволяет не бояться повреждения во время эксплуатации. Также важным является и то, что время загрузки энкодера составляет всего 2 секунды, что позволяет начать работу с ним практически сразу же после его включения, а в случае пропадания электропитания работа будет возобновлена в кратчайший срок.

Optibase MGW Pico – является младшим из семейства энкодеров, которые обеспечивают низкую задержку при кодировании потока. При этом поддерживается работа с сигналом вплоть до Full HD 1080p60. Устройство имеет только SDI-вход, но при этом обладает очень компактными размерами по сравнению с любыми моделями со схожим функционалом (34x67x78 мм при весе 180 гр). Потребляемая мощность составляет 3.8 Вт. Таким образом его применение позволяет значительно сэкономить место как в передвижных комплексах, где важно не только занимаемое пространство, но потребляемая мощность, так и на стационарных объектах, где очень важным является количество RU, которое оно будет занимать. В данном случает в 1RU может уместиться не менее десятка устройств. MGW-Pico идеально подходит для передачи видеосигнала, когда требуется с минимальной задержкой перегнать информацию из одной точки в другую без необходимости шифрования.

Следующим устройством серии является Optibase MGW Nano. Главными отличиями от предыдущей модели являются наличие дополнительного интерфейса HDMI, а также поддержка AES 128 битного шифрования данных.

Старшее устройство, Optibase MGW Premium, представляет собой наиболее профессиональное исполнение энкодера в данной линейке продуктов. Обладая аналоговыми и цифровыми видео и аудио интерфейсами оно позволяет обрабатывать сигнал одновременно из нескольких источников. 2 независимых потока в HD, или до 5-ти в SD разрешении с одновременной генерацией до 4-х потоков в прокси-разрешении. Как и MGW Nano, энкодер поддерживает работу с метаданными и шифрование AES. Для удобства работы и настройки в сложных комплексах предусмотрено 2 независимых Ethernet интерфейса (для передачи потока и выполнения настроек). Такой подход позволяет избежать передачи большого количества лишней информации по корпоративной сети, разделив управляющий трафик и IP-потоки на разные физические сети или VLAN.

Все устройства поддерживают передачу по протоколам UDP, RTSP, SAP в режимах Multicast или Unicast. Битрейт генерируемого видео потока составляет 10кбит/с-15Мбит/с с частой кадров 1-60 кадр/с. Разрешение выходного потока может иметь любые стандартные характеристики в диапазоне от QCIF до Full HD 1080p60. Управление и настройки осуществляются по HTTP или SSH.

Optibase MGW Flash Streamer представляет собой стриминг-платформу, работающую на технологии Adobe Flash. Устройство полностью совместимо с последней версией Adobe Flash Player. Генерируемый IP-поток в формате h.264 может быть передать на сервер Adobe Flash Media Server или CDN-провайдеру. Если же число абонентов не превышает 200, он сам может работать в качестве сервера и напрямую раздавать потоки.

Если необходимо также вести запись, предусмотрен внутренний жесткий диск объемом 160 Гб. В качестве выходных форматов поддерживаются H.264 или On2VP6 for Adobe Flash. Устройство работает с сигналом стандартного разрешения (и ниже вплоть до QCIF), а также имеет VGA вход (опционально).

Серия MGW230 Portable представляет MPEG1 и MPEG2 устройства для энкодирования и декодирования сигналов с поддержкой записи на диск во время стриминга. Модели оснащены аналоговыми и цифровыми интерфейсами для приема и передачи аудио и видео сигналов.  

Кроме стандартного энкодера и декодера, выполненных в модификациях с набором аналоговых и цифровых интерфейсов, также представлена модель MGW230 Duplex, позволяющая одновременно принимать поток для вывода на аудио и видео выходы, так и кодировать сигнал, поступающий от источников. Устройства позволяют осуществлять обработку сигнала в режиме Low Latency. В паре такие устройства можно использовать, например, для организации конференций в режиме Точка-Точка.

Blade платформы

Для промышленной многоканальной обработки сигналов в Optibase были разработаны универсальные платформы MGW5100/1100/1000.  Решения представляют собой блейд-корпуса, в которые могут быть установлены до 13-ти модулей обработки сигнала. Каждый модуль состоит из интерфейсной карты, содержащей аналоговые или цифровые входные аудио и видео интерфейсы, а также платы энкодера. Каждый модуль, в зависимости от модели, позволяет работать с форматами MPEG2, H.264 в стандартном и высоком разрешении. В зависимости от шасси и конфигурации устанавливаемых плат платформа может обрабатывать до 104 каналов в высоком или стандартном разрешении (при использовании платы расширения MGES-6000).

Различные модули, установленные в шасси, могут осуществлять энкодинг, транскодинг или трансрейтинг сигналов. Транскодинг позволяет в реальном времени преобразовывать любой MPEG поток, включая поддержку Apple HTTP Live Streaming (HLS), Microsoft Silverlight Smooth Streaming (SST), Adobe Flash Dynamic Streaming, 3GP, RTP и другие форматы и технологии стриминга.

Являясь профессиональным устройством Enterprise-класса, оно поддерживает шифрование передаваемых данных по алгоритму AES 128 или 265 бит. Зашифрованный контент с вложенными метаданными может передавать конечному абоненту напрямую, сторонние IPTV-системы или на собственные площадки EZTV и FITIS. При этом данные будут защищены от несанкционированного просмотра.

В одном шасси могут находиться платы различного назначения и производительности, при этом в случае обеспечения отказоустойчивости, все компоненты могут быть зарезервированы. Причем резервные модули могут быть установлены как в отдельное шасси, содержащее компоненты различного назначения, так и в пределах одного корпуса. Для управления резервированием используется дополнительный сервер Optibase Cluster Manager, который в реальном времени отслеживает состояние каждого модуля и осуществляет переход на резерв. При этом согласно схеме переключаются входы на матричных коммутаторах, резервная плата получает нужные настройки и сразу же вступает в работу.

Модульная архитектура позволяет добавлять, заменять и демонтировать узлы в горячем режиме, нет нужды включать весь блейд для установки нового компонента, либо замены неисправного.  

MGW Nano TOUGH спроектирован для работы в тяжелых условиях и соответствует стандартам MIL-STD 810F, MIL-416F, MIL-STD704 и IP-56 (влагозащищенность).  Устройство также обладает расширенным функционалом, например поддержкой AES-шифрования и аппаратной стабилизацией картинки.

Прибор спроектирован для работы в тяжелых условиях и соответствует стандартам MIL-STD 810F, MIL-416F, MIL-STD704 и IP-56 (влагозащищенность).  Устройство также обладает расширенным функционалом, например поддержкой AES-шифрования и аппаратной стабилизацией картинки.

 Optibase EZTV и Optibase FITIS

Для просмотра IP-потоков Vitec предлагает собственное решение, IPTV комплекс  Optibase EZTV. Система EZTV представляет собой комплексное профессиональное решение , позволяющее организациям организовать доставку «живого» и записанного материала, по расписанию или по запросу, на рабочие станции ПК, мобильные устройства, телевизионные приставки через закрытые и публичные IP сети (LAN, WAN, WIFI и т.п.). Optibase EZ TV позволяет предприятиям, военным организациям, правительственным и образовательным учреждениям организовать «живого» и записанного материала через имеющиеся LAN и WANсети.  С помощью  портала EZ TV Web portal администраторы могут создавать и настраивать новые ассеты для их дальнейшей передачи через IP-сети. Настройка прав доступа и использование шифрования AES 256/128-bit а также интеграция с Microsoft Active Directory.

Приложение EZ TV Player, работающее через браузер и оснащенное гибким цифровым видео кодеком, позволяющим наиболее эффективно использовать ресурсы процессора, позволяет воспроизводить  видео высокого качества вплоть до HD 1920x1080p60. Такие средства как настраиваемая пользователем мозаика, позволяющая на одном экране отображать 1, 2, 4, 9 или 16 источников, с обработкой изображения для оптимального просмотра быстрого движения в кадре, титров и мультиканального аудио. EZ TV Player поддерживает воспроизведение потоков с низкой задержкой благодаря технологии TurboVideo, позволяющей воспроизводить поток с задержкой до 70 милисекунд в стандартном или высоком разрешении. С помощью серверов EZ TV Video-On-Demand и Network Digital Video Recorder (NDVR) пользователи и администраторы могут осуществлять запись «живого» видео и загружать заранее записанный контент для воспроизведения по запросу. Также система позволяет вести запись по расписанию и осуществлять длительное хранение материалов для воспроизведения с задержкой (Timeshift-воспроизведение). Авторизированные пользователи могут самостоятельно назначать запись необходимых каналов для персонального просмотра. Специальный встроенный в сервер движок автоматически отслеживает перекрестные запросы от пользователей для предотвращения дублирования записи материала, что позволяет существенно сэкономить место на диске.

Optibase FITIS представляет собой законченное решение для работы с полноразмерным видео (FMV - full Motion Video), включая обработку, архивирование, индексирование, менеджмент и доставку ISR-видео и метаданных. Система позволяет военным и правительственными организациям  быстро обрабатывать и использовать в работе «живые» источники и записанные видео материалы, создавая надежную, отказоустойчивую рабочую среду, представляющую доступ к данным в реальном времени.

Система Optibase FITIS (Fully Integrated Tactical IPTV System) представляет собой инновационное законченное решение FMV IPTV для оперативного управления, которое обрабатывает комплексные (множественные) запросы для эффективной организации записи, архивирования и управления медиа данными от удаленных источников, а также дистрибуции FMV контента и метаданных в сетях различных конфигураций. Гибкая централизованная система FITIS позволяет эффективно просматривать, сортировать и искать требуемые видео материалы, существенно сокращая время и ресурсы, необходимые для обработки, использования и доставки. FITIS повышает осведомленность о текущей ситуации, позволяя организовать командные процессы согласно принятой иерархии, начиная от тактических решений и вплоть до команд высшего ранга. FITIS поддерживает компрессию H.264 и вставку метаданных согласно последним стандартам MISB/STANAG.  Система поддерживает распространение контента согласно определенному сценарию в различных форматах и с учетом ограничений по полосе пропускания, начиная от видео выской четкости для детального анализа и заканчивая потоками с максимальным сжатием для передачи тактическим подразделениям в поле.

Основанный на системе Optibase EZTV, плеер FITS поддерживает просмотр контента в виде мозаики для 1, 4, 9 или 16 источников по выбору. Выбранные метаданные могут быть отображены на экране согласно выбранному видео фрагменту.

Помимо стандартных для IPTV систем функций FITIS содержит дополнительный модуль FITIS GE Plug-In позволяющий серверам FITIS извлекать KLV метаданные в реальном времени, конвертировать их в формат Google KLV и передавать поток на клиентские приложения Google Earth.  Используя плагин Google Earth пользователи могут просматривать кризисные ситуации с помощью 3D движения камеры в Google Earth c возможностью запускать FMV  потоки и просматривать метаданные  через клиентские приложения Google Earth.

В завершение можно сказать, что среди устройств Vitec есть различные варианты энкодеров и декодеров, полностью охватывающие все сферы деятельности, где требуется потоковая обработка аудио и видео сигналов в высоком качестве. Все устройства отличаются профессиональным исполнением и обеспечивают бесперебойную работу, в том числе в экстремальных условиях. Средства удаленной настройки, резервирования, горячей замены модулей, шифрование данных обеспечивают контроль над комплексами любой сложности из единого центра управления. 

Статья была опубликована в журнале "625", февраль 2014г.

Автор: Семен Макаров, ведущий технический специалист SVGA

Просмотров: 8755 | Дата: Среда, 30 Апреля 2014 |