W świecie instalacji AV-over-IP zazwyczaj nie ma dowolności i demokracji. Nadajnik ma sygnały kodować sobie tylko znanym algorytmem i wysyłać w świat, odbiornik natomiast musi je rozkodować i bez zbędnej zwłoki pokazać na podłączonym wyświetlaczu. Czasem, oprócz audio i wideo nadajnik i odbiornik przekażą sobie dane internetowe czy KVM. Rzadko jednak zdarza się, że nadajnik może w razie potrzeby stać się odbiornikiem, jeszcze rzadziej urządzenia korzystają z protokołu szeroko stosowanego w świecie audiowizualnym, potencjalnie umożliwiającego współpracę z sygnałami pochodzącymi z urządzeń innych producentów.
Warto przyjrzeć się rozwiązaniom opracowanym przez Matrox. Ten kanadyjski producent z siedzibą w kanadyjskim Montrealu już od 1976 roku tworzy rozwiązania dla broadcastu, produkcji wydarzeń na żywo czy najbardziej interesującego nas rynku AV. Jednym z ciekawszych urządzeń od Matrox jest ConvertIP DSH2. W jednej obudowie producent zawarł urządzenie, które może być nadajnikiem, odbiornikiem oraz bramką dla strumieni wideo IP. Urządzenie wykorzystuje protokół ST 2110 opracowany przez SMPTE (Society of Motion Picture and Television Engineers) oraz IPMX (Internet Protocol Media Experience). Pierwszy protokół – w gigantycznym skrócie – opisuje, jak przesyłać cyfrowe media za pośrednictwem sieci IP. Drugi z kolei to właściwie zbiór standardów i specyfikacji zapewniających interoperacyjność przesyłania danych. IPMX opiera się na SMPTE 2110 i AES67. Razem te dwa protokoły pozwalają przesłać obraz nawet w rozdzielczości 4K z próbkowaniem 4:4:4 i to wraz z towarzyszącymi danymi. Opóźnienie tutaj jest minimalne, a w efekcie rozwiązania oparte o ST2110 i IPMX stosować można nawet w broadcaście czy wydarzeniach live.
Matrox ConvertIP DSH2 posiada zarówno wejście jak i wyjście HDMI, może więc przekazać do i z sieci IP obraz z zerowym opóźnieniem. Wyjście HDMI może także służyć jako lokalny podgląd wejścia.
Bezstratne przesyłanie wideo w nowoczesnej sieci IP stawia spore wymagania choćby w zakresie niezbędnej przepustowości. ConvertIP DSH2 zaprojektowany jest tak, aby wykorzystać jak najszerzej dostępne zasoby. Dwa wbudowane porty SFP28 są w stanie obsłużyć transmisję w sieciach 10G i 25G a dodatkowy, klasyczny port RJ-45 zapewnia niezależne połączenie dla zarządzania pracą dowolnie rozległej instalacji AV.
Matrox ConvertIP DSH2 to jedno z ciekawszych rozwiązań kanadyjskiego producenta sprzętu audiowizualnego. Innowacyjne protokoły transmisji i elastyczna architektura portów daje szerokie możliwości zastosowania nie tylko w klasycznych instalacjach AV. Porty na froncie ConvertIP DSH2 to nie tylko klasyczne wejścia i wyjścia wideo (HDMI) czy audio (TRS 3,5mm) ale, a może nawet przede wszystkim dwa gniazda obsługujące transmisje 10G lub 25G, zależnie od potrzeb, oraz dodatkowy port RJ-45.
Matrox ConvertIP DSH2 ma tak dobrany zestaw portów (i funkcjonalności), że można go uruchomić zarówno w trybie nadajnika, jak i odbiornika. Zapewnia to wyjątkową elastyczność, swobodę zastosowania. W szczególności ułatwia pracę projektantowi – na etapie planowania systemu nie ma potrzeby zastanawiania się nad kombinacją nadajnik-odbiornik czy dobierania dodatkowego sprzętu. Tutaj wszystko zawarte jest w tej samej obudowie. Chłodzenie ConvertIP DSH2 jest ciche – w obudowie nie znajdziemy wentylatorów, więc urządzenie zamontować można w dowolnym miejscu – także na tylnej ścianie monitora czy pod blatem stołu.
Transmisja w domenie IP z wykorzystaniem Matrox ConvertIP DSH2 odbywać się może z kompresją i bez niej. Do transportu treści HD oraz UHD bez kompresji ConvertIP DSH wykorzystuje SMPTE ST 2110-20, do wizualnie bezstratnych transmisji dodany jest do urządzenia kodek ProAV, a opcjonalna licencja JPEG-XS włącza dodatkowo wsparcie dla SMPTE ST 2110-22 – czyli kodeka transportującego skompresowany obraz, ze stałym bitratem (przepływnością). Prawie zawsze obrazom towarzyszy dźwięk, stąd w Matrox ConvertIP DSH2 dostępne jest nie tylko AES67 ale też SMPTE 2110-30 – ten kodek (oparty o AES67) służy właśnie do przesyłania wielokanałowego dźwięku. Wszystkie kodeki dostępne w ConvertIP DSH2 działają niezwykle sprawnie, producent podaje, że latencja mierzona „glass-to-glass” czyli od soczewki kamery rejestrującej akcję, do wyświetlenia tejże akcji na „szkle” monitora upływa zaledwie jedna milisekunda.
Matrox ConvertIP DSH2 to także bramka pomiędzy różnymi światami transmisji IP. Sygnały IP SMPTE i IPMX mogą być pomiędzy sobą konwertowane w urządzeniu. Dla przykładu możliwe jest stworzenie „mostu” pomiędzy sygnałem transportowanym w ST 2110-20 a 211-22 czy pomiędzy oboma wymienionymi a nieskompresowanym IPMX. I to, oczywiście w każdą stronę. To kolejne ułatwienie dla projektanta, który ma do dyspozycji szersze portfolio urządzeń źródłowych, oraz dla użytkownika, ponieważ system, który dziś pracuje w oparciu o jeden standard, jutro może przesłać obraz w innym.
Urządzenie jest kompaktowe i ciche. W jego wnętrzu nie ma żadnych hałasujących elementów ruchowych więc ConvertIP DSH2 można zainstalować nawet w miejscach wymagających absolutnej ciszy.
Naturalnie ConvertIP DSH2 można łączyć w szereg – każdy z nich zasilić może kolejny wyświetlacz, a treść do wszystkich doprowadzony zostanie z jednego portu przełącznika sieciowego. To znakomicie obniża koszt implementacji rozwiązania, ale pozwala na stworzenie bardzo niezawodne sieci. Służy do tego kolejny protokół SMPTE ST-2022-7. Jego rolą jest uodpornienie transmisji na ewentualne problemy z siecią. ST 2022-7 polega na wysyłaniu identycznych strumieni danych przez dwa niezależne ścieżki sieciowe. Odbiornik buforuje pakiety z obu ścieżek i składa je w jeden, wolny od błędów strumień wyjściowy, co pozwala na odzyskanie utraconych pakietów z drugiej ścieżki.
Zwiększoną niezawodność została stworzona przez Matrox także przez zapewnienie możliwości podwójnego zasilenia urządzenia. ConvertIP DSH2 może być jednocześnie zasilony za pomocą PoE+ i z dedykowanego lokalnego zasilacza. I znów jest to funkcja zwiększająca używalność ConvertIP DSH2 w trakcie produkcji na żywo.
Każdy ConvertIP DSH2 pracujący jako odbiornik może pełnić funkcję multiviewera. Użytkownik może wyświetlić nawet cztery strumienie wideo HD na jednym wyświetlaczu. Ponieważ możliwe jest odebranie z sieci nieskompresowanych treści, suma tych czterech obrazów także może być wyświetlona w rozdzielczości 4K.
Podsumowanie
Można przyjąć takie twierdzenie, że jeśli dane urządzenie znakomicie w trakcie produkcji live, spełni swoją rolę w wymagających instalacjach broadcastowych, to także w klasycznych instalacjach AV funkcjonować będzie doskonale. I tak właśnie jest z Matrox ConvertIP DSH2. Urządzenie prześle obraz i dźwięk nawet w rozdzielczości 4K 4:4:4, bez latencji i bez kompresji na odległość typową dla sieci światłowodowych, zdecydowanie ponad 100 metrów. Architektura urządzenia daje dużą swobodę zarówno dla projektanta na etapie planowania systemu, jak i dla użytkownika, który pracuje z dynamicznie konfigurowalną instalacją AV. Wysoka niezawodność, zarówno w kontekście przesyłania sygnałów jak i zasilania, pozwala na trochę spokojniejszą pracę reżyserowi wydarzeń LIVE czy kreatorom treści broadcastowych czy podcastowych.
TEKST: Andrzej Pawluś, „AVIntegracje”
