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Los servidores de vídeo (I)

servidores de vídeo

En números anteriores veíamos como ha evolucionado la tecnología en los sistemas de captación, producción y emisión, en este número daremos un repaso a la historia y tecnología de los servidores de vídeo que en su evolución se ha mezclado con los sistemas de captación, producción y emisión.

¿Qué es un servidor de vídeo o videoservidor?. Básicamente, es un ordenador, un dispositivo informático dedicado a proveer de video, audio, y datos exclusivamente. Las partes que componen un servidor son, un Host o cerebro que se encarga de ejecutar las órdenes de emitir o grabar a través de una serie de tarjetas con entradas salidas típicamente en SDI, estas tarjetas, a través de sus chips propios, comprimen la señal digital (p.ej. MPEG-2) y la convierten en ficheros (p.ej. MXF) que se almacenan en un conjunto de discos, denominados Arrays.
El mayor problema que han tenido los servidores de vídeo ha sido la interoperabilidad entre los diferentes fabricantes, esto se ha solventado bastante gracias al estándar MPEG-2 y el encapsulado MXF, pero incluso hoy día dadas las características propietarias de cada fabricante, existe la necesidad de utilizar pasarelas entre los diferentes servidores de video.
Los videoservidores estaban llamados a sustituir en primera instancia a las librerías de cinta, ahorran costes de mantenimiento, eliminan la necesidad de tantos VTRs, y la tolerancia a fallos es mayor al eliminar cualquier deterioro de la cinta magnética como pueden ser los drops.
Los servidores de ficheros, junto a la codificación, compresión, decodificación,  y almacenamiento masivo centralizado forman un servidor de vídeo.
Con el avance de la informática, los sistemas de producción Broadcast han ido migrando hacia una tecnología digital basado en IT.
Las funcionalidades que se le piden a un servidor es que sea robusto, fiable, económico, y tenga una serie de características mínimas.
–    Lo primero, es saber para qué se quiere utilizar:
*    emisión de uno o varios canales para una continuidad
*    emisión de canales para producción en un control de realización
*    reproducción de clips de un entorno de producción emulando los VTRs
*    grabación de eventos y líneas en un entorno de producción de noticias
*    grabación de materiales provenientes de VTRs o librerías automatizadas
–    Emisión en modo Back to Back, esto es que cuando está reproduciendo un clip de vídeo de una lista, el siguiente clip esté preparado en la «recamara», de tal modo que no se aprecie perdida de señal alguna en la emisión de dos clips diferentes. Imprescin-dible en los servidores de continuidad.
–    En los servidores de producción es importante que sea capaz de mostrar la imagen del primer frame de emisión del clip preparado en CUED.
–    Otro punto a desear en un servidor de vídeo utilizado en una realización es que muestre los códigos de tiempo de los clips, tanto en avance como en descuento.
–    Protección de los datos contra fallos del tipo RAID. Lo mínimo es un RAID-3, lo máximo un RAID 1.
–    Escalable en función de las necesidades. Ante la incógnita lo mejor es elegir un servidor que sea fácil y barato de expandir.
–    Capacidad de ser controlado a través de diferentes protocolos como VDCP, NDCP, AMP, IP, API,… por terceras partes, bien sean aplicaciones de emisión o paneles de control externos.
–    Capacidad de trabajo en diferentes formatos, resoluciones y encapsulados, que puede utilizar indistintamente MPEG-2, MPEG-4, QT, [mezclar formatos sin necesidad de transcodificarlos], que sea capaz de trabajar y mezclar encapsulados del tipo MXF, AVI, OMF, … Aplica a todos los servidores que requieran interoperabilidad entre sistemas.
–    Que permita el trabajo en PAL y NTSC, así como en SD y HD (HD en sus varias posibilidades de resolución).
–    Conectividad del servidor con sistemas de edición no lineal, VTRs o sistemas de producción a través de redes IP, Fibra o SDTI.
–    Que sea robusto, resistente y fácil de reparar.
–    Que posea un software propio de emisión y grabación intuitivo, ágil y sencillo para la operación manual del equipo.

Un poco de Historia

El precursor de los servidores de vídeo podría decirse que son los grabadores de estado sólido.
En  1965 sale al mercado el primer SSVR (Solid State Video Recorder), grabador de estado sólido que  posee un disco magnético que realiza una grabación continua en blanco y negro, a la vez que graba reproduce los 20 segundos más recientes y congela el vídeo en cualquier momento. La información se almacena en un disco de aluminio recubierto con cobalto níquel.
En 1967 Ampex introduce el HS-100 video disk recorder. El HS-100 puede grabar y reproducir hasta 30 segundos de vídeo con calidad broadcast. EL primer uso que se da al HS-100 es para la emisión de deportes gracias a su funcionalidad de stop y velocidad ralentizada, pero pronto encuentra un camino en el mundo de la post producción.
La capacidad de almacenamiento es de 30 segundos en NTSC (color o B/N) a una velocidad de 30 frames/s. El modo Freeze permite un congelado de la imagen repitiendo continuamente un único campo.
También en  1967 aparece un SSVR, el VDR-250 que posee la capacidad de reproducir a velocidad ralentizada.
La llegada de la era digital se produce a mediados de los años 70, cuando se comienzan a utilizar los TBCs. Es en esta década, cuando se hacen acercamientos a la tecnología de acceso aleatorio con grabadores de disco como el Disk Media, un disco de 12″ de diámetro  que posee una emulsión magnética parecido a lo que posteriormente sería un diskette de ordenador. Para la grabación utiliza un motor con una serie de cabezales que graban y reproducen una señal analógica.
Los primeros usos que se dan a los sistemas de grabación en discos  es en post producción, los editores no lineales aún no se conocían como tal, pero comienza a fraguarse la idea gracias a sistemas de edición. El primero fue el CMX600 en 1970, y posteriormente el Abekas, que poseía un modulo adicional de grabación en discos duros para realizar los efectos  y capas, de una manera no lineal. El A62 de Abekas permitía realizar efectos, composiciones multicapa y keyers de forma mucho más rápida y sencilla que con dispositivos externos como VTRs.
En 1984 los still stores o grabadores de imágenes fijas comienzan a distribuirse por las televisiones, se trata de sistemas digitales que graban frames, en el que la limitación radica en el número de frames admisibles que oscila entre 80 y 140 segundos. Los grandes fabricantes son Harris, Ampex y Adda, pero es Quantel quien revoluciona la tecnología presentando  a «Harry», el primer editor no lineal de acceso aleatorio.
Una revolución para el mercado audiovisual Broadcast. Las imágenes o frames se registran y almacenan individualmente, permitiendo durante la edición colocarlos como se desee. Para realizar el acabado y masterización se reproducen  los frames reordenados editados de forma secuencial.
También para la postproducción, nace en 1987 AVID, que un año después introduce el primer editor no lineal como lo conocemos hoy, basado en ordenadores Macintosh, vendió el primer Media Composer en 1989.
Algunas marcas de VDRs para entornos de edición híbridos con capacidad de entre 1 y 3 horas; Videomedia 2XS, Spencer NewStore-Tempo o Breakstore, DPS Hollywood, VerTronics Viper, Boardware BRW-500, Air Frame, Steenbeck V-MOD201, …
Es en la década de los 90, cuando se produce el estallido de los vídeo servidores.
Panasonic empezó la década lanzando un grabador de vídeo en discos, gracias a la tecnología láser. Un videodisco que permite un acceso inmediato a cualquier punto de la grabación, éste sería el precursor profesional del DVD…
A comienzos de 1992, se comienza a escuchar el concepto de VOD, y es gracias a esto que el mercado empieza a prestar más atención a los vídeo servidores, comenzando los desarrollos para satisfacer a esta futura demanda. Se realizan una serie de tentativas por parte de grandes fabricantes de soluciones de almacenamiento como EMC2, SGI o HP, que siembran la semilla de lo que posteriormente serán soluciones óptimas para la emisión de estos canales.
En 1992 comienzan las pruebas de transmisión de DVB en MPEG-2, este hecho marca el comienzo de lo que será el futuro estándar de facto para la grabación de la señal digital en los servidores de vídeo.
En 1993 Se comienzan a mostrar los primeros servidores de vídeo, pero es en 1994 cuando comienzan a comercializarse, todos bajo el formato de compresión MJPEG.
Tektronix muestra uno de los primeros servidores de vídeo Broadcast, el PROFILE PDR-100.
En 1996, la Sueca «TV4», es una de las primeras televisiones en dotar a sus instalaciones de un sistema de producción «casi tapeless», para ello adquiere la solución de Tektronix, basada en Profiles PDR-100 con una capacidad total de 150 horas de almacenamiento compartido.
En la pugna por el mercado de los servidores, Hewlett Packard tenía una solución en competencia con Tektronix, el HP Broadcast Vídeo Server.
Otro de los servidores que aparecen en la época, pero no con tanto éxito, es  el BTS [Philips/Thomson] Media Pool Disk Recor-der. Un grabador de disco profesional.
En Agosto de 1994, la CBS de Miami instala el primer sistema de videoservidores de HP. Los servidores de HP, podían al-macenar entre 6 y 50 horas de vídeo y audio con una bitrate de 15 Mbps, en una compresión MPEG, que podía configurarse entre 1,5 y 15 Mbps.
La televisión KOLD de Estados Unidos, adquiere uno de los primeros servidores de vídeo en MPEG, para sustituir a una librería de cintas de emisión que realizaba las emisiones de spots publicitarios, promociones, etc.
En 1994, Divicom comercializa el primer codificador de MPEG.
Avid comercializa una serie de productos para soluciones tapeless como el Avid Media Recorder, AirPlay, NewsCutter (editor no lineal para periodistas)…
En 1995, Avid desarrolla  la cámara EditCam junto a Ikegami, un acercamiento a la tecnología de la grabación no lineal en este caso en disco duro.
En abril de este mismo año, Panasonic presenta el LQD5500 un grabador digital óptico, que permite una grabación y reproducción con calidad Broadcast, tanto en analógico como en digital. Graba unos 45 minutos de vídeo digital comprimido con dos canales de audio en PCM y permite el acceso instantáneo a cualquier frame grabado.
En 1996, se desarrolla el estándar Broadcast MPEG-2 4:2:2 P@ML, Sony es el que más explota este formato de compresión con la gama de productos de la familia Betacam SX, pensado para la edición de informativos, incluyendo el magnetoscopio híbrido DNW-A50P, un VTR que incorpora un disco duro interno para poder hacer ediciones al corte sin necesidad de un segundo VTR.
En 1997, HP, presenta un servidor de vídeo en MPEG-2, del tamaño de un Betacam, puede utilizarse tanto para emisión, como para producción.
En 1998, Pluto Technologies, que posteriormente sería adquirido por Avid, presenta un sistema de vídeo servidores Air Space en alta definición, que comienzan a emplearse de forma experimental para proyectar películas en cines.
En 1999, Fox Network Center, dice tener el primer centro de televisión completamente sin cintas, gracias a la tecnología de 16 Tektronix PDR-200 y equipos de grabación en cinta de datos Ampex DST, incluyendo la librería de cintas para el archivo profundo.

Texto: Asier Anitua Valluerca

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