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Los servidores de vídeo (II)

Videoservidores

Los Videoservidores

Tektronix Profile [Grass Valley Profile]
El PDR-100, ganador de un EMMY en 1996.
El PDR (Profesional Disk Recorder) se basa en la plataforma Windows NT para el acceso a la información del usuario e internamente utiliza el sistema operativo VxWorks (de Wind River Systems).
Poseía una potente solución de cuatro tarjetas, configurables rápidamente como entrada o salida, y todo en el tamaño de un VTR Betacam. Este servidor codifica la señal en MJPEG y el control se puede realizar externamente a través de los protocolos Sony BVW, Louth VDCP y Odetics. También dispone de un  control manual con una excelente y hasta hoy inmejorable aplicación local llamada «VdrPanel».
El PDR-200, el siguiente paso natural, también codificaba en MJPEG, con opción posterior de MPEG-2.
Después vino el PDR-300, que ya se unía en una red SAN, con codificación MPEG-2.
Telecinco, aún hoy, tiene un completo sistema de noticias basado en tecnología Profile, si bien lo va a renovar en breve por una solución tapeless de Sony.
El PDR-400, amplía la codificación incorporando el formato DVCPRO.
La familia Profile, llegó a tener más de 13.000 canales en emisión con sus servidores.
Grass Valley trató de reemplazar a los VTRs en cinta con equipos iVDR como el M-Series, si bien no tuvo demasiado éxito.
Los PVS3000 y PVS3500, son los primeros servidores que soportan tanto alta definición como definición estándar.
M-Series, intelligent video digital recorder y Turbo intelligent digital disk recorder, constituyeron una línea de equipamiento llamados a sustituir a los VTRs en un mundo sin cintas.
En 2005 GVG lanza el sistema K2, Media Server y Media Client, una solución de servidores modular y escalable.
Hewlett Packard [Posteriormente Pinnacle, y después Avid]
El primero que lanzaron, el HP Broadcast Video Server, es un sistema de servidores con calidad de 15 Mbps y una capacidad máxima individual de 8 horas.
HP MediaStream Disk Recorder, un servidor más pequeño, escalable en el sistema Broadcast Video Server a través de una red SAN, puede albergar hasta cinco tarjetas de entrada o de salida, con una capacidad de hasta nueve horas. Es el primero en utilizar una protección de datos a través de un RAID («redundant arrays of independent disks» Cajas redundantes de discos independientes). El Raid ofrece una protección de la información a través de discos redundantes, de tal forma que balancea la información entre los discos. Si uno de ellos se estropea, el resto reconstruye o reinventa la información a partir de los datos distribuidos.
La salida del vídeo servidor de MPEG-2 es STS, «Simple Transport Stream»
Este servidor está actualmente en uso en varias plataformas de emisión multicanal de nuestro país.
Pinnacle presenta en 1999 una solución de vídeo servidor de producción 4:2:2:4 denominada Thunder.
Recientemente Avid, ha discontinuado el MediaStream.
Philips/Thomson
BTS [Philips/Thomson] Media Pool Disk Recorder. Un grabador de disco profesional en RAID 3.
Poseía hasta 8 canales de audio AES y una compresión de vídeo transformada discreta del coseno, DCT 2:1, 3:1 o 20:1 y podía llegar a albergar un almacenamiento de hasta 100 horas.
Posteriormente en Thomson sacaron un servidor de emisión denominado Nextore, con compresión DV o MPEG-2.
Pluto Technologies [posteriormente Avid]
Uno de los primeros en atreverse con la alta definición.
–    VideoSpace, un vídeo servidor de cuatro canales que podía trabajar sin compresión o codificando en MPEG-2. Basado en el sistema operativo UNIX, fiable y muy robusto.
–    HyperSpace, con capacidad para 4 horas en SD ó 3 horas en HDCAM.
–    AirSpace, un sistema de servidores multicanal, capaz de proporcionar hasta 10 canales en DV a 25 ó 50 Mbps.
Una de las instalaciones donde ha estado funcionando este AirSpace es en la continuidad de Castilla La Mancha Televisión, junto al sistema de emisión Drake.
EVS
El estándar para los servidores de vídeo en unidades móviles. Surgen como servidores especializados en eventos deportivos, que han crecido hasta dar soluciones globales sin cinta.
EVS nace en 1994 desarrollando equipamiento para la grabación digital de imágenes en discos duros.
La solución actual LSM XT, engloba no solo los afamados servidores de vídeo para repeticiones, etc., sino también un completo sistema de producción sin cinta.
GEEVS
Esta casa cuenta con una gama de servidores de vídeo en SD y alta definición para deportes, continuidad, etc. Rivaliza con EVS y está realizando esfuerzos en introducirse en el mercado de la producción.
La compresión que utiliza puede ser MJPEG sin compresión, MPEG-2 MP@ML, P@ML, VD25, DV50 y MPEG-2 desde 1 Mbps hasta 50 Mbps, soportando en algún modelo el HD MPEG-2 I Frame e IBP.
BLT
Esta empresa italiana, realiza un videoservidor en alta definición y con Super Slow motion para deportes. Compite con GEEVS y EVS en el ámbito de servidores de vídeo para producción.
SeaChange
En 1994 presentan la primera solución para emisión de publicidad para el sector Broadcast.
Las soluciones de SeaChange en almacenamiento, ofrecen una redundancia elevada con un coste bajo. Esto lo realizan gracias a su  sistema de protección propio, el RAID2 (o RAID Square). Cada servidor posee un RAID interno (RAID 5). Después el conjunto de servidores o nodos realizan a su vez un nuevo RAID, de tal forma que si un disco cae, el RAID de ese servidor lo recompone. Pero si un servidor entero o nodo también cayera, el resto de nodos puede reconstruirlo sin afectar a la emisión. La emisión no se resiente siempre y cuando el dimensionamiento en tarjetas de salida haya sido balanceado correctamente y la automatización sea capaz de gestionarlo.
El BMC tenía dos configuraciones: el 1200 con doce discos por nodo y el 800, con ocho discos por nodo.
El Broadcast MediaCluster gana un EMMY en 2001.
Presentan una solución para NVOD en 1997 y ganan un EMMY en el sector VOD en 2004.
En la actualidad, han incluido un servidor enfocado al VOD, el FML200 con el almacenamiento basado en memorias flash.
Omneon
Esta empresa puntera en el sector Broadcast comienza su andadura en 1998, y mostró los resultados en el NAB de 1999, con una solución escalable y abierta bajo el nombre de «Video Area Network».
La novedad radicaba en lo abierto y escalable del sistema. Permite la grabación de vídeo sin compresión, codificación DV, MPEG, HD comprimido e incluso el control y transferencia de contenido a través de Ethernet bajo el protocolo IP.
Los usuarios pueden ingestar, visionar, mover y emitir contenido de forma sencilla, integrándose perfectamente con terceras partes, bien sean de emisión, archivo o publicación Web.
EL Omneon MediaDeck es la solución integral de videoservidor de bajo coste, y permite hasta 6 canales.
Omneon Spectrum es la solución modular, con arquitectura abierta, modular y ampliamente escalable.
Actualmente, es el servidor que más crecimiento ha tenido introduciéndose en el mercado de forma rápida y sólida, con productos de calidad y fiabilidad demostrada.
Sony
Dentro de las soluciones de noticias de Sony, los servidores de la gama MAV dan un servicio Broadcast, siguiendo la filosofía propia de la empresa japonesa.
En 1997 presentan en el NAB el sistema Farad, un grabador en discos duros como el FDDR-7000, que tiene como misión competir con los sistemas de postproducción de alto nivel de Quantel o Sigraph.
MAV-70, un vídeo servidor para continuidades, básicamente para la emisión de publicidad debido a su limitado almacenamiento. Curiosamente este servidor no tiene el protocolo VDCP, lo que le hace complicado de integrar con sistemas de emisión que no sean Sony.
MAV-2000 es el sistema videoservidores con almacenamiento compartido utilizado para el antiguo sistema de NEWS instalado en Telemadrid, dando un buen servicio a los informativos por mucho tiempo.
Panasonic
Para el lanzamiento y apoyo del DVCPRO, Panasonic lanzó al mercado el AJ-DR7000, un servidor de 4 entradas o salidas que ofrecía un ancho de banda de 175 Mbps, pudiendo transferirse los contenidos desde un VTR DVCPRO a cuatro veces tiempo real.
Dentro de los llamados iVDR, presenta el AV-SS500, un servidor de producción con o canales en DVCPRO que puede grabar o reproducir hasta ocho señales simultáneas con un almacenamiento interno de 20 horas.
Quantel
En su origen ClipBox, un servidor de vídeo capaz de llegar a las 160 horas de almacenamiento online, con la posibilidad de editar directamente contra este almacenamiento.
CacheBox ofrecía ocho entradas o salidas con 100 horas en DVCPRO.
En 1999 muestra Inspiration, su primer sistema de producción sin cinta para informativos y deportes. El sistema incluye todo lo necesario desde la edición hasta la emisión del contenido.
En la actualidad posee un sistema de producción potente y bien integrado, aunque arrastra la tecnología tan especial de trabajar internamente con frames de video «sueltos».
ASC [LEITCH, posteriormente Harris]
ASC con el VR300 comienza la andadura de un vídeo servidor de éxito en el mercado americano.
EL VR400, permitía tener entradas/salidas en una misma tarjeta, sin necesidad de cambiar la configuración, como si de un VTR se tratara. La compresión utilizada era MPEG-2, con almacenamiento interconectado por Fibre Channel, protección RAID y codificación Multiformato 4:2:2 y 4:2:0.
Dentro de lo que era Leitch, y ahora Harris, existe también el servidor Nexio, ganador de un Emmy por su gestión de la redundancia con el RAIDsoft. Ofrece una solución de vídeo servidores para el ámbito que va desde la emisión hasta los sistemas almacenamiento y vídeo servidores para noticias. Cada servidor puede tener hasta seis canales en SD o HD.
Accom
Después del éxito del Abekas A-62, no se consiguió lo esperado.
El Abekas 6000 entraba en la gama de híbridos para la edición lineal, un servidor que sustituye al VTR en los flujos de trabajo y que permitía trabajar tanto en DV@25 como MPEG a 50. El sistema incluye un teclado de control para operar, así como la posibilidad de construir listas de emisión.
Actualmente, comercializan el sistema ClipStoreMXe, un servidor VDR con una alta calidad de tratamiento del vídeo con resoluciones a 10 bits. Incluye la opción de trabajo SD y HD y codificación JPEG2000. El almacenamiento máximo es de 5 horas en SD.
Toshiba
ON-AIR MAX, comenzó a desarrollarse en 1995. Es un servidor de vídeo multipropósito desarrollado en base a un almacenamiento con memorias flash. El sistema operativo es propietario y el almacenamiento máximo son 70 horas en HD@100Mbps.
Dvs
Esta compañía alemana nace en 1985, y es en 1995 cuando sacan una tarjeta codificadora de entrada/salida en vídeo digital sin compresión D1.
En 1997 presentan un servidor de vídeo en alta definición, con capacidad de trabajo similar a la de un VTR.
Vela
Comercializaban soluciones Broad-cast para la codificación de vídeo en MPEG-2.
Drastic Technology Vvcr
Un servidor de vídeo tipo VDR.
360Sysems
360 Systems nace en  1975 como proveedor de soluciones informáticas enfocado a la televisión.
Posee una gama de productos de bajo coste como el Imageserver 2000, un servidor de vídeo nacido en 2004 con una entrada y tres salidas, en formato DV, MPEG-2 hasta 50 Mbps con encapsulado MXF y un almacenamiento de 48 ó 100 horas.
Y el MAXX-2400 y MAXX-6T de la gama Imageserver con 6 TB de capacidad que le dota de más de 700 horas de almacenamiento online en un espacio reducido. Además posee una redundancia en RAID6.
Sierra Design Labs
Ofrecían soluciones de vídeo servidor sin compresión, como el QuickFrame, con hasta dos horas de 4:2:2:8 de 10 bits, ideal para postproducciones exigentes. En menor escala y tamaño el DiskCovery.
Spectsoft Rave
Una gama de servidores basadas en linux para sistemas tanto en SD, como en HD, 2k y 4k.
Digital Rapids
CarbonHD digital disk recorder, es un servidor con capacidad SD/HD tanto en 8bit como 10 bit y que incluye el formato de codificación JPEG2000.
Doremi Labs
Posee una gama de servidores de bajo coste denominados V1 para aplicaciones sencillas. Se trata de VDRs o vídeo disk recorders, más que servidores, son equipos que emulan a los VTRs. Ideal en entornos en los que se exija una reproducción continua como sinfines, etc.
Fast Forward
Conjunto de servidores sencillos mostrado en el NAB en el año de los servidores, 1997.
For-A
El LDR-200 se integraba como grabador de disco tipo VTR en un entorno de edición lineal híbrido. El grabador se basaba en el sistema operativo MS-DOS y compresión JPEG.
Multimedia Systems
También en 1997 presentó una gama de productos de vídeo servidores que tenían una capacidad de almacenamiento desde cinco minutos hasta una hora.
Vibrint
Una empresa dedicada a soluciones de informativos. Poseía un vídeo servidor compatible con los estándares de control Sony BVW y VDCP.
Wafian
El HR-1 HD era un servidor en HD. Su capacidad de grabación llegaba hasta hasta 18 horas en espejo, con una resolución de 1920×1080 en 24p y profundidad de 10 Bits.
Sirkom
Mantis MC, un servidor realmente económico en SD o HD con un disco duro de 120GB.
Matrox
Si bien no construyen servidores sino el componente más importante, la tarjeta codificadora y compresora, gracias a Matrox numerosos fabricantes han desarrollados servidores de vídeo con funciones incluso de continuidad, como VectorBox o Activa3.
Sgi
Una gran empresa fabricante de soluciones y equipamiento informático.
En 1997 presentaron una solución de emisión multicanal, el Stream Caster con servidor Challenge, capaz de emitir más de 100 canales de vídeo con compresión MPEG-2 y un almacenamiento cercano a las 1.000 horas. Enfocado hacia el mercado de Near Video On Demand.
EMC2
Probablemente la compañía más importante en soluciones de almacenamiento en discos. Presentó su propia solución para el mercado Broadcast.
Los almacenamientos de Avid Unity estaban en un origen inventados por EMC2.
El CMS, Celerra Media Server. Orientado al NVOD, es en realidad un conjunto formado por el soberbio almacenamiento  Symetrix y una bomba de vídeo o servidor de ficheros capaz de sacar la información en MPEG-2 MPTS, «Multi program transport streams».
EMC2 abandonó el mercado del vídeo Broadcast en 2003.
nCube
Si bien no se trata de un servidor de vídeo Broadcast al uso, comienzan a realizar equipos para el mercado VOD en 1994: el MediaCube.
En 2005 nCube fue adquirida por C-COR que a su vez la absorbió ARRIS Group.

Niveles de RAID

RAID 0, Sin redundancia alguna, una combinación de discos que se agrupan para formar un único dispositivo de almacenamiento visible para el Sistema Operativo.
RAID 1, Redundancia total uno más uno en espejo, dos unidades de disco o arrays escriben y leen la misma información en cada unidad.
RAID 2, Un conjunto de nueve discos. Cada byte se divide entre los ocho discos primeros, siendo el noveno para paridad.
RAID 3, Un conjunto de discos n+1, en los que se graban bloques de 512 bytes, distribuidos entre los n discos, siendo el +1, el disco de paridad para confirmar y recomponer la información.
Debido a los macro bloques de 512 bytes es una protección muy útil para ficheros grandes y poco útil para ficheros muy pequeños.
RAID 4, Similar al RAID 3, pero los bloques se pueden transferir individualmente.  El disco de paridad recibe una elevada carga de escritura, pero no de lectura.
RAID 5, Similar al RAID 4, pero mejorando la carga del disco de paridad, el cual no existe. La paridad y el control de la información se realiza distribuyendo la carga paridad entre todos los discos.
RAID 6, Una extensión del RAID 5, donde se añade un bloque de paridad más.
Existen sistemas RAID basados en software que lógicamente no ofrecen una seguridad como los de hardware. No se emplean en soluciones Broadcast, a excepción de:
RAIDsoft, RAID por software propiedad de la empresa Harris®, galardonado con un Emmy®, ofrece dos métodos para salvaguardar los activos en medios audiovisuales: RAID 3 y paridad ECC (Error Correction Code – Código de Corrección de Errores).

Compresión

La compresión del vídeo es un elemento directamente  proporcional al éxito de los servidores de vídeo, no hubiera podido llegar a los niveles de calidad y costes actuales de no haberse comprimido la señal.
MJPEG, Motion Joint Pictures Expert Group, una compresión de vídeo basada en el estándar de imágenes fijas JPEG. El vídeo se divide en frames o campos entrelazados que se comprimen individualmente en el formato JPEG.
Utilizado en los primeros sistemas de edición de vídeo y videoservidores.
La compresión es intraframe , se comprime la imagen en función de los pixeles similares de un frame.
MPEG-2, el segundo de los estándares de codificación, empleado en el sector Broadcast para la captación, producción y difusión de señales.
Utiliza una compresión temporal. Comprime las imágenes en relación a las anteriores y siguientes, y espacial, comprime la imagen individual formando macro bloques.
La señal MPEG-2 se compone de frame I, B y P, cada uno con una cantidad de compresión determinada. El frame I es el que más información tiene, el frame P es el siguiente con mayor información (ambos denominados frames de referencia) y el frame B, es el que menos ocupa y menos información tiene.
La secuencia de frames IBP, forman un GOP («Group of Pictures» ) que pueden tener diferentes estructuras y cadencias, por ejemplo, un GOP=12, es una secuencia formada por IBBPBBPBBPBB, y después vuelta a empezar con el frame I…BBPBBP… La compresión inter espacial es la que se produce entre la I y P, que dan información a la B. La compresión intra frame es la compresión que se realiza en cada frame, siendo I el que menos compresión tiene.
Las variables del MPEG-2 son muchas, entre ellas están los perfiles y los niveles (tablas 1 y 2).
Transport Streams y Program Streams son encapsulados del MPEG-2, el primero transporta una única señal de vídeo en MPEG-2, y el segundo un conjunto de canales o señales empaquetados en MPEG-2.

Protocolos de comunicación con servidores y Vtrs

RS-422 Sony BVW
Se trata del estándar para el control de dispositivos Broadcast, sobre todo de magnetoscopios, y fue inventado por SONY para el control de sus VTRs. Permite controles de arrastre como play, play variable, pause, goto timecode, pause y stop, en grabación solo Rec, y Stop Rec.
Utiliza un conector de 9 pines en un cable serie que permite el control tanto a ordenadores, como a editores, VTRs, etc.
Vdcp
Este protocolo inventado por Louth es el estándar de comunicación de los vídeo servidores para realizar las operaciones de control, carga de clips, etc. así como de listas. Se basa en el control de Sony RS-422 BVW.
Ndcp
Protocolo de control por red IP, Network Device Control Protocol, basado en XML.
Desarrollado por Harris [Louth], para sustituir al estándar VDCP, utiliza las conexiones de red IP para realizar los comandos de control de los dispositivos, sobre todo vídeo servidores.
Los servidores a los que estaba enfocado eran EVS y EMC2 CMS.
Odetics Protocol
Protocolo propietario de Odetics Broadcast para el control de vídeo servidores. Basado también en el Sony BVW, soporta comandos extendidos como el manejo de clips, listas, nombres,…
APIs
Applications Programmers Interfa-ce, se trata de una serie de herramientas para crear aplicaciones que se comuniquen directamente con el dispositivo deseado a través de conexiones Ethernet. Ejemplos de servidores que ofrecen sus APIs son Omneon y Avid MediaStream.
AMP GrassValley
Advanced Media Protocol. Este protocolo de Grass Valley permite enviar comandos y control tanto por conector serie de 9 pines RS-422, como por red ethernet . El control IP ofrece mayors posibilidades y opciones que el control serie.
Thomson XtenDD-35
Este protocolo se basa en el BVW de Sony para el control de transporte básico de los dispositivos. Posee la función extendida adicional de manejo de clips; crear, nombrar, cargar, descargar y borrar.
Este protocolo se utiliza en la gama de productos de Thomson/GVG, como mezcladores, así como en algunos controladores de la marca DNF.
Evs Avsp
Protocolo de control propietario de EVS, en el que utiliza el RS-422 para su manejo.
Quantel Corba Interface
Interfaz de control para los servidores de Quantel.
Control-L/ LANC
LANC o Local Application Control Bus es un protocolo bidireccional desarrollado por Sony para sincronizar los camascopios y las cámaras con dispositivos externos, como trípodes con control manual.
El conector que se utiliza es un mini Din de 5 pines, un Jack o un mini Jack.
El protocolo denominado Sony «Control-S» posee una interfaz de control similar pero unidireccional.
Control-M
Panasonic posee un protocolo similar al LANC, denominado Control-M.
El conector que se utiliza es un mini Din de 5 pines, utilizado para el control de dispositivos y orientado a la edición entre magnetoscopios.
Jlip
El protocolo Joint Level Interface Protocol (JLIP) es la respuesta de JVC al protocolo de Sony LLANC.
Chyron
Protocolo de control para dispositivos de generación de caracteres, inventado por Chyron. Es uno de los estándares para la comunicación entre tituladoras Broadcast, también puede utilizarse para el manejo de ciertos vídeo servidores.
Mos
Protocolo de comunicación más que de control que se utiliza como puente entre diferentes plataformas. Se realiza a través de red Ethernet y puede ejecutar comandos de arrastre y control de dispositivos.

Texto: Asier Anitua Valluerca

Los servidores de vídeo (I)

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