Любой современный проект представляет собой сложную систему, в которой в равной степени используются решения из мира профессионального AV и IT. Программные решения начинают все чаще применяться в AV-разработках. Совсем недавно работа AV-инсталлятора заканчивалась в тот момент, когда на экране появлялась картинка, а в динамиках – звук, а задача IT-специалиста сводилась к мониторингу и оптимизации потоков данных для обеспечения максимально быстрой и надежной передачи информации везде, где это необходимо.
Принцип «установил и забыл» сегодня уже не удовлетворяет современным IT-требованиям, а возможность постоянного доступа к контролю и управлению всей системой AV-коммутации стала необходимостью. К тому же широкое распространение решений по передаче видео по IP-сетям послужило причиной постановки дополнительных задач перед IT-отделом, поскольку коммутацию AV-сигналов требуется обеспечивать в том числе внутри компьютерных сетей.
Передача видео по IP позволяет легко удлинять, распределять и коммутировать сигналы в форматах высокой четкости по локальным сетям, избавляя от необходимости в прокладке выделенных кабельных трасс (витопарных или оптоволоконных) для расширения системы коммутации и распределения. Благодаря ей, можно совмещать существующую архитектуру компьютерной сети для параллельной работы AV- и IT-устройств, практически без взаимного влияния трафика видео и данных. Сетевая инфраструктура и гигабитные Ethernet-коммутаторы даже бюджетного уровня прекрасно взаимодействуют через стандартные кабели витой пары в большинстве инсталляций. Когда необходимо передать видеосигнал из одной части сети в другую, распределить сигналы одного источника на несколько дисплеев, расположенных в разных местах, или даже создать коммутационную матрицу из нескольких источников и устройств отображения, решения для передачи видео по IP – отличный выбор.
В отличие от устройств, требующих подключения дорогих коммутаторов и глубоких познаний в области конфигурирования и поддержки сетевой инфраструктуры, решения Gefen из линейки Video-over-IP обеспечивают управление коммутацией непосредственно в самих устройствах. Согласитесь, это гораздо удобней, чем постоянный контроль за многочисленными сетевыми маршрутизаторами и коммутаторами. Не говоря уже об уменьшении нагрузки на IT-специалистов, улучшении сетевой безопасности и возможности осуществлять настройку даже без административного доступа к IT-ресурсам. Видеосигнал передается в отличном качестве с разрешением Full HD 1080p и частотой обновления 60 Гц, с задержкой не более трех кадров, при этом общая производительность сети остается практически нетронутой.
Коммутационная матрица произвольного размера
В то время, как большинство традиционных матричных коммутаторов для видеосигналов, как правило, строится по симметричной схеме (8x8, 16x16 или 32x32), оборудование из новой линейки Gefen позволяет формировать коммутационные матрицы любого размера, содержащие до 256 источников и до 65 тыс. устройств отображения. Вы экономите значительные средства и можете реализовать грандиозные по своей гибкости системы. Например, система Video-over-IP с 4-мя источниками и 20-ю дисплеями потребует только 4 передающих и 20 принимающих модулей, в то время, как обычное решение будет использовать матричный коммутатор 32x32, значительная часть возможностей которого не будет задействована.
Другим преимуществом виртуальной IP-матрицы является ее масштабируемость. Дополнительные передатчики и приемники могут быть легко добавлены в любое время – без замены существующего оборудования, кабелей или конфигураций. В дополнение к видеосигналам высокой четкости, оборудование KVM-over-IP передает USB, RS-232, ИК, а также цифровые или аналоговые аудиосигналы, обеспечивая идеальные условия для удаленного управления несколькими компьютерами – в студиях, серверных или учебных классах. Для систем, не требующих передачи USB или аналогового аудио, прекрасно подойдет модель Gefen EXT-HD2IRS-LAN – компактный удлинитель с отличным соотношением цены, качества и функционала.
Типовые схемы построения системы
Использование контроллера EXT-CU-LAN значительно упрощает процесс инсталляции, расширяя возможности управления оборудованием для передачи сигналов Video- over-IP. В то же время, для простых схем или в случаях, когда управление матрицей планируется осуществлять с помощью внешнего IP-контроллера высокого уровня, система Gefen Video-over-IP может быть инсталлирована без подключения EXT-CU-LAN. Топология сетевой архитектуры при этом не меняется, все команды управления формируются внешним контроллером, который также должен обрабатывать ответные сообщения для мониторинга состояния виртуальной коммутационной матрицы. Со списком поддерживаемых команд управления и правилами их формирования можно ознакомиться в инструкции пользователя для соответствующей модели. Для быстрого и удобного конфигурирования настроек IP-адресации оборудования настоятельно рекомендуется использовать программное обеспечение Syner-G™.
Для простых схем, а также при выполнении первичного тестирования оборудования до начала инсталляции, все оборудование может быть подключено к одному сетевому коммутатору. Маршрутизатор также может быть подключен к сети, но его использование в данных условиях не обязательно. Для обнаружения и подключения к контроллеру EXT-CU-LAN следует использовать программное обеспечение Gefen Syner-G™, распространяемое бесплатно. После чего, используя функцию автоматической настройки (Auto-Assign) в web-интерфейсе самого контроллера, необходимо осуществить поиск и назначение IP-адресов всем подключенным к сети устройствам.
В более сложных сисемах и в тех случаях, когда между устройствами необходимо организовать более протяженные линии передачи данных, дополнительные сетевые коммутаторы могут быть подключены каскадно. В ряде случаев объем видеотрафика, передаваемого между коммутаторами, может потребовать от канала связи пропускной способности более 1 Гбит/с. Использование оптоволоконных SFP-модулей с поддержкой скорости до 10 Гбит/с обеспечит передачу данных на большие расстояния, а соединение 10 Гбит/с на основе медных кабелей позволит подключать коммутаторы локально.
Внимательный анализ и правильное планирование сетевой архитектуры позволит сформировать систему, способную стабильно функционировать на максимальной пропускной способности, избегая перегрузки сети. Пример, приведенный выше, иллюстрирует схему, построенную на базе двух коммутаторов, каскадно включенных по оптоволоконному каналу. В системе 3 передатчика, 2 из которых подключены к 1-му коммутатору, а 3-й ко 2-му. Система формирует одновременно 3 видеопотока, при этом необязательно, что все они пойдут через оптоволоконный канал. При любых условиях только 2 видеопотока можно передавать от 1-го коммутатора ко 2-му, и только 1 поток – в обратном направлении. Подключение дополнительных источников к 1-му коммутатору не увеличит количества видеопотоков по связующему каналу, т.к. ко 2-му коммутатору подключено всего 2 приемных модуля.
При каскадной схеме работы системы продуманное подключение передающих и приемных модулей может значительно снизить, а в некоторых случаях и полностью исключить дополнительный трафик между коммутаторами. Это становится особенно важным при построении крупных систем с десятками передатчиков и приемников, использующих несколько каскадно соединенных коммутаторов. Отсутствие перегрузок в канале связи обеспечит четкую и динамичную передачу видеоконтента в режиме реального времени. Кроме того, такое подключение позволит значительно повысить общую надежность и отказоустойчивость системы, по сравнению со схемой, когда все передатчики подключены к 1-му коммутатору, а все приемники ко 2-му. Отказ одного из коммутаторов или канала связи приведет лишь к невозможности отображения удаленных источников, в то время, как передатчики и приемники, подключенные локально, продолжат работу.
Несмотря на то, что обе сети функционируют раздельно, контроллер позволяет управлять оборудованием семейства Video-over-IP через сеть данных и одновременно оставляет возможность управления с компьютеров, подключенных непосредственно в сети с видеотрафиком. Выбор режимов и решений по организации топологии сети и ее безопасности остается за системным администратором.
Сетевая адресация
При работе с оборудованием, оснащенным IP-интерфейсами, одним из наиболее сложных аспектов, нередко создающих путаницу, является необходимость настраивать адресацию устройств. Правильная настройка предотвращает сбои в передаче данных и обеспечивает корректной доступ к устройствам. Однако, чем больше разного оборудования подключено в сети, тем выше становится вероятность возникновения проблемных ситуаций. Протокол динамической адресации (DHCP) упрощает процесс конфигурирования, поскольку позволяет системному маршрутизатору автоматически присваивать дискретный адрес каждому подключенному к сети устройству.
В то же время, при ненадлежащей настройке, сервис DHCP может стать источником гораздо большего числа проблем – при условии, что устройства часто подключаются и отключаются от сети, а их IP-адреса переназначаются иному оборудованию. Это может приводить к ситуациям, когда устройство использует IP-адрес, на который все остальное оборудование не настроено. Более того, динамический режим, чаще всего присваивает адрес случайным образом, что может усложнить использование конкретных устройств. Не стоит забывать и том, что оборудование, настроенное на разные подсети, будет недоступно друг для друга, даже когда все устройства физически подключены к одному коммутатору. И наконец, если каким-либо образом два или более устройств будут сконфигурированы на один IP-адрес, ни одно из них не сможет полноценно функционировать.
При необходимости, в одной схеме можно задействовать различные модели линейки, преобразуя и коммутируя между собой сигналы HDMI, DVI и VGA в соответствии с ограничениями, накладываемыми HDCP, но без подключения дополнительного оборудования. Управление системой простое и удобное: либо через встроенный web-интерфейс, либо непосредственно с клавиатуры через специализированное ПО Gefen KVM and Video Over IP Keyboard Controller, доступное для скачивания на официальном сайте. Также для управления системой распределения видеосигналов можно использовать новый аппаратный контроллер EXT- CU-LAN, имеющий 2 независимых уровня доступа, традиционную возможность управления с аппаратной клавиатуры и полнофункциональный web-интерфейс. Прибор легко интегрируется через TCP/UDP-протоколы с любой системой управления, поддерживающей работу по IP.
ПО Syner-G™ Discovery Tool представляет собой эффективное решение для большинства ситуаций, возникающих при настройке IP-адресации. Каждое устройство, совместимое с данным ПО, оснащено специальным сетевым признаком, который позволяет обнаружить и подключиться к нему, даже если на устройстве настроен неправильный IP-адрес либо этот адрес совпадает с другими устройствами в сети, что в обычных условиях привело бы к блокировке доступа к устройству.
Заключение
Современное аудио-, видеооборудование постоянно развивается, оснащается IP-интерфейсами и комплектуется программным обеспечением, упрощающим процесс воплощения проекта в жизнь. Это позволяет IT-специалистам чувствовать себя более комфортно и уверено, деля сети передачи данных с каналами трафика аудио/видео. Локальная сеть – неважно, выделенная или совмещенная – становится эффективной и удобной средой для передачи и распределения видеосигналов высокой четкости. Во многих случаях создание виртуального матричного коммутатора в IP-сети является значительно более простым и экономически выгодным решением по сравнению с традиционным использованием центрального аппаратного коммутатора интерфейсов в связке с выделенными кабельными линиями.