ИТ-портал компании «Инфосистемы Джет»

Рынок мультимедиа-решений

Рынок мультимедиа-решений

В коллективном сознании человечества существует набор универсальных и проверенных временем истин, сформулированных в разное время философами, алхимиками, религиозными мистиками и инженерами . В ИТ–отрасли часто вспоминают историю о том, что новое — это хорошо забытое старое , а инженерная мысль и индустрия развиваются по спирали.

В свое время развитие техники и стремление к удешевлению определило переход от коммутации каналов к пакетным сетям и IP–телефонии. Текущий уровень развития технологий и стоимость вычислительной мощности обеспечивают аналогичный сценарий для управления аудио– и видеопотоками. Наступает эра IP–технологий в мультимедийных решениях.

Цифровые аудио– и видеотехнологии появились в 1970-х гг., когда миру были представлены цифровые стереорекордеры и компакт-диск. IP-технология для звука появилась вместе с IP–телефонией и стриминговыми аудиосервисами. Передача видео реализуется средствами ВКС, но эта технология ориентирована на относительно низкоскоростные каналы, имеет заметные задержки при передаче контента и компромиссное разрешение. А вот приемлемые по стоимости решения для обработки в IP–сетях видео высокого разрешения (FHD/4K) в реальном времени появляются только сейчас.

Тренды и бренды

К 2016 г. рынок мультимедийных решений находился в небольшой рецессии: продажи не только не росли, но даже падали. Зато ближайшее будущее видится аналитикам достаточно радужным: в ближайшие 6 лет ожидается рост в диапазоне 20–25%. Самое время поговорить о том, что будет происходить в AV–индустрии в ближайшее время. На рисунке 1 показаны объемы рынка мультимедийной продукции в Европе от 2014 до 2022 г.

Объемы рынка мультимедийной продукции в Европе: история и прогноз

Единогласны аналитики в одном: основная тенденция уходящего года — это уход от аппаратных платформ коммутации AV в сторону архитектуры с программной обработкой AV–потоков, передачей по IP и использованием компонентов стандартной ИТ–инфраструктуры. Идет процесс стандартизации и срастания мультимедиа решений и ИТ: общая инфраструктура, подходы, принципы управления, среда передачи.

Из прочих значимых технологических трендов можно назвать:

• Рост роли программного обеспечения в AV–комплексе: на первый план выходят вопросы гибкости, интеграции и предоставления сервиса.

• Снижение объемов продаж проекторов в пользу ставших доступными крупноразмерных LCD–панелей: они практичнее, не требуют замены ламп, моторизованных экранов и затемнения помещения, могут работать круглосуточно. Наблюдая спад интереса, производители проекторов переходят на новые твердотельные источники света (светодиоды и лазеры).

• Доминирование китайских LED–видеостен большого формата. Они стремительно эволюционируют, уже сейчас можно найти варианты построения видеостен до 8К разрешением и отдельные LED–модули с размерами пикселей до 0,9 мм, что по размерам пикселей сравнимо с плазменными панелями 20-летней давности.

• LCD–дисплеи разнообразных форм, гибкие и прозрачные дисплеи, поддержка HDR, технология OLED — продолжаются попытки превратить любую поверхность в экран и обеспечить удобное для глаза восприятие при любых условиях освещения.

• Появление устройств с поддержкой интерфейса MHL.

• Дополняющая предыдущий тренд тенденция встраивания видеокамер повсюду. Смартфоны, видеонаблюдение, биометрия, телемедицина, транспорт, военная экипировка — многообразие встроенных снимающих и передающих видеокамер привело к появлению неологизма «Video–of–Things» (VoT). Весь этот поток видео нужно собирать, обрабатывать, микшировать, показывать — оперативно, быстро и просто, используя соответствующее программное обеспечения.

OLED — технология изготовления видеоэкранов на базе органических соединений. В отличие от LCD они не требуют задней подсветки, так как OLED-элементы сами излучают свет.

MHL — перспективный компактный цифровой AV-интерфейс для мобильных устройств.

HDR — технология обработки изображения, повышающая его динамический диапазон.

Чем IP лучше

В настоящее время стандарты разрешения, функциональности и качества AV растут быстрее, чем индустрия успевает выпускать решения, их поддерживающие. Например, после анонса в 2013 г. спецификации HDMI 2.0 около 2–х лет на рынке отсутствовали продукты AV-коммутации, поддерживающие эту спецификацию. Производители писали на коробках что-то вроде «4К Compatible» .

Стандартные решения на базе громоздких аппаратных матриц коммутации HDMI/DVI–сигналов практически невозможно адаптировать к новым стандартам качества и разрешения. Их возможности «зашиты» в специализированном железе, которое либо не поддерживает возможность программной модернизации, либо не рассчитано на другие показатели обработки сигналов. В подавляющем большинстве случаев такое решение не позволяет повысить характеристики за счет частичной модернизации или апгрейда ПО: хочешь 4К или 3D — покупай новую систему.

Централизованная архитектура коммутационных матриц требует доставки всех сигналов непосредственно к месту установки коммутатора, что означает применение «удлинителей», использующих медные или оптические линии СКС и удорожающих решение.

Все то же относится к приобретенным когда-то кабелям, розеткам и разъемам: рассчитанная на спецификацию HDMI v1.2 коммутационная продукция не позволит использовать возможности, заложенные в спецификациях HDMI 1.4 или 2.0.

В конечном итоге появившийся в спецификации HDMI 1.4 канал Ethernet 100 Мбит/с свидетельствует о принципиальной потребности в тесной интеграции AV– и ИТ–технологий. Но, как любая полумера, похоже, этот факт особо никого не вдохновил: если идти в IP, то до конца.

Для поставщиков контента технологии AV–over–IP обеспечивают принципиально другую архитектуру обработки, дистрибуции и архивирования контента, например, позволяют широко использовать преимущества дешевых облачных технологий.

Возможности ЛВС на текущий момент превышают потребности AV–индустрии в передаче сигналов. Наличие широкого спектра коммутаторов c 40G и 100G интерфейсами обеспечивают существенный запас пропускной способности для роста разрешения и уровня качества AV–сигналов.

Подключение устройств к сети автоматически решает вопрос централизованного управления оборудованием. В традиционных решениях устройства чаще всего все равно подключаются к ЛВС для удаленного централизованного управления и мониторинга, т.е. за коммутатор придется заплатить в любом случае.

Технология IP имеет значительно больше возможностей, чтобы обеспечить защиту контента от копирования с помощью уже существующих надежных протоколов защиты информации. HDCP в этом качестве выглядит странным мутантом и источником головной боли для инсталляторов.

Важное преимущество AV–over–IP — это возможность масштабирования. Стандарт DANTE (передача аудио по IP) позволяет организовать в одной сети до 512 двунаправленных каналов передачи аудио — традиционный аналог такого решения нужно еще поискать. Для видеопотоков возможности масштабирования ограничиваются соотношением между количеством и характеристиками источников сигнала и пропускной способностью сети. При этом пропускная способность сети используется экономно за счет использования сетевой технологии IP Multicast.

Другое важное преимущество — возможность обеспечить передачу контента на расстояния, соответствующие масштабам кампусных сетей, где можно выделить достаточную полосу пропускания для мультимедийного контента высокого качества и реального времени. Наиболее близкий к AV–over–IP стандарт HD–BaseT обеспечивает передачу питания 100 Мбит/с Ethernet и сигнала вплоть до 4K/30 fps через витую пару категории 5е/6 на расстояние до 100 метров. Стандарт поддерживает установку до 8 повторителей сигнала, которые позволяют удлинить цепочку до 800 метров, но каждое такое устройство стоит денег. Включить HD–BaseT–передатчик или приемник в стандартную ЛВС невозможно. К тому же сам стандарт не позволяет передавать сигнал с более высокими характеристиками.

IP–multicast (RFC 1112) — сетевая технология многоадресной рассылки, обеспечивающая передачу по сети только одного уникального потока трафика при доставке множественным получателям. Работает совместно с протоколом IGMP (RFC 4604), обеспечивающим для устройства-получателя возможность подписки на требуемый поток.

До чего дошел прогресс…

Использование IP в большинстве случаев означает программную обработку AV–потоков и практически является синонимом гибкости и возможности модернизации.

Удешевление решения достигается за счет:

• Использования стандартной элементной базы Ethernet, стандартной СКС и коммутационных элементов.

• Унификации подключения.

• Совмещения функций управления и мониторинга и передачи контента в едином формате.

На прошедшей в ноябре выставке ISR’2017 было представлена широкая гамма AV–over–IP–решений как от маститых мультимедийных брендов, так и от новых игроков рынка. На текущий момент можно сказать, что практически все компоненты для построения AV–over–IP–решения уже сейчас доступны на рынке.

Другое дело — их стоимость. Цена приемника/передатчика AV–over–IP с поддержкой разрешения 4К начинается с 2000 долларов. Для того чтобы оценить стоимость AV–over–IP коммутационного решения нужно посчитать ваши источники сигнала (плееры, точки подключения ноутбуков, кодеки ВКС и т.д.) и приемники (видеостены, экраны) и умножить это на стоимость устройства. Да, не забыть добавить стоимость оборудования ЛВС, если ваша сеть не имеет ресурсов для подключения дополнительного оборудования.

Второй ахиллесовой пятой AV–коммутации являются ограниченные возможности по обработке передаваемого изображения. Можно управлять направлением и коммутацией медиапотоков, но обработка таких объемов видеоданных, да еще закодированных и сжатых, — весьма ресурсоемкая задача, требующая существенных вычислительных ресурсов, которые не предусмотрены в относительно простых и маломощных передатчиках и приемниках AV–over–IP. На текущий момент решения поддерживают только простые операции с видеосигналом типа обрезки части изображения для формирования картинки для видеостены. Для более сложных операций производители зачастую предлагают весьма нетривиальные (и недешевые) решения.

Третья болевая точка — это объемы AV–трафика, передаваемого через Ethernet–/IP–сеть. В зависимости алгоритмов кодирования и компрессии поток 4K-видеосигнала может превышать 1 Гбит/с. Поэтому многие производители оснащают свои устройства 10G сетевым интерфейсом. На практике это означает, что дополнительно к AV–комплексу необходимо купить 10G коммутатор: в корпоративных сетях такие потребности в полосе наблюдаются только в ЦОДах. Возможность использования существующей инфраструктуры ЛВС организации должна определяться на этапе проектирования. В ряде случаев отдельная мультимедийная ЛВС на отдельном оборудовании будет самым правильным решением.

…И куда он идет

Наиболее очевидным трендом является конвергенция решений Digital Signage, ВКС и AV–коммутация. Все эти решения, по сути, делают одно и то же: передают звук и видео, но делают это с учетом специфики решаемой задачи. Тем не менее отправить IP–поток из системы ВКС в AV–over–IP–коммутатор на текущий момент не получится: разные протоколы и методы компрессии исключают их совместимость. Так как все основные компоненты решений практически одинаковы, в отдельных случаях конвергенцию можно реализовать средствами программного обновления. Это позволит обеспечить «бесшовную» дистрибуцию контента для различных сценариев размещения и подключения устройств отображения. Станет не важно, где находится потребитель контента — в соседнем помещении или на другом конце света: картинку и звук он получит, с поправкой на скорость передачи данных, конечно.

Также можно ожидать появление интегрированных DMS–устройств под специфические функции типа интеллектуальных указателей. Сейчас такие устройства, как правило, рассчитаны на показ рекламы и собираются из панели и плеера. А вот компактных и недорогих устройств, состоящих из экрана (сенсорного, как опция), встроенного плеера и сетевого интерфейса, на текущий момент не наблюдается. Хотя потребность в них существенная, так как такое устройство будет, по сути, частью IoT–экосистемы.

В несколько более отдаленной перспективе тенденцией видится полный отказ от специализированных AV–интерфейсов в пользу стандартных подключений Ethernet и Wi–Fi. В сегменте SOHO, с учетом предполагаемых объемов рынка это будет сопоставимо с упомянутым в начале статьи переходе от коммутации каналов к коммутации пакетов: в небытие уйдет лишняя HDMI–коммутация, жизнь инсталляторов станет значительно проще, стоимость решений — дешевле.

В 2015 году были продемонстрированы чипсеты Aptovision Blueriver NT, поддерживающие HDMI 2.0, 4K 60 fps и формирующие IP-потоки, которые могут передаваться через 10G Ethernet–сеть с задержкой до 100 микросекунд. Интересной особенностью этого чипсета является возможность масштабирования и комбинирования нескольких AV–потоков в одном приемнике с формированием единой картинки. Но алгоритмы и технологии в этом случае являются проприетарными.

Чего не хватает AV–over–IP–индустрии для полного счастья? Стандартных алгоритмов кодирования и сжатия AV–потоков в IP: универсальных для различных разрешений, с обратной совместимостью и минимальной задержкой. Один из вариантов ответа на этот вопрос — кодек H.265. Он позволяет с хорошим качеством и небольшой задержкой закодировать FullHD, поэтому может использоваться как в локальных, так и в глобальных сетях, осуществляя поток от 2 Мбит/с. Его особенностью является высокая вычислительная мощность, требуемая для реализации алгоритма сжатия, поэтому существенного количества реализаций AV–over–IP–передатчиков на базе H.265 не наблюдается.

***

Индустрия идет по пути использования широкополосного сетевого ресурса, вместо того чтобы эффективно сжимать потоки. Но c увеличением и удешевлением вычислительных мощностей это перестанет быть проблемой и появится окно возможностей для интеграции. Правда, реализовано оно будет на базе новых продуктов, а не тех, что можно купить сейчас. Прогресс не остановить, хоть и нет ничего нового под солнцем.

Вернуться к списку статей
Оставьте комментарий
Мы не публикуем комментарии: не содержащие полезной информации или слишком краткие; написанные ПРОПИСНЫМИ буквами; содержащие ненормативную лексику или оскорбления.
О журнале

Журнал Jet Info регулярно издается с 1995 года.

Узнать больше »
Подписаться на Jet Info

Хотите узнавать о новых номерах.

Заполните форму »
Контакты

Тел: +7 (495) 411-76-01
Email: journal@jet.su