Построение систем распределения и отображения мультимедийной информации.

В дальнейшем изложении под понятием "мультимедийная информация"  будут предполагаться любые аудио или видео материалы, представленные в электронном виде. Это подразумевает, что мультимедийная информация записана на одном из электронных носителей, например, оптические компакт диски различных форматов, жесткие диски компьютера и т.д. Под системой распределения подразумевается комплекс аппаратных средств для воспроизведения мультимедийной информации и коммутации (соединения между собой) источников и приемников мультимедийной информации.

Необходимо отметить, что всё, сказанное в данной статье относится не только к крупным системам, насчитывающим до нескольких десятков или сотен приемников (развлекательные и торговые центры), но и к небольшим системам для домашнего применения ("мультирум",  "умный дом" и т.д.).

В качестве источников применяются плееры DVD, Blu-ray/HD-DVD и, в некоторых случаях, плееры VHS (SVHS); также к источникам относятся микрофоны, спутниковые, FM и другие тюнеры. К отдельной категории источников следует отнести персональные компьютеры (PC). Кроме того, часто возникает необходимость в качестве источников использовать различные видеокамеры (аналоговые или IT).

Поскольку источники мультимедийной информации имеют на выходе два вида сигналов – звуковой и видео, то приемники, соответственно делятся на две основные группы – для воспроизведения звука и отображения видео. Вместе с тем, существуют и совмещенные устройства, ярким представителем которых является обыкновенный телевизор. Наиболее часто в качестве аудиоприемников выступает комбинация из усилителя и громкоговорителей различного конструктивного исполнения, определяемого архитектурными и интерьерными особенностями помещений, где они используются. Выбор видеоприемников также, если не в большей степени, определяется местом их установки. Кроме того, очень большое значение имеет взаимное расположение аудитории и видеоприемника. Наиболее широко применяются различные LCD-мониторы, LCD и плазменные панели, видеопроекторы и мониторные стены.

Исходя из вышесказанного, можно видеть, что выбор источников и приемников во многом определяется факторами не технического свойства, которые жестко определяют типы и модели оборудования. Поэтому задача согласования этих устройств между собой, с целью минимизации искажений и потерь качества сигнала, почти полностью ложится на систему коммутации. Конечно, на этапе выбора источников и приемников можно, и нужно, учитывать не только вопросы дизайнерских решений, но и вопросы получения максимального качества звука и видеоизображения. К системе коммутации, в дальнейшем, будем относить соединительные кабели, преобразователи аудио и видео форматов (скэйлеры), переключатели, коммутаторы и различные усилители. Неотъемлемой частью системы коммутации в последнее время становятся и специализированные устройства для её дистанционного управления, т.к. большое количество и разнообразие оборудования для целей чисто коммутации, затрудняет непосредственное управление и оперативную работу с помощью основных органов управления оборудованием. Кроме того, подавляющее большинство современных систем управления позволяют организовать управление комплексом через локальные сети и Интернет.

Необходимо отметить, что размещать оборудование коммутации (а в некоторых случаях и источники мультимедийной информации) удобнее и выгоднее в одном месте, в коммутационной стойке формата 19". Такие стойки и шкафы поставляются различных типов и исполнений, позволяя упростить не только взаимное соединение оборудования, но и обеспечить необходимый температурный режим и защиту от внешних воздействий.

Выбор устройств отображения (приёмников)

При выборе моделей акустических систем необходимо учитывать следующие основные параметры: конструктивное исполнение, номинальную мощность и полосу воспроизводимых частот. В некоторых случаях важными характеристиками могут стать рабочий диапазон температуры окружающей среды и влажности. Обычно применяют пассивные акустические системы, что подразумевает наличие в системе соответствующих усилителей мощности. Кроме того, при больших расстояниях (более 50-100 м) между усилителями мощности и акустическими системами (или при большом количестве последних), применяются высоковольтные линии передачи. То есть, выходной сигнал усилителей мощности  (и соответственно – входной акустической системы) составляет от 70 до 100 В. Входной сигнал для усилителей мощности предпочтительно использовать симметричный, что позволит значительно снизить влияние помех при больших расстояниях от коммутатора до усилителей мощности. При небольших расстояниях (например, при размещении оборудования в 19" стойке) возможно применение обычных несимметричных, экранированных линий. Предполагается, что аудио сигнал является стереофоническим, что достаточно для большинства случаев. Вопросы распределения многоканальных аудио сигналов форматов 5.1 и т.д. в данной статье не рассматриваются. При децентрализованном размещении оборудования, как в некоторых системах "мультирум", когда усилительное оборудование размещается в непосредственной близости от акустической системы, необходимо тщательно проработать вопрос регулирования уровня звука. Т.е. либо распределенные усилители мощности должны иметь, как минимум, регулировки уровня; либо регулирование уровня должно осуществляться в коммутирующем устройстве. В крайнем случае возникает необходимость вводить в линейный тракт аудио сигнала дополнительные усилители-корректоры с дистанционным управлением.

В любом случае необходимо иметь одно, основное место для управления системой и регулирования уровня и характеристик звукового сигнала. Кроме того, при наличии нескольких помещений, в каждом должны быть предусмотрены локальные устройства, как минимум, для регулировки уровня (громкости) звука. Желательно иметь ещё и возможность выбора источника прослушивания. При наличии видео устройств, и возможности локального выбора для них источника программы, это требование является обязательным.

Выбор видеопанелей и видеомониторов определяется теми же факторами, что и выбор акустических систем, но, кроме того, большую роль оказывает выбор видео интерфейса между источником и приемником. Большое многообразие типов видеосигналов, в отличие от аудио сигналов, затрудняет, а в некоторых случаях, делает невозможным коммутацию видео без преобразования форматов. В настоящее время используются следующие форматы видео сигнала: композитный, Svideo, компонентный, DVI, HDMI и различные версии компьютерного интерфейса SVGA. Все они перечислены в порядке возрастания качества передаваемого изображения. При выборе интерфейса необходимо учитывать также и стоимость кабельных линий, т.к. интерфейсы высокого разрешения (DVI, HDMI) требуют применения очень дорогих кабелей уже при расстояниях 10 – 15 м. А при расстояниях порядка 30 м практически не могут нормально работать. Исходя из опыта решения конкретных задач, мы остановились на использовании SVGA (при разрешении от 1024х768 и выше) на расстояниях до 30 м; компонентного видео сигнала на расстояниях до 70 – 100 м и Svideo сигнала при расстояниях до 250 м. Применение DVI и HDMI в настоящее время сдерживается очень большой стоимостью коммутационного оборудования и невозможностью работы на большие расстояния. В отличие от аудио сигналов, видеосигнал практически никогда оперативно не регулируется (яркость, контрастность и т.д.). С другой стороны, возможность локального выбора источника сигнала должна присутствовать достаточно часто.

Выбор устройств коммутации

Определение состава и конфигурации системы коммутации определяется типами источников и приёмников и конфигурацией всего комплекса. В простейшем случае используем одноканальный переключатель из N входов на один выход, где N – число источников сигнала. При этом видео коммутатор должен быть выбран с соответствующим интерфейсом (в простейшем случае единым для всех источников и приемников). Если же один или несколько источников не имеют интерфейса, совпадающего с интерфейсом коммутатора, то на соответствующем его входе устанавливается преобразователь интерфейса (скэйлер). Например, для подключения компьютера с SVGA выходом к системе, где все источники и приёмники имеют Svideo формат, необходим преобразователь SVGA à Svideo. Часто, в таких случаях, оправдано применение универсальных коммутаторов со встроенными скэйлерами по каждому входу, что позволяет более гибко использовать систему при её модернизации. Например, при замене одного плеера другим, с лучшими параметрами, но с иным интерфейсом. Наиболее гибкое решение, а при наличии различных помещений с приёмниками и единственное, это применение матричных коммутаторов N x K. Здесь имеется N входов и K выходов, при этом сигнал с любого входа может быть подан на любой или на все выходы. Интерфейс матричного коммутатора выбирается исходя из интерфейса приёмников видеосигнала, а согласование с источниками аналогично варианту с одноканальными переключателями. Необходимо отметить, что все видео коммутаторы обычно имеют и аудио коммутаторы со структурой аналогичной видео. При этом аудио часть в основном работает в режиме "звук за видео", при котором переключение направления видео сигнала вызывает и соответствующее переключение аудио канала. У некоторых моделей возможно независимое управление аудио и видео каналами.

При построении небольших одноканальных систем, с максимум четырьмя источниками, управление всем оборудованием обычно осуществляется с лицевых панелей коммутатора и источников. В случае более сложных систем, необходимо уточнить наличие портов дистанционного управления у выбранных моделей коммутаторов и источников. Обычно это RS-232, RS-485 или инфракрасные порты, используемые при работе со штатными пультами дистанционного управления.

Выбор устройств управления

Оборудование системы управления подбирается исходя из критериев удобства и оперативности при работе с комплексом. В самом простом случае оно состоит из  управляющего контроллера и кнопочной панели, расположенной в удобном для работы месте. Контроллер обычно устанавливается вместе  с коммутаторами и источниками. При наличии нескольких помещений с независимыми приёмниками, аудио или видео (т.н. "зоны"), в каждом из них должно быть установлено локальное устройство управления.

Устройства управления, подключаемые к управляющему контроллеру, существуют самых различных типов, начиная от простых кнопок и заканчивая сенсорными видеопанелями. Последние являются наиболее  удобными в эксплуатации, но вместе с тем и наиболее дорогими решениями. При их использовании необходимо понимать, что помимо электрического подключения к управляющему контроллеру, потребуется большая работа по их программированию. И программирование заключается не столько в увязке логики работы всего оборудования в составе комплекса, сколько в скрупулёзной работе с низкоуровневыми протоколами управления каждым отдельным устройством. Кроме того необходимо разработать простой и интуитивно понятный для пользователя графический интерфейс для конкретной сенсорной панели. Необходимо отметить важность наличия у поставщика устройств управления соответствующего программного обеспечения и его доступность. Т.к. это программное обеспечение может оказаться платным.

В заключение хотелось бы отметить, что на каждом этапе выбора оборудования для создания конкурентноспособного решения, необходимо постоянно просчитывать стоимость и трудоёмкость создаваемого комплекса. С другой стороны, чрезмерное удешевление отдельных компонент может привести к значительному ухудшению параметров системы в целом. Одним из решающих факторов по оптимизации комплекса должна быть постоянная работа с Заказчиком на этапе проектирования, отработки технического задания и спецификаций для достижения наилучшего результата.

15.01.09.

Гл. инженер "Евро-Инженеринг"                           Гладких Б.И.