Servidores de video: Seleccione el diseño que más se acomode a sus necesidades

No es una sorpresa que muchos de los términos usados en la industria de los computadores se estén volviendo muy comunes en el léxico del ingeniero de televisión Con la conversión de análogo a digital se plantea la necesidad de que los diseñadores de sistemas de video de hoy se familiaricen con la terminología y arquitectura de los sistemas de computadoras, sumados a aquellos de video análogo tradicional. Si bien la industria de los computadores ha escrito sobre el uso de los servidores, sólo en los últimos dos años las aplicaciones serias de video se han vuelto comunes. El término Servidor viene de la relación cliente-servidor en una red de computadores.

El diseño o arquitectura actual de un servidor de video es dictado por las aplicaciones para las cuales se hizo y los tipos específicos de aparatos para almacenamiento en masa empleados. Cualquier servidor de diseño básico puede ser ’transformado’ para maximizar su desempeño en una variedad de aplicaciones. Por ejemplo, la velocidad y el ancho de la banda del I/O (entrada/salida) que se necesita para una aplicación PPV es muy diferente de lo que se necesita para un servidor de transmisión al aire en reproducción. En todos los casos, las técnicas de compresión/decodificación de video, el rango de transferencia de datos, la capacidad y la confiabilidad son elementos claves para el éxito total con el cual el servidor llena las necesidades de la aplicación

La aplicación más común para los servidores en un ambiente de transmisión de televisión es en reproducción y grabación al aire. Un segundo nivel de aplicación usualmente implica el almacenamiento y reproducción de notas que van a ser integradas en historias de noticias o presentaciones. Por el costo del almacenamiento, pocas estaciones se basan en los servidores para guardar programas largos y luego reproducirlos.

Los sistemas de edición también usan la tecnología de los servidores, y sus aplicaciones varían bastante. Para muchos sistemas de edición la grabadora de video en disco (VDR) provee suficiente capacidad de almacenamiento. Una capacidad de almacenamiento en masa es requerida de vez en cuando en un sistema de edición Desktop. Sin embargo, el concepto de un servidor central se vuelve no sólo posible, sino deseable en muchas aplicaciones.

Algunos transmisores y algunas aplicaciones en cable requieren que el servidor provea múltiples salidas de programa para pay per-view (pague por ver) o videos por grupos de demanda (near-video-on-demand– NVOD). Hay que tener en mente que las características de desempeño para PPV o NVOD son diferentes a las del sistema de gráficas o reproducción al aire. Cuando se trata de servidores de video la talla no es universal.

Los ingenieros deben estar al tanto de las diferentes posibilidades en el mercado para seleccionar el servidor de video más apropiado para sus necesidades. No todos los ingenieros tienen la opción de construir instalaciones completamente digitales desde los cimientos hasta arriba, así que el servidor debe poder integrarse fácilmente con la red de computación existente, el sistema de automatización, o con la red fundamental de la distribución de señal.

Los primeros servidores de video para transmisión de televisión fueron realmente las máquinas de cabezas cuádruplex de exploración longitudinal desarrolladas a principio de los setenta. Mientras que los primeros sistemas de Ampex (AR) y de RCA (TCR), eran limitados en su capacidad de almacenamiento y se constituían en pesadillas por su mantenimiento mecánico, proveía un nivel de automatización al aire nunca antes logrado. Estos sistemas pronto dieron vía a aparatos más sofisticados que se centraban en máquinas múltiples de grabación/reproducción y robots para manejo de casetes.

Casi por la misma época en que los formatos de cinta digital se volvieron populares, la tecnología del disco duro comenzó a ofrecer interesantes propuestas para aplicaciones al aire.

Luego, el almacenamiento de alta densidad (HD) se volvió común en las salas de edición. Aunque los primeros productos ofrecieron rápido acceso a cualquier punto en una grabación, a menudo sufrían de capacidad limitada de almacenamiento y la calidad siempre era cuestionada.

Muchos sistemas de automatización usados al aire son en realidad una unión entre los dos tipos de tecnologías, con cintas usadas para almacenamiento en masa para largo tiempo (archivos) y los aparato de discos duros con rápido acceso a una limitada cantidad de información de video de uso frecuente.

La confiabilidad de un sistema de almacenamiento de video se vuelve un punto importante y depende mucho de la confiabilidad individual de los componentes usados para implementar el servidor.

Normalmente pensamos en la tecnología de servidores como tecnología basada en HD, pero ese no es necesariamente el caso. El almacenamiento óptico puede proveer muchos de los mismos beneficios del almacenamiento HD, a menudo con un más bajo costo por minuto del almacenamiento.

Los discos ópticos ofrecen alta confiabilidad, y pocas partes movibles, pero los medios de grabación (media) se escriben casi siempre sólo una vez y se leen muchas veces (discos WORM–Write Once,Read Many–), lo cual puede excluir su uso en algunas aplicaciones que requieren frecuentes cambios del video grabado.

Los sistemas de almacenamiento digital en cinta proveen el costo más bajo para los medios, pero necesitan el más alto nivel de mantenimiento para que funcionen adecuadamente. Los robots para manejo de cintas y/o discos ópticos son de una mediana confiabilidad y pueden también requerir una gran labor de mantenimiento. Todos estos factores hacen de la elección de un servidor, una tarea difícil.

La amplitud o capacidad de un sistema de almacenamiento y las técnicas de reducción de bits son también factores importantes en un servidor de video. Una señal serial de video no comprimido 4:2:2 de 10 bits requiere 270 Mb/s (o casi 34 Mb/s) de flujo continuo de información. Esto es más rápido de lo que un solo disco duro puede hacer, así que una variedad de técnicas debe ser usada para conseguir esa velocidad de información.

Una solución frecuentemente usada es distribuir o fragmentar los archivos de información de video, la cual se basa en la agrupación de sistemas de almacenamiento individuales usando múltiples buses SCSI –Small Computer System Interface– internos y discos. Esta técnica agiliza la rata total de información de la unidad de almacenamiento.

El uso de las técnicas de reducción de bits –lo que constituye la compresión de la información– (MPEG, JPEG y otros), puede también reducir la necesidad respecto a la capacidad deseada para alcanzar calidad y capacidad de almacenamiento de video.

Algunos sistemas de servidores ópticos y de disco duro ofrecen la opción de algoritmos de compresión permitiendo que el usuario moldee los requerimientos de almacenamiento del sistema a una aplicación específica con el nivel de calidad de video deseado. Sin embargo, las leyes físicas todavía funcionan y uno no obtiene algo por nada. El trueque es usualmente integridad de imagen por capacidad de almacenamiento del sistema.

El control e integración de sistemas es otra consideración importante. Muchos servidores son controlados por aparatos externos vía un R-422 o un puerto Ethernet. Estos protocolos también se usan para enganchar el sistema interno del control del computador a unidades individuales de almacenamiento, enrutadores de video digital y subsistemas de entrada/salida.

Sin embargo, el video con calidad broadcast requiere un ancho de banda digital mucho mayor que los 10 Mb/s que Ethernet puede dar. Esto usualmente requiere una tecnología de intercambio de información de alta velocidad, como el SCI, FDDI o ATM, para mover la información de archivo de video internamente entre subsistemas de almacenamiento y unidades de entrada/salida. Aunque ya está disponible 100 Base T o Ethernet (100 Mbp/s), todavía no se usa mucho para servidores.

Un sistema actual de control para un servidor generalmente implica el uso de un modelo de operaciones multiuso confiable, como el UNIX. Los sistemas de entrada/salida manejan las entradas y salidas de video (y audio) con respecto al servidor y usualmente todas las técnicas de compresión presentes en el servidor se aplican a este nivel.

Según la aplicación, el servidor puede hacer una interfaz con un equipo externo vía digital serie, video análogo por componentes, o análogo compuesto. En el caso de los servidores diseñados para funcionar en un ambiente de estudio totalmente digital, la entrada y salida del servidor puede usar FDDI, AIM o alguna otra estación de trabajo estándar de alta amplitud de información. Muchos servidores pueden ser configurados para proveer un tipo de entrada y salida en un momento dado y luego ser cambiado en el futuro. Esto quiere decir que uno puede implementar una interfaz. Hay que modificarla a digital serie WEGO si se necesita. Como esta opción es un poco costosa asegúrese con los proveedores.

Es importante recordar que el almacenamiento ordenado y el material de programa de video usualmente requieren más que simple recopilación. Un sistema de manejo de archivo eficaz es esencial en el uso apropiado y exitoso de cualquier servidor.

Algunos servidores son capaces de manejar archivos internamente, mientras que otros están diseñados para ser un poco más que aparatos guiados por un control externo o sistema de automatización.

Algunos fabricantes usan plataformas comerciales de tecnología común o abierta (OMF) para desarrollar sus sistemas de archivo de video y organización, pero muchos otros desarrollan tecnologías propias.

En resumen, aunque existen muchas soluciones a los problemas de almacenamiento organizado de video en masa, cada solución debe ser única a su aplicación.