Aten VE8590 - строим 4K видеостену через IP

В нашем обзоре бесподрывных матричных коммутаторов Aten мы рассматривали самый распространенный способ построения видеостен в конференц-залах, а сегодня расскажем об альтернативном варианте, когда вместо матричных коммутаторов используются HDMI-over-IP удлинители. Подобные решения используются в крупных зданиях, таких как аэропорты, вокзалы, бизнес-центры или спортивные сооружения. Обычно, перед заказчиком ставится задача сформировать большое табло из 4-9 сегментов и продублировать его содержимое на экраны, размещённые в разных уголках объекта.

Какие преимущества дают HDMI-over-IP удлинители?

1) Первое и самое главное - это отсутствие ограничений, связанных с расстоянием. Вы можете размещать источник сигнала и приёмники в разных залах, в разных корпусах здания, то есть устанавливать передающее оборудование не там, где нужно, а там, где удобнее и дешевле.

2) Масштабируемость и возможность изменения конфигураций. Допустим, вы начали с построения видеостены формата 2x2, и в дальнейшем столкнулись с необходимостью увеличить её до 4x4: вам не нужно менять старое оборудование на новое - просто докупите приёмники и измените конфигурацию стены в настройках оборудования. Поскольку трансляция осуществляется с помощью Multicast, вы можете с одного и того же источника подавать сигнал на одну видеостену формата 2x2 и на 8 телевизионных панелей, размещенных в зале.

Так что если поставлена задача - сделать так, чтобы в большой аудитории, даже на самых дальних рядах было видно изображение на экране, можно увеличить площадь общей стены, а можно установить дублирующие мониторы между рядами, и всё это - на одном и том же оборудовании.

3) Расширение области трансляции. Если у заказчика изначально была поставлена задача - показывать рекламу со скидками на мониторе возле касс, а в дальнейшем он решил продублировать её же на экранах в торговых рядах, вы просто добавляете к каждому новому экрану по приёмнику, подключаете Ethernet-кабель, указываете в web-интерфейсе расширение трансляции на новые панели - и всё. Топология Ethernet не знает ограничений, и с одинаковой лёгкостью можно размещать видеопанели и в аэропортах, и в торговых центрах, и в государственных учреждениях.

Конструкция HDMI-over-IP удлинителей Aten VE8950

Приёмники Aten VE8950R имеют по два LAN-порта для организации сквозного подключения по принципу Daisy Chain, благодаря чему отпадает необходимость в использовании сетевых коммутаторов при передаче сигнала на расстояние до 600 метров, или при построении видеостены. На схеме ниже как раз показаны преимущества сквозного подключения приёмников: для 27 приёмников Aten VE8950R задействованы лишь 4 порта сетевого коммутатора.

На схеме выше как раз показаны преимущества сквозного подключения приёмников: для 27 приёмников Aten VE8950R задействованы лишь 4 порта сетевого коммутатора.

Настройка видеостены - процесс достаточно заурядный: в Web-интерфейсе Aten VE8950T выбираем тип вещания:

• "разветвитель", если нам нужно просто дублировать видеосигнал на какую-либо панель
• "видеостена" - то, что нам нужно.

Хочется обратить внимание, что передатчик Aten VE8950T может как транслировать EDID подключенной видеопанели к источнику сигнала, так и передавать свои идентификационные данные. Последнее нужно, например, чтобы принудительно выставить на компьютере или видеоплеере разрешение, не поддерживаемое ТВ-панелями.

Например, вы можете для 4-х панелей с разрешением 1080p задать общее разрешение на входе 4K, чтобы получить более высокое качество картинки на видеостене.

Тест - распределение трафика

Вообще, вопрос IP-трафика в подобных устройствах является едва ли не основным, ведь с одной стороны производителю нужно обеспечить передачу видео без потерь, а с другой стороны - экономить каждый бит, чтобы заказчик имел возможность использовать существующую гигабитную сеть предприятия без каких-либо ограничений. Давайте посмотрим, какой расход трафика присутствует в Aten VE8590.

С практической точки зрения, даже в разрешении 1080p на одном гигабитном порту двум передатчикам Aten VE8950 может быть тесно, поэтому при использовании древовидной сетевой топологии, Aten рекомендует использовать корневые коммутаторы с 10-гигабитными Uplink-портами и не подключать 100-мегабитные устройства в свитчи, через которые проходит Multicast-трафик. 

Наши тесты показывают, что трафик с максимальным сжатием в режиме 1080p 60Hz падает с 320 Мбит/с до 160-180 Мбит/c с пиками до 500 Мбит/с. На видеороликах различия картинки не наблюдается, а вот тест «Мерцание» из онлайн-сервиса Monteon для тестирования мониторов, показывает, что передатчик не пережимает картинку, а вырезает из неё те области, которые считает ненужными. В нашем случае, часть курсора почему-то зависала на экране на долгие 10 секунд, прежде чем обновилась, а вот в видео таких проблем не было.

К моему удивлению, при изменении разрешения на 4K, трафик не просто не вырос, а даже снизился до 250 - 300 Мбит/с с пиками до 400 Мбит/с. Дело в том, что трансмиттер Aten VE8950T поддерживает разрешения 4096x2160 и 3840x2160 со следующими ограничениями:

• При частоте 30 Гц поддерживается цветовой режим 4:4:4
• При частоте 60 Гц поддерживается цветовой режим 4:2:0

В то же время, приёмник Aten VE8950R поддерживает 4K разрешения только при частоте 30 Гц и в цветовом режиме 4:4:4. Поэтому, качество отображение определяется тем, какая частота развертки установлена на источнике:

Как говорится, разница видна невооружённым взглядом. Плюс, при установке разрешения 4K с частотой 60 Гц, изображение на экране уменьшается, как в режиме видеостены, так и в режиме разветвления, и появляются весьма крупные чёрные бордюрчики. При частоте обновления 30 Гц картинка выглядит идеально, но смотреть видео уже некомфортно из-за заметных подёргиваний.

Итого, для 4K рецепт весьма простой: для трансляции текстов, схем и графиков - устанавливайте частоту 30 Гц, для отображения видео - 60 Гц. 

Возможности масштабирования

Комплект Aten VE8950 состоит из приёмника VE8950R и передатчика VE8950T, продающихся отдельно. К одному из передатчиков можно подключить до 64 приёмников, что позволяет создавать видеостены размерами до 8x8.

Вместе с HDMI сигналом, транслируются USB 2.0 порты (один порт для подключения к ПК на передатчике и 2 порта для устройств на приёмнике), аудио сигнал с линейного входа, ИК-трансмиттер и RS232 порт. Для управления через RS232 поддерживаются не только Telnet, но и контроллеры управления Aten.

Типичное энергопотребление

Типичное энергопотребление передатчика VE8950T составляет 3.07 Вт, а приёмника VE8950R - 4.5 Вт. При таком низком энергопотреблении, вполне логичен вопрос - почему не поддерживается PoE? Видимо, производитель рассудил, что и приёмник и передатчик обычно размещаются возле электрических розеток, так что питание по сигнальному кабелю излишне.

Цена вопроса

Средняя розничная стоимость одного приёмника Aten VE8950T или Aten VE8950R составляет 1300$. При такой стоимости, для построения видеостен, HDMI-over-IP удлинители целесообразно использовать в ассиметричных инсталляциях, где количество приёмников превышает количество передатчиков. Н

Давайте приведем расчет стоимости инсталляции, состоящей из видеостены формата 4x4 и 4 обычных экранов отображения, на которые будет подаваться изображение с 5 различных источников. Подразумевается, что используются профессиональные видеопанели со встроенной функцией видеостены. При использовании HDMI-over-IP удлинителей, расчет достаточно простой: нам потребуется:

• 5 передатчиков VE8950T:
• 5 приемников VE8950R.
• Итого - 11000$

Собирая ту же самую инсталляцию на матричных коммутаторах, нам придется использовать модульную модель Aten VM3200 следующей конфигурации:

• Шасси Aten VM3200 - 1 штука - 16460$
• Плата видеоввода Aten VM7814 - 2 штуки - 3160$
• Плата видеовыходов Aten VM8814 - 5 штук - 15787$
• Скалирующий приемник Aten VE816R - 18 штук - 24498$
• Скалирующий передатчик Aten VE801T - 5 штук - 4294$
• Итого - 64 199 $

Заключение

Aten VE8950 позволяет задействовать в одной инсталляции как 4K, так и 1080p панели, используя единый 4K сигнал на входе, причём конфигурация настраивается через современный HTML5 интерфейс простыми кликами мышкой. Практически никаких сетевых настроек устройство не предполагает, так что подразумевается, что вы используете управляемый коммутатор 2-го уровня или старший. При выборе сетевого оборудования, убедитесь, что коммутатор поддерживает функцию IGMP Snooping, имеет возможность пропускать неизвестные Multicast-пакеты и позволяет снижать задержки в мультикаст-трансляциях за счет функции Immediate Leave. К счастью, такие коммутаторы сейчас достаточно доступны: в нашем тесте мы использовали китайский Netis ST3310GF стоимостью менее 100$.

Что понравилось: в тепличных условиях, когда не нужно сверлить стены и прокладывать кабели, на настройку видеостены ушло менее 40 минут, то есть данный комплект вполне можно рассматривать как Drop-in решение в существующую цифровую инфраструктуру здания.

Что не понравилось: полное отсутствие какой-либо диагностики со стороны HDMI удлинителя. Хотелось бы иметь доступ к Log-файлу, чтобы отслеживать хотя бы сетевую активность, а так же моменты перезагрузки устройства.

Михаил Дегтярёв (aka LIKE OFF)
15/02.2019