哈里斯最近推出的NEXIO XS系列視頻服務器,做為第二代的NEXIO產品,是一款向下兼容標清的高清視頻服務器,它的最大特點是采用了軟件編、解碼技術;并兼容所有以前的控制系統和協議。
目前,它有二款型號NX3600HDX和NX3600HDI。
一. NEXIO XS概況
NEXIO XS與上一代的NEXIO一樣,基于通用高性能的PCI-X計算機平臺。如圖一是NX3600HDX的外觀圖。圖二是NX3600HDI的外觀圖。NX3600HDX采用外掛硬盤陣列;NX3600HDI采用內置硬盤,內置5塊硬盤用于存儲視音頻素材文件。它們的內部其它性能完全一樣,主板采用二塊雙核AMD Opteron CPU,實現實時高比特的編碼和解碼;配置4GB的內存;采用雙系統盤,實現鏡象;帶二個千兆以太網網口;3個USB接口;內置DVD光驅;帶IEEE-1394接口,運行通用的WINDOWS XP操作系統。它們的機箱高度均為3RU。
NEXIO XS的后背板如圖三所示。主機配置主備雙電源,最大功率600W。可配置雙VGA輸出;同步基準支持雙電平和三電平同步信號。NX3600HDX提供二個4Gbps FC網絡口,用于連接硬盤陣列NX3600HDX RAID硬盤陣列,目前最大支持容量可達1.14T至30T。NX3600HDI采用內置硬盤,不配置FC網絡口。
二. NX3600HDX的視音頻特性
NEXIO XS可以通過軟件設置配置工作在高清或標清模式。
其中,高清格式支持:1080i@29.97fps;1080i@25fps;720p@59.94fps;720p@50fps。高清壓縮格式支持:MPEG-2 I幀,4:2:2 profile ,可選擇 50Mb/s,80Mb/s, 100Mb/s,120Mb/s,和150Mb/s等壓縮碼率;支持MPEG-2長GOP,4:2:2 profile,可選擇:20至50Mb/s之間的碼率;支持MPEG-2長GOP,4:2:0 profile,可選擇14至50Mb/s之間的碼率。支持16:9寬高比。
標清壓縮格式支持:MPEG-2 I幀,4:2:2 profile ,支持12至50Mb/s之間的碼率;支持MPEG-2長GOP,4:2:0(4至15Mpbs碼率)格式和4:2:2(10至50Mb/s碼率)格式;支持DVCPRO25、DVCPRO50、DVCAM格式;也支持IMX 30,40與50Mb/s碼率素材的播放。支持4:3或者16:9的寬高比。
音頻方面的特性:支持嵌入音頻和分離的AES音頻。每路輸入通道提供2對AES/EBU或每路輸入SDI或HD-SDI支持8通道嵌入音頻;每路輸出通道提供2對AES/EBU或每路輸出通道支持8通道嵌入音頻。數字音頻支持16,20,或24比特PCM量化和48 kHz取樣;支持Dolby Digital(AC-3)和Dolby E直通。
三. 通道
NEXIO XS工作在高清狀態下,可以實現如下配置:1路半雙工的雙向通道+1路解碼通道;或者配置成1路單向的編碼通道+2路單向的解碼通道。可見高清支持的最多通道數是1入2出。
工作在配清狀態下,可以實現如下配置:2路半雙工的雙向通道+ 2路單向解碼通道;或2路單向編碼通道 + 4路單向解碼通道。可見標清支持的最多通道數是2入4出。
從圖三可見,NEXIO后背板共有6個BNC接口,支持最多6路的SDI輸入(或3路HD-SDI)。12個6對BNC接口用于連接AES/EBU的音頻通道,對應于6個SDI(或HD-SDI)通道。
四. 控制接口
如圖三所示,NEXIO XS提供4個RS422控制口(新款機器將提供8個RS422控制口)。由于NEXIO XS在標清配置下,最大可支持2入4出,共6個通道,故控制口CTRL1、CTRL2支持R/P(記錄/播放)通道的共享控制,CTRL3、CTRL4用于播放通道的控制。這些控制口均支持VDCP、Odetics、SONY錄像機控制協議及NEXIO的私有控制協議。
NEXIO XS同樣支持通過UDP或Socket的TCP/IP控制。由NEXIO私有控制協議提供支持,以實現通過以太網對每個通道的記錄/播放的獨立控制。
NEXIO XS提供1對25芯的GPI輸入/輸出接口。輸入接口支持16路輸入控制。輸出接口支持8路輸出控制。GPI輸入支持包括播放、記錄、停止等核心控制命令。GPI輸出支持包括對播表中素材的啟動、RRCUE、下一條等的控制命令,也支持對RAID錯誤的檢測報告輸出。
主機配置一個RS232控制接口,可以通過時間校正模塊接受外部基準時鐘信號,將NEXIO XS服務器群鎖定到本地標準時間基準上。
五. 素材交換和組網方式
NEXIO XS提供豐富的素材交換接口。
其中,配置二個千兆網絡口,如圖三。其中第一網絡口用于各臺服務器之間的內部通信及狀態監控。獨立組成一個以太網網絡。如圖四。
第二千兆以太網口用于FTP和控制。NEXIO XS服務器之間的素材傳輸和拷貝是通過FTP協議進行的。通過UDP或Socket的TCP/IP對服務器中的各個通道控制就是通過這一網絡進行的。如圖四。
主機的3個 USB 2.0接口也可以用于連接相應的外置接口驅動器,實現與外部的素材交換。同樣還有1個1394火線接口也可以用于與外部進行素材交換。
基于上述各種接口,NEXIO XS既可以通過千兆以太網與以往的NEXIO等設備組網,實現互聯,也可以通過各種IT接口與各類攝像機、錄像機和其它服務器進行素材交換,其擴展應用的典型框圖如圖五所示。
每臺NEXIO XS(NX3600HDX)均配置2個4 Gbps光纖通道與SAN存儲系統連接。
下圖六是典型的組網連接方式之一。
在圖六中,8臺服務器共享3臺硬盤陣列,雙環路FC連接(如紅線所示)。
如果采用單FC連接,則最多可連接31臺服務器,6個硬盤陣列,如圖七所示。
為了保證安全性,也可以采用主備鏡象方式進行連接,如圖八所示。
六. 軟編碼
NEXIO XS的最大特點是采用軟件CODEC技術,對輸入/輸出的基帶素材不采用純硬件的編/解碼器,而是完全基于計算機平臺,采用相應的軟件算法對素材文件進行編碼或解碼。而SDI與HD-SDI的解串和串化仍基于硬件技術,其好處在于,(1)可以僅通過升級算法軟件,就可以支持未來不斷出現的各種新型壓縮格式。如MPEG-4、HDV、DVCPRO100等;(2)同時,基于軟件編解碼也可以更好地實現不同格式素材之間的無縫連續播放;(3)可以不斷優化編/解碼算法。
七. 存儲容量
NEXIO XS