Struktur einer verteilten Videowand

meetwise distributed DisplayDriver
meetwise distributed DisplayDriver

Eine verteilte, Netzwerk basierte Videowand bzw. Leitstand besteht aus Knoten verschiedenen Typs, die über ein Standard Gigabit Netzwerk verbunden werden.

Als Bildquellen kommen Encoder zum Einsatz die digitale oder analoge Videosignale in Netzwerkstreams encodieren. Je nach Quelltyp kommen verschiedenen Hardwaregeräte zum Einsatz - z.B. der Encoder EC1 für DVI/HDMI Quellen oder KVM over IP Geräte für die Anbindung entfernter Rechner.

Es können natürlich auch Netzwerkstream von Kameras und anderen Videoencodern eingebunden werden.

Auf der Ausgangsseite kommen Decodereinheiten (meetwise DC1) zum Einsatz, welche die Netzwerkstreams dekodieren und wieder ein Bild und Tonsignal ausgeben, welche an Displays verschiedenen Art und Auflösung angeschlossen werden. Dabei werden digitale Signale (DVI, HDMI und DP) unterstützt.

Das Gesamtsystem wir von den Mastereinheiten gesteuert und verwaltet.

Die gesamte Verteilung der Signale wird über Standard Gigabit Netzwerkswitche umgesetzt, so das eine zentrale, kostenintensive Bildverarbeitung durch Server entfällt.

Beispiel Aufbau

Beispiel Systemaufbau distributed DisplayDriver
Beispiel Systemaufbau distributed DisplayDriver

Dieses Beispiel zeigt einen Aufbau, bestehend aus einer 3x2 Videowand und zwei Einzeldisplays.

Ausgangsknoten:

  • 8 Decoder, 6 für eine 3x2 Videowand und 2 für die Einzeldisplays

Als Quellen kommen in diesem Beispiel zum Einsatz:

  • ein Mehrfachbildschirm Arbeitsplatz, dessen DVI Signale über drei Encoder EC1 abgegriffen werden
  • ein TV Server
  • 4 analoge Kameras, eingebunden über einen Videonetzwerkencoder (z.B. AXIS oder Bosch Videojet)
  • ein Transcoder zur Einbindung einer Netzwerkkamera
  • eine Master Einheit und eine Bedieneinheit
  • sowie ein Tablet zu zusätzlichen Steuerung , das über WLAN eingebunden wird

Ausfallsicherheit / Resilienz / Redundanz

Da jeder Knoten des Systems eigenständig ist, beeinflusst der Ausfall eines Knotens nur diesen einen Punkt (Ausgang oder Quelle) des Systems. Damit ergibt sich eine hohe Fehlertoleranz (Resilienz) gegenüber dem Ausfall einzelner Systeme.

Es gibt verschiedene, wohlbekannte Arten ein Standardnetzwerk fehlertolerant zu gestalten über die Verwendung von redundaten Switchen und Verkabelung, NIC Teaming bis zur CARP und vielen weiteren Protokollen zur Sicherung der Integrität des Netzwerkes.

Alle Einzelsysteme des distributed DisplayDriver überwachen Ihre eigenen Funktionen mittels Software und Hardware watchdogs um Ihre Funktionalität sicher zu stellen. Durch die Verwendung eines besonders 'schlanken' Betriebssystem wird ein sehr schneller Bootvorgang und die Möglichkeit der Überwachung aller Funktionen ermöglicht.

Bei den Decodern befindet sich das komplette System auf einem von außen wechselbarem Datenträger, so das bei Ausfall eines PC Systems nur dieser Datenträger umgesteckt werden muss um sofort wieder einsatzfähig zu sein.

Die Mastersysteme können in n-facher Redundanz betrieben werden. Dies bedeuted das wenn z.B. 3 Mastersysteme gleichzeitig laufen auch beim Ausfall von zwei Systemen, das Gesamtsystem immer noch vollständig funktionsfähig ist.

Bei allen diesen Punkten steht für uns im Vordergrund, das alle Sicherungsmaßnahmen transparent für den Nutzer und Errichter umgesetzt werden. Im Normalbetrieb soll dies möglichst keine sichtbaren Auswirkungen haben und für den Servicefall klar die notwendigen Maßnahmen sichtbar machen.