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Der Festplattenrecorder von "Grass Valley" - der "TURBO iDDR

Grass Valley - a Thomson Brand
der erste Video-Server 1995
Unser TURBO-R aus 2009

Der damals in 2006/2007 neue Grass-Valley Indigo A/V Mischer brauchte natürlich auch einen modernen Video-Recorder. Für den Zweck, für den der Mischer mal konzipiert wurde, wurde allermeist auch eine Aufzeichnung von übertragenen Veranstaltungen gefordert.

"GV" hatte zusammen mit der Mutterfirma Tektronix bereits ganz früh (1995) in Montreux einen Festplatten-Server vorgestellt, der aber die Bedingungen von Sendestationen erfüllen mußte. Er mußte nämlich ausfallsicher sein.

Alle Wettbewerber waren zu der Zeit noch am Experimentieren und entwickeln, als GV diesen professionellen Server vorstellte und dann auch auch gut verkaufte.

Bereits ein paar Jahre zuvor (1993/94) hatte die deutsche BTS den sogenannten "Media-Pool" vorgestellt. Dieser Netztwerk-Schrank war wegen der vielen 9 Gigabyte Platten nicht nur riesen groß und kostete damals auch noch ein Vermögen, er brauchte auch jede Menge Strom und erzeugte "genügend" Abwärme. Die Technik war eben noch nicht so weit. Doch von da an ging es wirklich Schlag auf Schlag in atemberaubendem Tempo voran.
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Warum diese Seiten so ausführlich ?

Unser Turbo-R stammt aus 2009
beide Turbos optisch fast gleich

Von diesen Turbo's sind recht viele verkauft worden, so viele, daß in 2008/2009 eine weitere Serie aufgelegt wurde, das war der Turbo-R. Diese Audio/Video Server glänzen durch eine ganz speziell auf diesen Zweck zielende (große) Codec-Platine und der zugehörigen Software. Diese Technik ist noch lange nicht entsorgungsreif und sollte so lange wie möglich verwendet werden können.

Mir persönlich ist nämlich negativ aufgestossen, daß wir in Europa an die 100 Millionen Videorecorder von VHS, S-HVS, von U-matic bis Betamax entsorgen "dürfen", weil deren Technik einfach vorbei ist. Für die Digitalisierung von SD-TV Videos sind die Turbos allemale super geeignet. Darum gehen wir hier ins Detail : Umrüsten auf SSDs.

Was macht der TURBO anders ?

Der Turbo ist ein erschwinglicher Media-Server und eben nur ein Server. Mit dem Turbo kann der Bediener Bild- und Ton-Daten aufzeichen (recording) und diese Videos wieder abspielen (playing). Das alles hört sich doch ganz einfach an, jedoch hat sich die Anzahl der Bildübertragungs-Varianten und Formate vervielfacht und die muß/soll der Server alle beherrschen.

Fangen wir bei der ältesten und einfachsten Norm an, der FBAS Technik für PAL, SECAM und NTSC. Heute nennt man das Composite-Video, also ein analoges Farbbild (mit verschiedenen Zeilenzahlen und Bildwiederholraten) wird auf einer Coaxial-Leitung transportiert. Die Anschlüsse sind die bekannten BNC-Verbinder.

Etwas später wurde die Übertragungstechnik auf "SDI" umgestellt, ein "Serial Date Interface". Es gibt ganze Bücher, warum und wie das gemacht wurde.

Wieder etwas später kam die 16:9 Format-Änderung ins Fernsehen. und wieder etwas später wurden mehrere HD-Bild-Normen alle mit und ohne eingebettetem Ton publiziert.

All das soll der Recorder "verdauen" und auf seine Fest-Platte(n) speichern.
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Bei der Wiedergabe ist es fast genauso, außer daß der Recorder an 2 Ausgängen 2 Streams (=Filme) gleichzeitig und in unterschiedlichen Normen ausgeben können soll.
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Ein Blick auf die unterschiedliche PC-Hardware der TURBOs

Es gibt 2 leicht unterschiedliche Hardware-Varianten, den TURBO-1 (aus 2005) und den TURBO-R (aus 2008). Beide sehen äußerlich fast gleich aus, enthalten aber innen verschiedene Generationen von Mainboard-Technik.

Verwendet wird nämlich beim TURBO-1 ein ganz normales INTEL PC-Mainboard zum Steuern einer hinten oben plazierten großen und langen sehr komplexen sogenannten "CODEC Platine" mit den verschiedenen Anschlüssen. Diese CODEC-Platine enthält die eigentlichen A/D- und D/A- Wandler, also die 3 großen speziellen ASICs zum Verarbeiten der eingehenden und ausgehenden Signale, dazu die CODECs zum Komprimieren und die Firmware. Es sind natürlich noch weitere kleinere Prozessoren auf diesem CODEC-Board, die den Stream zum PC auf die Platte schieben und auch wieder zurückholen.
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Die Idee des "Turbo"scheint aus dem Jahr 2000 zu stammen

Beim Durchleuchten der Recoder-Software von Grass Valley stößt man irgendwann auf die MSSQL Scripte, die die Daten der Video-Clips in eine lokale MSSQL Desktop Datenbank speichern und dort sind bei den Kommentaren die Verfasser und die Jahreszahlen aus 2000 enthalten. Also in 2000 oder sogar davor hatte sich jemand bei Grass Valley solch ein Recorder-Konzept ausgedacht und angefangen, es zu programmieren. In 2003 taucht auf einmal der erste Thomson Eintrag auf, der diesen SQL Script weiter verfeinert und angepaßt hatte.

Leider habe ich bislang noch keine Informatioen bekommen, wie die SQL Datenbank funktioniert und vor allem, wie man sie repariert.
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das Intel Board
mit 2 x SATA

Der (erste) TURBO-1 aus 2005/2006

Die erste Variante des Festplatten-Recorders, der TURBO-1 mit dem INTEL Board hatte nur 2 SATA Ports und insgesamt 5 USB 2.0 Buchsen sowie 3 PCI Slots und einen (leeren) AGP Slot.

Bestückt waren auch nur 2 x 256 MB RAM Streifen. Eingebaut war ein einfaches DVD Lese-Laufwerk. Auf dem Intel Mainboard arbeitet ein 3 GHz Pentium 4 HT Prozessor und mit zwei ganz vorne in einem separaten Fach eingebauten WD SATA Platten je 74 GB. Wir haben den RAM Speicher von 512 MB auf 3 GB erweitert.

Der große CPU Lüfter liegt waagrecht auf dem flachen Rippen-Kühlkörper (ein Igel) und dieser wird - dank geschickter Bios-Einstellungen - gerade mal lauwarm. Der Innenraum-Lüfter bläst recht leise - elektronisch gesteuert - Luft von vorne unter das hinten quer liegende große CODEC Board. Dieser Video-Server mit dem INtel-Board verbraucht beim Nichtstun an die 72 Watt. Wenn er "schafft", geht das deutlich nach oben.
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Der (zweite) TURBO-R aus 2008/2009

Das ist ein selbst erstelltes Bild
Auffällig der Aufkleber vorne
Das Fujitsu Siemens Board
Pentium 4 HT mit Riesenkühler

Die zweite Variante TURBO-R aus 2008 hat jetzt ein Fujitsu Siemens Main-Board und bereits 4 SATA Ports sowie 2 PCI- und 2 modernere (leere) PCIe- Slots. Bestückt waren hier bereits 2 x 512 MB RAM Streifen, aber nach wie vor nur 2 Stück von den bekanten 74 GB SATA Platten.

Bei dieser Neuauflage des Turbo-1 war das Intel Board nicht mehr verfügbar und das Ersatzboard mußte auf jeden Fall den linken PCI Slot für die PCI-Extenderkarte an der gleichen Stelle positioniert haben, damit das große Codec-Board weiter verwendet werden konnte.

Neu war dazu eine Kombination eines (lahmen) DVD Slimline R/W Laufwerkes mit einem 35 GB IOMEGA REV Wechselplatten-Laufwerk für mobile Platten. Dieses Disc-Laufwerk konnte nie eine Marktbedeutung erreichen. Mit unseren über Jahre aufgehobenen RAM-Speicherstreifen haben wir auch diesen TURBO-R auf 3 GB RAM aufgerüstet.

Bemerkenswert ist der deutlich größere CPU-Kühler mit einem senkrechten Lüfter, wobei die Rippen des Kühlkörpers dennoch richtig heiß werden. Auch hier bläst ein Innenraumlüfter - aber mit lautstarker Gewalt - Luft unter das CODEC Board.

Der Turbo-R Video-Server mit dem Fujitsu-Board verbraucht beim Nichtstun an die 140 Watt (?? wieso so viel mehr ??). Und wenn er "schafft", geht das deutlich nach oben.
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Geballtes KnowHow auf der CODEC Platine

Daß die auch noch so schnelle PC-CPU mit 1 Kern die Videoverarbeitung alleine nicht kann, wissen wir seit den ersten Schnittprogrammen unter Windows 98. Auf den damals notwendigen zusätzlichen Video-Karten waren immer besondere Grafikprozessoren drauf. Hier hat GV eine recht große Platine mit dem damals Feinsten vom Feinsten entwickelt.

Das Wissen um die Umwandlung von Bilddaten von einem Format in ein zweites Format samt Kompression und Dekompression hatten sie bei GV bereits Jahre vorher bei der Entwicklung der großen professionellen Bildmischer gesammelt. Natürlich waren die spezellen Grafikprozessoren immer wieder verbessert worden.
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Diese Platine ist das eigentliche Arbeitstier des Videoservers.

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Auf diesem Board sind auch fast alle Anschlüsse ....

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Das CODEC-Board beider Recorder hat einen (1) "Recorder"-Bereich/Eingang und 2 "Player"-Bereiche/Ausgänge. Dazu hat jeder Prozessor fest aufgelötete Speicher-Chips - jede Menge auf beiden Seiten der Platine.

Und dieses CODEC-Board hat noch weitere Kleinigkeiten, nämlich eine Vielzahl von zusätzlichen digitalen Spannungswandlern für die direkte Einzel-Stromversorgung bestimmter Prozessoren und sonstiger Chips.
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zum Vergrössern einfach auf das Bild klicken

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Das spezielle Frontpanel der beiden TURBOs ist identisch

Hier die Front des TURBO-R
eine eigene Platine für das Panel
hier die rechte Seite
Der Init-Screen vom Touch-Panel

Beiden Servern gemeinsam ist das "Gesicht" und das "Hinterteil". Der Recorder soll auch ohne PC-Bildschirm (und damit ohne PC-Tastatur und ohne PC-Maus) starten und komfortabel bedienbar sein. Dafür gab es damals die kleinen Touch-Displays und dazu ein ganz irres Dreh-Rad (ein "multi-function knob").

Die senkrecht hinter der Front plazierte (von oder im Auftrag von GV entwickelte) spezielle Platine enthält eine vom PC- und dem Codec-Board unabhängige eigene Intelligenz, einen Mikroprozessor, der die Grundfunktionen des LCD- Panels sowie die des Dreh-Rades zur Verfügung stellt.

Die Hauptfunktionen des Recorders - die Auswahl der Menüs sowie der Clips bzw. der Filme werden mit einem sogenannten Inkrementalgeber intelligent gesteuert. Dieses Dreh-Rad kann aus der Bedien-Software so gesteuert werden, daß es bei einer beliebigen Auswahl von "vielen Möglichkeiten" per Software eine Überdreh-Sperre, also einen fühlbaren Links-Rechts- Endanschlag befohlen bekommt. In der Dreh-Mechanik sind also 2 (magnetische) Bremsen eingebaut, sodaß man über den Anfang oder das Ende eines Auswahlmenüs nicht hinaus drehen kann. Diese Technik ist patentiert und kommt aus der Entwicklung der Spiele-Consolen.

Dazu ist das Dreh-Rad mit blauen LEDs hinterleuchtet (wen es aktiv ist) und man kann auch drauf drücken, um die jeweils ausgewählte Funktion zu bestätigen.

Weiterhin sind mehrere Laufwerkstasten für die Aufnahme- und Abspiel-Funktionen wie bei einem Videorecorder vorhanden sowie ein paar ganz wichtige Funktionen. Diese Tasten sind mehrfarbig hinterleuchtet und erhöhen den Comfort und die Übersichtlichkeit der jeweils aktuellen Funktion. Bemerkenswert ist auf der Front auch die typische 6,3mm Klinkenbuchse für einen Kopfhörer samt einem Lautstärke-Rädchen.
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Die Bedien-Software der beiden TURBOs ist identisch

einfach und schnell
der Invrementalgeber von immersion.com

Eine von GV erstellte Spezial-Software auf dem PC steuert die Aufnahme- und Wiedergabvorgänge über den kleinen Touch-Screen (den kleinen berührungsempfindlichen 7" Bildschirm auf der Vorderseite) zusammen mit ein paar Leucht-Tastern und dem ganz seziellen Dreh-Rad (multi-function knob) oder alternativ dazu mit der PC-Maus und der PC-Tastatur über den großen PC-Hauptbildschirm.

Auf der PC-Boot-Partition der ersten Festplatte ist WIN XP Embedded installiert, eine spezielle Windows XP Variante für annähernde Echzeitverarbeitung. GV hat sich dafür ein spezielles Bedienprogramm mit einer eigenen Oberfläche und ganz speziellen Hardware-Treibern erstellt, die vom PC-Mainboard über eine PCI-Extenderkarte zu dem CODEC-Board durchgereicht werden.

Eine Rolle spielt die Nutzung des GPIP Bus-Systems. Dieses "General Purpose Interface Protokolls" wird in der professionellen Meßtechnik verwendet, um Steuerungsdaten in Echtzeit zu übertragen.

Die Netzwerk-Fernbedienung des PC-Bildschirms per "Windos Remote Desktop =RDP" ist eingeschaltet und funktioniert auf meinem großen 26" LCD. Somit sind sämtliche Screenshots auf meiner zentralen Arbeitsstation machbar. Ein ftp-Zugang auf das Filesystem der 3 Buchstaben ist auch bereits vorgesehen, muß aber noch konfiguriert werden.
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Die (erste) laienhafte Inbetriebnahme

Hier die Anschlüsse
des Players 1

Wir hatten beide Recorder im aktuellen letztmaligen Gebrauchs- zustand bekommen und nun versucht, einen der noch vorhandenen Clips abzuspielen.

Das ist auch für den motivierten "Neuankömmling" (in dieser professionellen Fernseh-Welt) verwirrend, denn es wollte hinten nirgendwo ein Bild rauskommen.

Und auch mit der Schnellstart-Anleitung kam ich nicht weiter. In unserer Redaktion samt Labor haben wir mehr als neun 26" LCD PC-Monitoren, die alle mit (oder über) DVI und HDMI Kabel gefüttert werden. Diese Monitoren sind allesamt Japaner oder Koreaner und sie synchronisieren mit allen nur möglichen Pixel-Einstellungen und Auflösungen von Grafiikarten und immer kommt irgend ein Bild auf den Schirm. Hier ist es anders. Es kam nirgendwo ein Bild raus, beim DVI Port nicht und auch beim typischen FBAS (Composite) Ausgang nicht.
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Solide schwere Server-Platten
2 Platten im Stripe Mode

Darum kommen wir zuerst mal zu den Schwächen der TURBOs

Der Turbo ist KEIN Vollprofi-Server, es ist nämlich nichts redundant. Es ist ein gut gemachter PC mit solider Hardware - aber mit zumindest einem Konzeptionsfehler. Um die notwendige Transfergeschwindigkeit der beiden Ausgangsstreams der Player 1 und Player 2 hardwaremäßig zu liefern, wurden 2 damals neue und damals schnelle SATA 74 GB Platten der besseren Kategorie verbaut (also nicht die ganz billigen Blechdosen-Laufwerke) und jeweils eine sehr große 65,5 GB Partition auf jeder der beiden Platten zu einem STRIPE-Volumen von damls gigantischen 131 GB zusammengefaßt.
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Drive "V:" geht über 2 Platten
und hat jetzt 131 Gigabyte
nur SD-TV Input, kein HD Eingang

Das "wie" geschieht unter Windos im Festplattenmanager, in dem auch die Partitionen der neuen nackten Platten erstellt werden und die Laufwerks-Buchstaben vergeben werden. So sind jetzt bereits 131 GB auf zwei SATA Platten verfügbar, damals eine ganze Menge Platz. Weiterhin werden die ankommenden Daten immer "halbe-halbe" auf beiden Platten gleichzeitig übertragen und abgespeichert. Das verdoppelt die Transfer-Geschwindigkeit, die eine Platte alleine nicht gestemmt hätte.
 (Anmerkung : Die Reihenfolge der nachfolgenden Mankos ist keine Bewertung !!)

1. Manko: Fällt jetzt eine Platte aus, sind alle Daten / Clips / Files futsch, auch die auf der 2. intakten Platte. Also eine tägliche Datensicherung ist absolut unabdingbar. Es wäre beim "Turbo-R" durchaus Platz für 4 SATA Platten als RAID1 (gespiegelt) vorhanden gewesen. Das ist vermutlich an den Kosten gescheitert. Das erste Intel-Board hatte sowieso nur 2 SATA Ports, da hätte das nicht funktioniert.
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2. Manko: Der Turbo-1 und vor allem der Turbo-R Server ist laut, soll aber im Studio komfortabel an seinem Frontpanel bedient werden oder am - auch direkt daneben stehenden - PC-Bildschirm. Dazu ist er aber zu laut. Die Netzwerk-Fernbedienung des PC-Bildschirms per "Windos Remote Desktop = RDP" funktioniert sehr gut, wobei dann wiederum das ganze tolle Frontpanel überflüssig ist.
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3. Manko: Der Server hat zwar für jeden der beiden Player-Ausgänge einen Video-Monitor- Ausgang, aber nicht etwa FBAS Composite oder SDI mit BNC, sondern über die S-VHS Buchse. Und nicht jeder hat einen Kontrollmonitor mit einem S-VHS Eingang oder ein Spezialkabel S-VHS (Stecker/out) auf SCART (Stecker/ein)
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4. Manko: Beide Server bzw. Mainboards booten nicht automatisch von USB Sticks. Das kann im BIOS nur temporär eingestellt werden. Es ist kompliziert und mühsam, das im Bios immer wieder temporär einmalig einzuschalten. Zur Installation oder Diagnose/Reparatur benötigt man besser CDs oder DVDs. Das Slimline DVD Laufwerk im TURBO-R ist leider furchtbar lahm. Wir haben es mitsamt dem Wechselplatten-Laufwerk entfernt und gegen ein großes DVD R/W ausgetauscht.
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5. Manko: Aufnehmen von Kameras oder anderen Live-Quellen geht nur im Standard TV (SD-TV = PAL oder NTSC) Modus. HDTV kann er noch nicht. Das geht nur über eine Importfunktion für fertige Files. Für die Wiedergabe ist es aber bereits "onboard". Worin liegt da der Sinn ?
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6. Manko: Wenn auf dem Server die unterschiedlichen Videoformate von 50 Hz PAL über 59,9 Hz NTSC sowohl in 4:3 als auch 16:9 und dann auch noch HD 1080i (25Hz) abzuspielen sind, ist die dauernde "Umkonfiguriererei" sehr mühsam. Das erkennen die PC-Abspielprogramme wie der VLC Player inzwischen alles automatisch und schalten entsprechend um.
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7. Manko: Die beiden DVI-I Ausgänge an Player 1 und 2 sind sehr sensibel, was den angeschlossenen "Abnehmer" angeht. Auf unseren DVI-LCD Monitoren wurde vom Turbo-R kein Bild ausgegeben, aus FBAS/Composite und SDI kam zeitgleich ein Bild raus, aus der S-Video Buchse auch.
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8. Manko: Auf beiden Mainboards (Intel und Fujitsu) bleibt sowohl die Partition-Magic CD als auch die gpartedit Live CD mit einem Linux Error hängen.
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Die Vorteile des TURBO iDDR Recorders

the multi-function knob

Die Bedienung der Wiedergabe von fertigen Clips sowohl an der Frontseite des Turbo wie auch über einen angeschlossenen PC-Bildschirm (inzwischen auch über den Remote Desktop fernbedienbar) ist ausgegoren und handlich. Da waren Profis am Werk. Und dazu sind natürlich Spezialteile verbaut worden, so zum Beispiel das Dreh-Rad (multi-function knob) an der Frontseite rechts. Auch die Anschlüsse hinten oben am CODEC-Board sind für damalige Zeiten sehr gut. Für uns hier im Museum sind sie "überausreichend".

Aber den eigentlichen Wert dieses Recoders macht die alternative und auch simultane Ausspielung von zwei Videoclips gleichzeitig zu einem angeschlossenene Video-Mischer aus. Bei uns wäre das der Indigo Audio/Video Mischer, der diese Turbo-Recorder fernsteuern können soll.

In einer MSSQL Desktop-Datenbank werden deutlich mehr Informationen sowie ein kleines Bild gespeichert, als in der eigentlichen Video-Datei enthalten sind. Die Clips werden auf dem LCD Schirm alle zur Auswahl angezeigt.

Für uns im Video-Labor bislang von Vorteil ist, wenn wir nur mit PAL 4:3 und 16:9 Clips arbeiten und diese abspeichern, wie auch, wenn wir alte VHS Videos digitalisiert auf den Server übernehmen.
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Es mußte erstmal funktionieren - das mit den SSDs

Die Pflicht haben wir hinter uns, der Turbo-R Recorder läuft mit 2 SSDs je 128 GB. Wie gut, muß noch herausgefunden werden. Das Logbuch zeigt viele Fehler an. Aber zumindest geht es.

Jetzt kommt die Kür, also mindestens eine 1 Tera-Byte SSD.


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