Cos’è un archivio dati per il broadcast? Quale è la differenza tra sicurezza e protezione? Nelle pagine seguenti, chiariamo questi e altri concetti di base sul Media Asset Management, sulle problematiche correlate e sui necessari supporti con un esperto del settore. Buona lettura.
Dal punto di vista di un operatore del settore broadcast, un archivio video può essere definito come una raccolta di immagini e suoni che vengono registrati da apparati di videoregistrazione, su cassette video, di dimensioni diverse, contenenti un nastro magnetico. Le cassette video, o i nastri magnetici video, possono essere visibili su monitor televisivi oppure possono essere utilizzati per la loro trasmissione via rete radio o via rete informatica, o per la loro distribuzione di massa. Più genericamente possiamo descrivere un archivio video come una raccolta di documenti video pubblici o privati, oppure il luogo in cui si conserva tale raccolta. Gli archivi video, per esempio quelli di Stato, costituiscono una parte unica e insostituibile del nostro retaggio culturale: documentano un periodo della storia di una nazione, di un popolo, di uno o più periodi sociali e politici. Gli archivi sono il “materiale grezzo di documentazione della storia” dato che contengono le prove di fatti, personaggi o avvenimenti realmente accaduti, dei quali rappresentano testimonianza: di fatto sono la registrazione della nostra memoria collettiva, senza la quale, spesso, perdiamo la nostra identità. Per gli archivi pubblici, le leggi ne sanciscono le regole di accesso, per quelli privati invece, oltre alle leggi dello Stato, vengono applicate regole di accesso e di utilizzo tipiche del mercato in cui ogni azienda opera. Regole che devono comunque permettere alle aziende di trasformare i loro beni audio e video, in altri dotati di maggiore utilità complessiva, attraverso attività di ordine finanziario e tecnico dirette alla creazione di un film, all’incisione di un disco: le aziende valorizzano i loro archivi come se fossero dei veri e propri strumenti di produzione. In tutti questi casi gli archivi vanno protetti e messi in condizioni di operare in situazioni di sicurezza. Con il concetto di protezione si può intendere l’adozione di opportuni accorgimenti, di tipo hardware, software o organizzativi, per salvaguardare dati e memorie da tentativi volontari o accidentali di modifica, perdita o cancellazione, oppure per evitare accessi non desiderati.
Per rafforzare questo concetto possiamo allargarlo al tema della sicurezza che può essere intesa come condizione che consente di prevenire o attenuare rischi oppure come un provvedimento adottato da un’autorità per prevenire un pericolo. Riassumendo, proteggere con sicurezza archivi può essere inteso come evitare la perdita di informazioni gestendo preventivamente i rischi che questo accada. Le ragioni che normalmente portano alla perdita o al deterioramento di informazioni video, possono dipendere dai seguenti fattori:
- modifica della struttura chimica e fisica dei materiali che compongono il nastro video;
- conservazione dei materiali in condizioni ambientali avverse, specialmente di temperatura e di umidità;
- mancato utilizzo dei materiali video, che può creare notevoli danni e per questo si consiglia periodicamente di svolgere e riavvolgere i nastri video;
- uso errato o eccessivo dei materiali video;
- invecchiamento o scomparsa delle apparecchiature di videoregistrazione e di consultazione del nastro video su cui è registrato il materiale: l’avanzamento tecnologico rende velocemente obsoleti standard e tecnologie, che invece sono fondamentali per poter continuare ad accedere ai contenuti dei nastri video;
- distruzione dei materiali dovuta a ragioni volontarie o involontarie, per esempio eventi naturali.
Per una protezione completa del materiale video, va creato un piano strutturato di protezione che, per esempio, può trattare le seguenti tematiche:
- creazione delle corrette condizioni ambientali di conservazione, di immagazzinamento, di consultazione e di riproduzione;
- trasferimento e copia del materiale video su cassette video più moderne o su supporti di registrazione di tipo diverso.
Trasferimento di materiale video
Il trasferimento del contenuto di nastri magnetici video o audio può essere definito come il processo in cui i nastri sono trascritti/copiati su altri supporti, riportando i contenuti originali nelle migliori condizioni possibili di qualità. Il trasferimento del contenuto di un intero archivio video, utilizzando un altro formato, può risultare un’attività molto lunga e costosa, e l’attività va pianificata e realizzata con attenzione utilizzando i seguenti punti come criteri per l’assegnazione della priorità nel trasferimento dei contenuti:
- la perdita dell’informazione nel nastro non può essere osservata se non rileggendolo, e questo potrebbe portarlo ad un ulteriore degrado. L’analisi delle condizioni in cui il nastro è stato conservato, può permettere facilmente di capire se il suo contenuto va trasferito e con che priorità. Se la registrazione video è stata effettuata utilizzando un formato ormai obsoleto il trasferimento è prioritario, per esempio il formato video 2-inch Quads o il 1/2” reel-to-reel, oppure il formato audio half-track mono o quarter inch track stereo reel-to-reel;
- se un formato video è stato utilizzato all’inizio della sua vita, allora le registrazioni in cui è stato utilizzato possono essere delle buone candidate al trasferimento in quanto le successive modifiche del formato potrebbero aver reso le macchine con questo standard, non più in grado di rileggere le registrazioni effettuate per prime;
- l’età del nastro è un buon indicatore: un nastro con più di 20 anni di età o superiore va sicuramente trasferito, un nastro di 15 anni è quasi pronto per il suo trasferimento, un nastro di 10 anni è troppo giovane;
- vanno sicuramente trasferiti i contenuti di nastri in copia unica o loro copie, oppure nastri che hanno lavorato molto o che si sono trovati spesso nella condizione di pausa e che sono copie uniche.
Per evitare il degrado nel tempo del materiale video si può passare al suo trasferimento dalla rappresentazione analogica ad una rappresentazione digitale: cassetta video digitale o file informatico. I due tipi di supporto appartengono a due mondi tecnologici totalmente diversi: quello del video e quello dell’informatica, che si vanno unendo sempre di più e che vedono nel supporto DVD un punto di unione tra video e informatica.
Protezione dei contenuti video su DVD
Il DVD è un supporto video e informatico che permette una protezione dei contenuti video a basso costo, ma tale tipo di formato non può essere immediatamente utilizzato in quanto la conversione da un formato video al DVD va strutturata in quattro fasi distinte:
- codifica video: conversione in digitale e compressione dei contenuti video in MPEG-2 con un bit rate massimo di 9,8 Mbit/s;
- codifica audio: conversione in digitale dei contenuti audio, utilizzando vari tipi di codifica come MPEG, Dolby Digital 5.1 o altro, DTS e PCM lineare;
- authoring: produzione delle funzioni utente di accesso ai contenuti del DVD, quali menu interattivi, bottoni;
- mastering e repliche: produzione di una quantità limitata di DVD o realizzazione del master da cui produrre grandi quantità industriali del DVD.
Alla fine del processo di riconversione dei contenuti video su DVD, potremmo aver ottenuto un livello qualitativo non sufficientemente elevato per poter ritrattare questi contenuti in successivi procedimenti di manipolazione dell’informazione. Oppure questa successiva manipolazione potrebbe risultare molto scomoda in quanto il contenuto del DVD è strutturato per la sua consultazione da parte di un utente finale e non per il suo immediato riutilizzo.
Protezione dei contenuti
con soluzioni informatiche di Media Asset Manager
A questo punto pensiamo di voler trasferire i contenuti delle nostre cassette video e audio all’interno di file informatici. Per far questo il primo strumento di cui ci dobbiamo dotare è un oggetto, trascurandone i dettagli tecnologici, all’interno del quale inseriamo i contenuti delle nostre cassette e dal quale ricaviamo come risultato un file per ogni cassetta letta. Questo oggetto, normalmente chiamato Sistema di encoding o di ingestion, viene dotato delle opportune tecnologie finalizzate alla codifica e alla compressione digitale (secondo gli standard MPEG) che ci permettono di continuare ad utilizzare e riutilizzare i nostri filmati senza consumarli, cosa che avviene invece con l’usura del nastro magnetico presente nelle cassette, dovuta alla loro consultazione. Immaginiamo questo oggetto come un imbuto nel quale inseriamo i nostri filmati che, dopo essere stati opportunamente trattati, vengono trasformati in un insieme di bit che ci permettono di ricordare, in modo diverso, i contenuti delle cassette video. Maggiore è la quantità di bit prodotti durante la trasformazione in digitale, maggiori saranno i dettagli del filmato che saremo in grado di ricordare (esiste un indicatore numerico che esprime questa grandezza, la quantità di bit che andiamo ad utilizzare, chiamata bit rate al secondo). Come è logico che sia alla fine dell’imbuto, dobbiamo porre un sistema informatico chiamato Sistema di Archiviazione, che sia in grado di raccogliere e contenere tutti questi bit mantenendoli separati file-per-file (filmato per filmato). Il Sistema di Encoding e il Sistema di Archiviazione hanno la necessità di tenere una traccia dei filmati che sono stati trasferiti in digitale: va ricordato il contenuto di ogni filmato (fino a poter sapere i personaggi, gli oggetti e gli eventi presenti nel filmato) e il posizionamento temporale dei contenuti all’interno del filmato.
I descrittori/indici delle informazioni video e audio presenti nel nostro archivio digitale, prendono il nome di metadati e sono necessari agli utenti dell’archivio video per accedere a tutti i filmati trasferiti in digitale. Possiamo chiamare questo nuovo oggetto, che si occupa delle catalogazioni e della gestione dei metadati: Sistema di Catalogo del nostro archivio. Se i metadati sono anche di tipo multimediale (audio e video) il sistema può essere chiamato Catalogo Multimediale. I tre oggetti Sistema di Ingestion, Sistema di Archiviazione e il Sistema di Catalogo permettono la trasformazione di un tradizionale archivio video e audio, in un sistema informatico per la gestione dei beni (asset) audio/video di un operatore broadcast. Continuando ad utilizzare le tradizionali cassette video il loro uso è immediato: le cerchiamo, le preleviamo dall’archivio, le inseriamo in un lettore, ne guardiamo su un monitor il contenuto e le copiamo su altre cassette unendo tra di loro i filmati di nostro interesse (post-produzione). Usando invece una soluzione informatica è necessario dotarsi di un altro oggetto che ci permetta di rivedere e ottenere il filmato come se avessimo continuato ad utilizzare le normali cassette video. Questo quarto oggetto viene chiamato Sistema di play-out. In questo sistema entrano i bit che rappresentano in formato digitale il filmato, ed escono i normali segnali video che possono essere visualizzati su dei monitor, registrati su cassetta o messi in onda. Per permettere agli utenti di accedere ai filmati da inserire nel Sistema di play-out, aumentiamo le funzionalità del Sistema di Catalogo che viene messo in condizione di porre i suoi indici a servizio di coloro che vogliono accedere all’archivio. Normalmente una soluzione informatica formata dal Sistema di Ingestion, dal Sistema di Archiviazione, dal Sistema di Catalogo e dal Sistema di play-out, prende il nome di Media Asset Management (MAM). Un MAM permette ai suoi utenti broadcast non solo di proteggere i contenuti dell’archivio audio/video, ma anche di poterli usare in attività di produzione e di post-produzione.
Un MAM può essere progettato e dimensionato per contenere due tipi di informazione video: il video a bassa risoluzione e il video ad alta risoluzione.
Il video a bassa risoluzione permette di vedere i contenuti del filmato video trasferito in digitale, con una qualità pari o poco superiore a quella normale cassetta video VHS. Il video ad alta risoluzione permette di raggiungere una qualità paragonabile a quella del filmato originale trasferito in digitale.
Come è facile pensare le differenze pratiche tra i due formati sono molto diverse: la maggiore è che utilizzando la bassa risoluzione possiamo usare il MAM solo come sistema di consultazione del nostro patrimonio video, ma per utilizzare praticamente il video scelto in attività di post-produzione dobbiamo continuare ad accedere alle cassette video originali. L’adozione del formato video ad alta risoluzione permette di dimenticarsi delle cassette video, che scompaiono totalmente dai cicli di produzione e post-produzione.
Una soluzione MAM che gestisca la sola bassa risoluzione non permette la protezione totale di un archivio video, ma ne limita comunque l’usura in quanto le cassette video originali vengono manipolate e usate solo quando effettivamente serve: il MAM ha eliminato tutti gli accessi alle cassette necessari alla ricerca di quello che ci serve (eliminando anche tutti i tempi manuali di accesso e spostamento delle cassette per la consultazione). La soluzione MAM per l’alta risoluzione trasferisce in digitale tutti i filmati e permette di congelare completamento l’uso delle cassette video, ma ha costi che spesso vengono definiti enormi. Si parte sempre con un MAM a bassa risoluzione e poi, eventualmente, si cresce verso l’alta risoluzione.
Caratteristiche dei sistemi di storage per i MAM
Nell’architettura generale della soluzione MAM tutti i Sistemi che la compongono collaborano insieme svolgendo funzioni che spesso sono integrate tra di loro (per esempio la fase di ingestion di un filmato produce i metadati per la sua ricerca) e tali funzioni operano, per la maggior parte, sugli stessi dati. Per permettere questa integrazione, che è la più importante in un MAM, occorre progettare una architettura di storage che possa essere utilizzata da tutti i Sistemi e che possa adattarsi in termini almeno di performance, di sicurezza e di espandibilità, alle varie esigenze degli utenti broadcast del MAM.
L’architettura di storage del MAM comprende due differenti sistemi di memorizzazione integrati tra di loro:
- sistemi a disco rigido (computer hard disk);
- sistemi a nastro (computer tape drive).
I sistemi a disco vengono utilizzati per contenere tutte quelle informazioni che hanno la necessità di dover essere accedute nel minor tempo possibile evitando attese agli utenti dell’archivio. Nei dischi del MAM vengono memorizzati, per esempio :
- metadati, che sono la base per l’utilizzo del materiale trasformato in digitale;
- video a bassa risoluzione, senza il quale non è possibile vedere quello che è presente nell’archivio;
- file video o audio “molto utilizzati”, che conviene tenere su un disco (spesso chiamato disco di cache).
Questi diversi tipi di dati hanno due caratteristiche molto diverse:
- i metadati sono “pochi” ma vanno acceduti contemporaneamente da molti utenti;
- i file video o audio vengono acceduti contemporaneamente da pochi utenti che richiedono il trasferimento di grandi quantità di dati.
Per ottimizzare il funzionamento del Sistema di Archiviazione verso queste diverse tipologie di dati, il sistema può essere dotato di due tipi di tecnologia a disco:
- dischi ad alte performance per i metadati (per esempio i dischi della serie D-280 della StorageTek) che sono velocissimi negli accessi e permettono un alto numero di accessi contemporanei;
- dischi ad alta capacità, per i file video a bassa risoluzione e per la cache video (per esempio la serie Bladestore della StorageTek), che siano in grado di memorizzare grandissime quantità di dati, superiori a 100 TeraByte, a costi più bassi ed utilizzando architetture interne specializzate per la gestione di queste grosse quantità di dati.
Per garantire la gestione “sicura” dell’archivio video presente nei dischi, questi dispositivi vengono dotati di componenti elettronici duplicati (quali il numero delle unità a disco, gli alimentatori o i controller) o di tecniche di registrazione dei dati specifiche (chiamate RAID) che permettono di prevenire o di attenuare i rischi di perdita di informazioni a fronte di guasti o eventi imprevisti. Le quantità di dati gestite dai MAM, specialmente quelli che trattano video ad alta risoluzione, rende impossibile la loro memorizzazione esclusivamente su dischi (che comunque potrebbero andare distrutti e sarebbe pertanto necessario salvarne il contenuto), si rende pertanto necessario utilizzare un altro dispositivo di memorizzazione: il nastro. Anche nell’informatica, di fronte a grosse quantità di dati, non si può fare a meno dei nastri: si parla di nastri diversi da quelli video. Anche questo tipo di nastri sono contenuti in cassette, però di formato totalmente diverso da quelli usati per il settore broadcast, e sono stati progettati per offrire un altissimo livello di sicurezza del dato (infatti sarebbe spiacevole perdere il saldo di un conto corrente). Senza scendere troppo nei dettagli si può dire che la tecnica di registrazione del dato sul nastro dati è profondamente diversa da quella utilizzata nel broadcast: i primi utilizzano normalmente la tecnica di registrazione lineare i secondi la tecnica della registrazione a testina rotante, ma questa differenza non è sempre vera. Nella funzione di archiviazione può nascere l’esigenza di registrare su nastro informatico:
-piccoli filmati acceduti frequentemente e con esigenze di velocità d’accesso molto elevate (per esempio le news);
- grandi filmati (per esempio i film o i programmi di intrattenimento).
Anche in questo caso l’architettura di storage deve essere in grado di utilizzare strumenti specifici:
- unità a nastro che permettano di accedere velocemente alla porzione di nastro dove è contenuto il filmato richiesto (per esempio le unità a nastro StorageTek 9840C che dispongono di tempi di accesso medi di 8 secondi);
- unità a nastro molto capienti (per esempio le unità a nastro StorageTek 9940B che permettono di registrare su una cassetta 200 GByte).
Entrambe le tecnologie dispongono della funzionalità WORM, che permette di registrare un dato garantendo che esso non potrà essere più modificato o volutamente alterato. Per la creazione di un magazzino nel quale conservare con cura le cassette informatiche, può essere utilizzata una libreria robotica quale, per esempio la libreria StorageTek L-5500 o la nuova StreamLine SL8500. La libreria robotica viene utilizzata per l’esecuzione automatica di operazioni di scrittura e di lettura di dati su cassette magnetiche a nastro. La libreria dispone di un braccio meccanico robotico che, su richiesta da parte di un software applicativo, estrae una specifica cassetta magnetica da una rastrelliera contenuta al suo interno, per inserirla in una unità a nastro contenuta nella libreria stessa.
Alla fine dell’operazione di lettura o di scrittura del filmato digitale, la cassetta viene riposta nella sua posizione originale. La nuova libreria StorageTek SL8500 dispone di più bracci robotici che collaborano tra di loro (è come se più magazzinieri lavorassero insieme) e che possono eseguire contemporaneamente più operazioni di montaggio e di smontaggio delle cassette. Invece di far muovere gli uomini verso le unità di registrazione a nastro, la libreria robotica :
- muove le cassette magnetiche verso le unità di registrazione;
- per poi riporle nella rastrelliera presente nel suo interno;
- eliminando gli interventi manuali;
- eliminando possibili errori di allocazione della cassetta nella rastrelliera.
Tutte le unità di memorizzazione del MAM: unità a dischi, unità a nastri e libreria robotica, vengono, spesso e sempre nei MAM di grandi dimensioni, collegate agli elaboratori che le utilizzano, utilizzando una speciale rete locale dedicata allo storage. Questa LAN per lo storage utilizza collegamenti in fibra ottica (fibre channel FC) ed è chiamata Storage Area Network (SAN). La SAN va costruita utilizzando dispositivi di storage che dispongono di collegamenti in fibra (per esempio i dischi, i nastri e le librerie StorageTek) e unità di connessione e di switch in fibra (per esempio gli switch della StorageTek SilkWorm 3900). Un’ultima componente del Sistema di Archivio è una sua parte software che si occupa dello spostamento dei filmati video digitali dalle unità a nastro al disco di cache e dalla cache alle cassette magnetiche. Per effettuare questi spostamenti vengono utilizzati prodotti software chiamati Hierarchical Storage Management (HSM). L’HSM svolge la funzione di migrare automaticamente i file dati su supporti di memorizzazione economici (per esempio dai dischi capacitivi Bladestore ai nastri) e di rileggerli automaticamente quando l’utente desidera consultarne il contenuto.
Lo spazio su disco occupato dai file migrati verso i nastri, viene reso disponibile per registrarvi altri dati, alla fine della migrazione da disco a nastro lo spazio disco occupato dai dati trasferiti viene liberato (purge). L’utente non si accorge che i file più vecchi sono stati migrati su nastro dall’HSM in quanto il software crea la sensazione che il file migrato sia ancora presente su disco. Il maggior beneficio fornito da un software HSM è che l’utente libera il suo spazio disco dai dati più vecchi, mantenendo la capacità di accedervi senza dover eseguire comandi di accesso ai dati che differiscano in funzione del supporto dove i dati risiedono (nastro o disco di cache). Per soluzioni MAM di piccole dimensioni, può essere utilizzato come software HSM il prodotto StorageTek Application Storage Manager (ASM).
Per soluzioni MAM di grandi dimensioni vanno usati software HSM dedicati al mercato broadcast, quali il prodotto Distributed Intelligent Versatile Archive (DIVArchive) distribuito dalla StorageTek.
Angelo Palermo è Data Protection Consultant alla StorageTek Italia. angelo_palermo@storagetek.com