Транспортная медиасеть — новый формат работы «Останкино»

В телецентре активно готовятся к переходу в Ultra HD. Основой для него станет новая транспортная оптоволоконная медиасеть. Рассказываем о ее структуре и принципах работы.

В телевизионном техническом центре «Останкино» проведена колоссальная работа по созданию транспортной оптоволоконной медиасети. Компания «ОКНО-ТВ» удостоилась премии Владимира Зворыкина «За построение единой коммуникационной структуры на базе IP-технологий» в 2016 году, а в 2017 ее получил ТТЦ «Останкино» — «За системную интеграцию в области телевидения и радиовещания на федеральном и региональном уровне». Новая транспортная медиасеть построена на основе технологии video-over-IP. Она станет технологической базой для поэтапного перехода к производству и вещанию в формате UltraHD/4K в 2018 году.

Cтойки ядра сети в АПБ-17 / Фото: Останкино

Транспортная медиасеть — это, в первую очередь, прием, передача и распределение сигналов. Кроме того, это один из главных инфраструктурных элементов телецентра, который связывает все составляющие телевизионных объектов. Основная задача медиасети — объединение центральных коммутационных узлов компаний и проектов с использованием IP-потоков 10G.

Также важную роль играет возможность управления коммутацией из любой точки.

С помощью транспортной сети организуются прямые включения, обеспечивается удаленный доступ к ресурсам и проведению трансляций. Еще одна ее функция — обработка и транскодирование сигналов. И все это должно работать с надежным резервом.

Предпосылки проекта

На телецентре заканчивалась коммуникационная емкость. Эту проблему можно было решить, установив дополнительные матрицы, что приводило к дополнительной обвязке. Чтобы сделать еще один канал, приходилось прокидывать дополнительные волоконно-оптические линии связи, искать оконечное оборудование, настраивать его и управлять им в рамках общей системы. Поэтому транспортную сеть решили модернизировать.

Появились также и новые форматы, UHD и 4K, хорошо зарекомендовавшие себя в спортивных трансляциях. Сейчас для них начали активно организовывать передвижные станции, а использование IP-сетей для доставки сигнала, виртуализация сервисов, облачные технологи и другие технологии получили дальнейшее развитие.

Требования к сети

Huber+ Suhner LISA / Фото: Останкино

Транспортная сеть телецентра должна справляться со следующими задачами:

• мультиплатформенная доставка контента;
• IP-инфраструктура и доставка сигналов, включая форматы UHD и 4K;
• обеспечение достаточной емкости коммутационного поля;
• легкое наращивание количества каналов и пропускной способности магистралей;
• надежное резервирование;
• работа с удаленными объектами;
• удобная единая система управления и мониторинга всей сети.

Слои транспортной медиасети

Транспортная сеть ТТЦ состоит из следующих слоев:

• коммутационный слой — передача видеопотоков, в первую очередь некомпрессированных, и сопутствующего звукового сигнала;
• мультисервисная сеть — вспомогательная сеть Ethernet на коммутаторах Cisco 7000 серии для управления мониторингом, служебной связью, удаленным доступом к оборудованию и для файлового обмена;

Мультисервисная сеть

• подсистема управления и контроля;
• подсистема волоконно-оптической сигнальной сети на модулях оптоволоконной связи;
• подсистема служебной связи — она обеспечивает интеграцию существующих систем связи в единую транспортную структуру;
• подсистема IP-вещания и специальных просмотров.

 

Структура

Сеть работает по следующей схеме. В зданиях АСК1 и АСК3 есть свитч-фабрики, в которых находятся коммутационные ядра, географически разнесенные для обеспечения резерва. По двум плечам каждой свитч-фабрики коммутируются все технологические единицы телецентра — аппаратно-студийные блоки, аппаратные формирования программ, дополнительные инжесты, монтажные аппаратные и прочее.

Структурная схема проекта / Фото: Останкино

Транспортная медиасеть с географическим резервом также обслуживает передачу сигналов для выдачи их на сети распространения. Обе свитч-фабрики подключаются по двум плечам к инкапсуляторам. Инкапсулятор — это шлюз, который обеспечивает стыковку IP транспортной медиасети с традиционным SDI-сигналом. Все заказчики сейчас работают с SDI-интерфейсом, поэтому было необходимо решение для миграции SDI в IP.

Инкапсуляторы Evertz 570IPG обеспечивают преобразование 18-ти 3G SDI-сигналов в IP-потоки и обратно с автоматической синхронизацией сигнала.

В качестве основного и резервного ядер коммутации выступают IP-маршрутизаторы Evertz EXE серии VSR. Суммарная пропускная способность каждого из них — 46 Тбит/с, а основные элементы — линейные входные-выходные платы, четыре блока коммутации-маршрутизации и два блока управления и контроля.

vertz EXE / Фото: Останкино

Система мониторинга и управления

Система мониторинга и управления

В системе используются программные продукты Evertz Magnum, Vue и VistaLink, которые обеспечивают визуальный контроль. Также они отвечают за настройку, аварийную сигнализацию, обеспечение диагностики и графическое отображение рабочих схем. При помощи системы VistaLink собрана модель рабочего тракта, где виден адрес оборудования, где оно стоит физически, какие модули у него задействованы, а какие не работают, откуда и куда идет сигнал и какие элементы там есть еще. Из этого интерфейса можно попасть в настройки любого элемента и работать с его конфигурациями.

Элементы управления

Элементы управления / Фото: Останкино

Для службы эксплуатации сохранена привычная логика работы коммутатора — использование панели с физическими кнопками. Появилась хорошая альтернатива наборной панели на touch-экранах, которые настраиваются для любых целей. В режиме реального времени можно убрать что-то лишнее или добавить нужное. Можно видеть, какие сигналы выбраны, какие есть в преднаборе, какие уже набраны, смотреть на индикацию звука и на наличие изображения.

Оптическая сеть

Для построения подсистемы оптоволоконной сети выбрали решение Huber+Suhner LISA. Это высокотехнологические оптические шкафы, где можно делать разнотипные оптические соединения.

Результаты

Коммутационная емкость увеличилась в шесть раз: с 384 до 1920 портов HD-SDI. На данный момент к транспортной медиасети подключилось около 45% абонентов телецентра и удаленные площадки. Уже сейчас в эту сеть полностью интегрирован новый вещательный комплекс НТВ.

Пассивная оптическая сеть позволяет кроссировать более 5000 волокон — это достаточно большой объем. Сейчас в каждом АСК телецентра оборудовано по одной аппаратной управления транспортной сетью.

Что это дает в плане предоставления услуг?

• Передачу сигналов разных форматов, в том числе UHD и 4К, с высокой степенью надежности. Это достаточно тяжелые сигналы, и их целессобразно передавать без компрессии для сохранения качества.
• Большую коммутационную емкость, которую можно предоставлять удаленно. Уже реализован проект, где заказчику предоставляется коммутационная емкость телецентра с управлением и обслуживанием.
• Удаленные производственные ресурсы.
• IPTV.

 

Демонстрация возможностей медиасети

Схема работы демонстрационной студии

Демонстрация прошла в студии АСБ-10. Для этого была развернута студия в формате 4К, и к ней подключились удаленные объекты — СК «Олимпийский» и крыша АСК3.

На презентации транспортной медиасети в «Останкино» / Фото: Останкино

До недавнего времени для организации внестудийного вещания использовалась ПТС. Сейчас технологии позволяют прямо с видеокамер, установленных на удаленном объекте (например, на стадионе), забирать видео, потоки служебной связи, управления, доставлять эти потоки по транспортной медиасети до телецентра и передавать их в АСБ, где работает режиссерская бригада, формирующая программу. Для нее нет разницы, с какими камерами работать: с теми, которые стоят в студии или с камерами, которые установлены на удаленном объекте.

Оборудование демонстрационной студии

Профессиональный 4К-монитор, предоставленный фирмой Panasonic, подключили к матрице по 4×3G-SDI-кабелям при помощи четырех BNC-разъемов. Для вывода изображения на большой экран компания Canonпредоставила 4К-проектор и новую камеру XF405, которая может работать в 4К. Существует два вида этой камеры: бытовая и профессиональная. Последней уже заинтересовались телеканалы: в частности, RT покупает 10 моделей.

Далее идет IP-мультивьюйер. Неважно, где он установлен географически, можно просто подключить его в сеть, прописать нужные потоки видео и уже сформированную в поле экрана картинку отдать на инкапсулятор, который подключен к монитору. В данном случае мультивьюйер установили в центральной аппаратной, при этом с его помощью идет понижение сигнала до 3G, чтобы можно было вывести изображение на HD-монитор.

Для коммутации сигналов в матрице используется панель управления на touch-экране Evertz Vue Cube. Ее можно настроить под любую задачу — нарисовать любой слой, и он будет отображаться. Переключения в матрице происходят без подрыва, и это позволяет использовать ее как резервный тракт для микшера, то есть для формирования аварийных программ.

Видеомикшер GV Korona / Фото: Grass Valley 

Видеомикшер GV Korona — самый маленький из S-серии: 16 входов и 8 выходов. Несмотря на свои скромные размеры, он работает в 4К и подключен по 4×3G-SDI. Панель и база связаны между собой по Ethernet: это дает возможность разносить их географически. Например, ваша бригада находится в АСБ, а камеры стоят удаленно. Но бригада хочет быть на месте событий — нет проблем: вы запускаете панель на удаленном объекте, по сети Ethernet подключаете к базе, которая стоит в аппаратной, и можно работать.

Источники 4К

1) Камеры, установленные в студии. Так как у них есть HDMI-выход, можно использовать большое число конверторов AJA, предоставленных компанией ProViS.

Конверторы AJA / Фото: AJA Video Systems, Inc.

2) Камеры на удаленных объектах. Начнем с объекта СК «Олимпийский». Там установлены 4К-камеры компании Panasonic. Оттуда идет живой сигнал, а отсюда работает управление камерами. Здесь установлена панель управления камеры, которая обычно ставится в АСБ. Отсюда можно управлять диафрагмой и всеми настройками, которыми обычно управляет инженер в АСБ. Также работает интерком-связь с оператором. Все в режиме реального времени.

3) Внешние линии. Тестирование проводилось совместно с компанией «Ростелеком»: им отдавали некомпрессированный 4K-сигнал по IP. Они его компрессировали, по потокам 1 Гбит/с отдавали в Сочи, возвращали обратно и отдавали в медиасеть ТТЦ. Получилась задержка 12 кадров, это хороший результат.

Как это работает? В «Олимпийском» есть точка присутствия оптической сети: к оптической сети подсоединен кейс с инкапсулятором. На него подаются видеосигналы Ultra HD. Также на инкапсуляторе есть Ethernet-порт, который позволяет внутри транспортной сети прокладывать соединения связи между разными инкапсуляторами. Установив связь между «Олимпийским» и АСБ 10, можно подключить в порт интерком-связь и получить удаленное управление.

В СК «Олимпийском» реализован классический вариант удаленного производства. Это решение идеально работает, когда у вас есть хороший оптический канал на удаленном объекте, но в наших реалиях это не всегда доступно.

Схема работы сети с удаленными источниками

Часто возникают ситуации, когда точка присутствия оптической сети и объект разнесены на несколько километров и необходимо обеспечить связь на последней миле. Для решения этой проблемы используется радиорелейная связь с шириной канала 10 Гбит/с, который и обеспечивает эту последнюю милю. Оборудование предоставлено компанией «Радио-Линк», официальным представителем петербургской компании DOK. Это прибор РРС-10G, который работает на частоте 70 ГГц. Подобное оборудование дает возможность включиться в транспортную сеть и передавать потоки видео.

Возникла ситуация: радиорелейный канал пропускает 10 Гбит/с, а некомпрессированный 4К-сигнал — это поток 12 Гбит/с. Для решения этой проблемы используется камера GV LDX, которая, помимо традиционного некомпрессированного 4К выдает IP-поток с компрессией TICO. Видеопоток с камеры, управление и служебная связь подаются на радиорелейный канал, по воздуху идут к точке доступа и попадают в транспортную медиасеть.

GV LDX 82 Series / Фото: Grass Valley

Мы видим прямую картинку, где даже с HDR нет никаких замораживаний и рассыпаний, при этом доступно управление камерой через панель управления ICP и все, что нужно операторам. Можно управлять объективом 4К-трансфокатором, фокусом и всеми другими параметрами. Эти объективы предоставлены фирмой Fujinon.

ОТТ

В заключение о сервисе «Майкроимпульс». Это компания, которая предоставляет полноценный ОТТ сервис, включающий в себя доступ к IP, видео по запросу, функции второго экрана при просмотре контента, и сдвигу во времени. В данный момент в эту систему включена ВЗТС (Внутренняя замкнутая телевизионная сеть) телецентра. По IP можно просматривать предоставляемые телеканалы, в том числе в HD-качестве. Так как серверы находятся на территории ТТЦ, туда можно добавлять определенные сервисы или исключать их. Соответственно, телецентр держит все под полным контролем.

Мы становимся свидетелями переломного момента: с одной стороны — старый классический мир SDI, а с другой — грядущие IP и IT-технологии, которые в ближайшем будущем сильно поменяют или уже меняют способы производства телевизионного контента.

 

Источник