Миграция из SDI в IP
Что заставляет меняться систему транспортировки сигналов, какие группы стандартов и протоколы сейчас актуальны. Рассказываем о способах передачи видео, аудио и вспомогательных данных.
Все чаще в телевизионной индустрии идут разговоры о миграции на IP. Идея заключается в том, чтобы заменить существующий транспорт сигналов по SDI интерфейсу на оптические линии и IP транспорт. Оснований для такой миграции существует несколько: это и набирающие популярность видеоформаты высокой четкости, которым уже не хватает пропускной способности медного коаксиального кабеля; и более гибкая реализация доставки профессиональных телевизионных сигналов по IP внутри телевизионных центров; возможность организации распределенного вещания (remote production) и многие другие причины, продиктованные современными тенденциями.
Сейчас существует несколько стандартов, описывающих передачу профессионального видеосигнала по IP.
Основные из них – это группа стандартов SMPTE 2022, описывающая процесс передачи видеосигналов различных форматов по IP.
SMPTE 2022-2 и SMPTE 2022-4 описывают процесс упаковки (инкапсуляции) компрессированного сигнала формата MPEG-2 с постоянным и переменным битрейтом соответственно.
SMPTE 2022-6 представляет наибольший интерес, так как описывает инкапсуляцию некомпрессированных сигналов (SDI) форматов 3G/HD/SD. SDI сигнал целиком с видео, аудио и дополнительными данными инкапсулируется в протокол HBRMT (High-Bitrate Media Transport Protocol), который потом упаковывается в RTP (Real-time Transport Protocol) пакеты (с RTMP timestamps для синхронизации согласно IEEE 1588 Precision Time протоколу) и передается по сети c помощью UDP протокола. Поскольку данный стандарт разрабатывался для передачи видео формата до 3Gb/s, он не очень приспособлен для работы в высокой четкости. Например, для передачи 4К сигнала необходимо четыре 3G потока.
Источник: Youtube
SMPTE 2022-5 добавляет кодирование FEC в стандарте 2022-6 в случае потери пакетов. Используется для предотвращения коротких подрывов сигнала (для SD – max 33мс, HD – max 6мс, 3G – max 3мс).
SMPTE 2022-7 предлагает решение проблемы с потерей пакетов в сети без использования FEC. Идея заключается в том, чтобы посылать два одинаковых SMPTE 2022 потока от источника к потребителю по двум разным маршрутам. Приемник автоматически незаметно переключается между потоками в случае потерь на одном из маршрутов.
Протокол TR-03
Источник: s-a-m.com
Для передачи некомпрессированного видео в TR-03 используется формат RFC 4175, который поддерживает видео с разрешением до 32767 на 32767, 4:2:0, 4:2:2 и 4:4:4 субдискретизацией, прогрессивную и чересстрочную развертки. Для передачи некомпрессированного аудио по IP используется формат AES67, а для дополнительных данных – IETF. Видео, аудио и дополнительная информация передаются по сети раздельно и для синхронизации таких потоков используется IEEE 1588 Precision Time Protocol и IETF Session Description Protocol
Протокол ASPEN
ASPEN предлагает доставку сигнала по IP тремя независимыми MPEG2-TS потоками. Для инкапсуляции видео используется стандарт SMPTE RDD-37, для аудио – SMPTE ST-302 и SMPTE ST-2038 для дополнительных данных. Синхронизирует потоки PCR (Program Clock Reference).
Источник: aspen-community.com
Здесь действует похожая система разделения сигнала на три независимых потока – аудио, видео, дата, как и в TR-03, что обеспечивает необходимую гибкость передачи сигналов. Одним из основных отличий стало использование в качестве транспорта MPEG-2 TS протокола вместо RTP, как в двух предыдущих стандартах.
Кто доминирует на рынке
ASPEN Community. Группа производителей Evertz, Ross, Sony, Tektronix, Vizrt и многие другие договорились об использовании в своих продуктах и продвижении на рынке протокола ASPEN. В частности, компании Evertz сейчас предлагает готовое SVDN (Software Defined Video Networking) решение: IP коммутаторы EXE и 3080IPX, а компания Ross добавила в линейку видеомикшеров Acuity интерфейсы 10GbE IP с поддержкой ASPEN, что позволяет их подключать напрямую к IP коммутаторам от Evertz.
