La importancia de la sincronización en la transición a IP en Redes broadcast.
17 de febrero de 2021
Autor: Alejandro Fernández Gálvez (Ingeniero superior de Telecomunicaciones por la UPM) – BDM en Melcox
Es la hora de mejorar las redes de radiodifusión (broadcast) y producción.
En las últimas décadas, las redes de muchas industrias han experimentado una transformación fundamental. Con IP como la tecnología de convergencia, las aplicaciones patentadas monolíticamente integradas se han reemplazado por hardware común de usos múltiples con software abierto e interfaces estandarizadas.
Las centrales telefónicas automáticas actuales, por ejemplo, son conmutadores en servidores estándar. Esta transición a IP está sucediendo ahora en las redes broadcast. Uno de los desafíos clave aquí es la sincronización, que es fundamental para el procesamiento eficiente de secuencias de audio y video.
En Melcox podemos ayudarte en la sincronización de tus redes broadcast con los relojes fabricados por nuestro partner Oscilloquartz.
Las redes de paquetes no son óptimas para sincronizar aplicaciones
Hoy en día, las cámaras, grabadoras y los dispositivos de procesamiento de video están equipados predominantemente con interfaces SDI para crear streams de video sin comprimir y de la más alta calidad. El formato síncrono de esta señal en combinación con el tiempo embebido garantiza una sincronización ajustada del contenido de los streams. Pero el cambio a IP reemplaza redes de transporte síncrono por tecnología asíncrona. Esto implica dividir la señal SDI en múltiples e independientes streams de video y audio, cada uno de los cuales deben estar alineados con gran precisión.
Para garantizar una alta calidad y evitar pérdida paquetes, las redes y rutas deben diseñarse para introducir la menor variación posible de retardo de paquetes (también conocida como jitter). El sello de tiempo preciso permite que las transmisiones de los streams se procesen en el orden correcto para evitar problemas de sincronización y mantener la calidad del servicio.
Como se muestra a continuación, hay tres requisitos principales para la sincronización de streams broadcast basadas en IP y sus respectivas redes de transporte.
Las empresas de broadcast y de producción se están cambiando a PTP
Una transición perfecta de SDI a tecnología basada en IP requiere que la trama SDI sea empaquetada y los datos mapeados en streams individuales de video y audio con sello de tiempo. Los codificadores y descodificadores respectivos necesitan información tiempo con gran precisión, la cual es proporcionada por estándares basados en PTP (Precision Time Protocol) definido por IEEE 1588.
Los paquetes con sello de tiempo proporcionan una sincronización precisa a través de redes IP con enrutadores IP, los cuales actúan con funcionalidad de boundary clock (BC) o transparent clock (TC), lo que permite procesar la información de tiempo en escala y precisión. Un gran maestro (GM) central proporciona una fuente de información de tiempo precisa, normalmente sincronizada por un receptor GNSS.
PTP proporciona tiempo preciso sobre los paquetes de red
- Alta precisión
Por soporte de red e implementación hardware. - Resistencia
Con GM redundantes y algoritmos de selección estandarizados. - Compensación del retardo
Midiendo el round trip delay (retardo ida y vuelta). - Acorde a estándares
Para interoperabilidad y facilidad de uso. - Flexibilidad
En combinación de Grand Masters (GM) centrales y distribuidos en boundary clocks (BC).
Estándares estables como base para una migración exitosa
SDI es una tecnología probada y bien establecida, pero aunque ha servido a la industria durante más de 30 años, ahora no cumple con los requisitos de flexibilidad y agilidad de redes basadas en IP. La Sociedad de ingenieros de Cine y Televisión (SMPTE) ha ayudado a habilitar la transición a la IP mediante el desarrollo de especificaciones técnicas como como ST 2110 para convertir formatos SDI en streams de contenido independientes con sellos de tiempo y ST 2059 con el fin de introducir IEEE 1588 como medio de la entrega precisa de información de tiempo y frecuencia..
El camino hacia las redes IP de broadcast y de producción
Sobre la base de estas especificaciones, las redes broadcast pueden migrar sin problemas desde arquitecturas SDI establecidas a redes IP preparadas para el futuro. Las mejores prácticas para una sincronización precisa recomiendan instalar inicialmente relojes Grand masters (GM) compactos basados en GNSS en cada emplazamiento de producción y transmisión broadcast. Con este enfoque, el tiempo de precisión puede estar disponible en cualquier sitio con un coste muy moderado. En un segundo paso, la capacidad de entrega de tiempo en la red IP se mejora con la introducción de relojes Grand masters (GM) de altas prestaciones centralizados y mejorando la capacidad de entrega de PTP de la red mediante la implementación relojes con funcionalidad boundary (BC) y transparente (TC).
Soluciones perfectas
La necesidad más inmediata de “tiempo de precisión” llega desde estudios remotos y unidades móviles, que se conectan a sitios de producción y transmisión broadcast a través de redes públicas / privadas.
Afortunadamente, los relojes Grand master (GM) compactos y versátiles son fáciles implementar y la cartera de productos fabricados por nuestro partner Oscilloquartz ha sido optimizada específicamente para esta aplicación. Debido al muy bajo consumo de energía, nuestro reloj Grand master (GM) de huella cero, el OSA 5401, se puede conectar fácilmente a un puerto de un switch local. Por otro lado, nuestro OSA 5405 ofrece un Grand master (GM) con receptor GNSS y antena integrados, proporcionando una solución muy simple basada en satélites proporcionando una referencia de gran precisión de tiempo y frecuencia. Para máxima disponibilidad y fiabilidad, complementar la sincronización de tiempo basada en GNSS con sincronización de tiempo basada en la red es clave.
