Um mini-guia para as principais considerações que as organizações devem levar em conta em suas operações de produção remota, por Geoff Bowen, Arquiteto Chefe de Tecnologia, Appear.
Disponível no Guia Essencial da Broadcast Bridge deste mês.
O conceito de produção à distância - mover o conteúdo bruto gerado em um evento local de volta para as principais instalações de produção e gerenciamento - vem ganhando rapidamente popularidade no mundo da transmissão. O conteúdo móvel/site também vem ganhando grande popularidade com a capacidade de oferecer aos espectadores uma gama de eventos esportivos e outras transmissões no local através das tradicionais opções de transmissão por ar, cabo e streaming.
Paralelamente à expansão dos portais de consumo, a gama de formatos de conteúdo em uso está se expandindo com a contribuição do HDR 1080p e UHD se tornando comum para grandes eventos esportivos e até mesmo implantações de produção 8K ao vivo ou em fase de teste.
Quando o COVID-19 foi atingido, as emissoras se depararam com um duplo dilema - seus telespectadores queriam conteúdos gerados ainda mais remotamente para que se sentissem mais conectados enquanto tinham que ficar em casa, mas as emissoras precisavam manter seu próprio pessoal seguro enquanto geravam aquele aumento de conteúdo que os consumidores exigiam.
A segurança do pessoal impulsionou dois turnos tecnológicos chave: Primeiro, uma rápida aceleração das implantações de produção remota. As Olimpíadas de 2021 em Tóquio foram um caso sólido. As emissoras enviaram 39% menos pessoas do que seria habitual para tal evento, com grande parte da produção sendo tratada em suas instalações primárias ou através de uma empresa de produção remota, que por sua vez teve que operar no local com pessoal reduzido. O envio de menos pessoas não só manteve o pessoal da emissora seguro; as emissoras notaram imediatamente uma redução dramática nos custos à medida que a quantidade de equipamentos no local despencou e a necessidade de transporte, alojamento e outras despesas no local também diminuiu. O aumento do volume de transmissões in loco para os telespectadores também se tornou mais viável devido à capacidade de centralizar a produção, o que permite o uso da mesma equipe de produção para lidar com vários eventos no mesmo dia.
A segunda mudança chave foi que as próprias instalações tinham pessoal em níveis muito mais baixos, graças à capacidade de utilizar conexões domésticas à Internet, tecnologias de compressão e ferramentas seguras de acesso remoto para permitir que o pessoal realizasse efetivamente operações e funções de engenharia a partir de casa. Estes fluxos de trabalho "em casa" exigiam uma mudança das tecnologias de compressão em uso nas redes gerenciadas para codecs de menor taxa de bits, protegidos por mecanismos ARQ como SRT, Zixi e RIST que permitem que o conteúdo tolere as perdas de pacotes esperadas nas conexões domésticas à Internet, bem como fornecer conjuntos de ferramentas para criptografia e travessia de firewalls dentro de uma configuração mínima.
Enquanto as implantações de produção remota continuam a crescer, muitas emissoras continuam intrigadas com suas opções porque não é tão simples quanto muitos gostariam de fazer crer. Tudo depende da infra-estrutura de telecomunicações que estará em jogo para cada evento. As arenas esportivas tradicionais não são problema: haverá links de fibra dedicados com toda a largura de banda de alta velocidade que você precisa. Mas e quanto aos locais não tradicionais? O problema é que nem todos os locais são criados iguais: alguns ainda possuem infraestrutura altamente confiável, como um estádio esportivo profissional com fibra dedicada, enquanto outros oferecem diferentes tipos de conexões que podem diferir enormemente no nível de largura de banda e na quantidade de equipamentos que podem ser conectados de uma só vez. Ninguém quer conectar suas transmissões de vídeo e áudio a uma conexão instável com a Internet e acabar com um produto inutilizável (e possíveis penalidades por não fornecer os requisitos de cobertura contratados). Obviamente, um pouco de lição de casa é necessário antes de planejar um evento remoto para determinar como as transmissões e o backhaul serão tratados.
Para locais e instalações com acesso a alta largura de banda, conectividade IP de alta confiabilidade, a contribuição de conteúdo pode aproveitar codecs que oferecem desempenho de latência extremamente baixa, como o JPEG XS, que tem sido adotado rapidamente nos últimos tempos. O JPEG XS codifica e decodifica a latência, pode ser tão baixa que um fluxo de trabalho de retorno completo entre dois sites pode introduzir menos de 1 frame de atraso em comparação com uma entrega completamente descompactada, tornando-o ideal para produções com talento em múltiplas localizações geográficas, já que o fluxo de conversação é mais natural, ou como uma ferramenta para atingir os fluxos de trabalho de latência mais baixa 'de vidro para vidro'.
Ainda há considerações além da seleção por codecs e bitrate. O vídeo comprimido JPEG XS pode atualmente ser transportado em um fluxo de trabalho SMPTE ST2110 encapsulado como SMPTE 2110-22, onde vídeo, áudio e dados auxiliares são transportados como fluxos de essência separados, especificados como VSF-TR08, ou dentro de um fluxo de transporte MPEG, onde as essências são multiplexadas em um único fluxo, especificado como VSF-TR-07.
A natureza baseada na essência do SMPTE ST2110 tem benefícios desejáveis nos fluxos de trabalho de produção. Entretanto, pode ser complexo de manusear e monitorar e geralmente requer equipamento especializado tanto no local de envio quanto no de recebimento em termos de PTP para fornecer a sincronização dos fluxos de essência, geralmente a partir de um relógio grandmaster trancado GNSS e de tecidos de comutação consciente PTP. Isto pode apresentar desafios como o posicionamento da antena com linha de visão para satélites em edifícios ou em locais subterrâneos. Em locais com a mão desligada da SDI, o provisionamento da infra-estrutura IP pode ser de custo/espaço proibitivo, especialmente para pequenos pacotes flyaway e, como tal, pode impulsionar uma decisão tecnológica para utilizar o método de encapsulamento TR-07 baseado em fluxo de transporte. Uma implementação de codificador e decodificador cuidadosamente projetada pode ser adaptada para manter as características de baixa latência do codec JPEG XS, permitindo que o TS seja usado sem penalidade de latência sobre o ST2110.
As implantações baseadas no SMPTE ST-2110 utilizam popularmente o SMPTE ST2022-7 redundância de caminhos diversos para proteger contra perda de pacotes e falha de caminhos dentro do tecido IP. Isto também precisa de planejamento (e testes) para considerar o efeito da perda total de um caminho. O caminho alternativo pode entregar o conteúdo com perda zero de pacotes, ou precisamos aplicar um grau de FEC para proteger contra baixos níveis de perda neste cenário?
Se diversos caminhos não estiverem disponíveis, um único fluxo de trabalho final pode exigir o uso de um mecanismo de proteção contra perda de pacotes de baixa latência, como o FEC. Embora haja uma sobrecarga de largura de banda a ser considerada, isto não aumenta sensivelmente a latência da maneira que os mecanismos baseados em ARQ podem aumentar.
A rede subjacente é capaz de utilizar multicast para entrega a vários pontos finais a partir de um único codificador? Se for necessária a entrega de unicast, o codificador pode entregar múltiplas instâncias unicast do sinal codificado sem a necessidade de NAT externo ou serviços de replicação?
Além disso, as plataformas de nuvem estão crescendo em popularidade para fluxos de trabalho de produção ao vivo, inicialmente impulsionados pela necessidade durante a pandemia e agora amadurecendo com conjuntos de ferramentas de software alinhados com as capacidades de soluções prévias baseadas em hardware. A contribuição do vídeo linear nos fluxos de trabalho em nuvem tem tradicionalmente utilizado codecs de menor taxa de bits, tais como AVC, HEVC ou NDI, aumentados pela ARQ através da Internet pública. Entretanto, o aumento da disponibilidade e a redução do custo de circuitos de alta largura de banda de locais e instalações de transmissão significa agora utilizar codecs de latência ultra-baixa, como o JPEG XS, como método de contribuição de terra para nuvem também é possível.
Se a largura de banda confiável estiver disponível, mas for limitada, codecs mais complexos, como AVC ou HEVC, permitirão que mais conteúdo seja transportado a taxas de bits mais baixas, mantendo níveis muito altos de qualidade visual. A troca é a latência, com fluxos de trabalho AVC / HEVC de baixa latência amplamente suportados, adicionando aproximadamente 700ms de atraso a um caminho de codificação / decodificação comparado a um fluxo de trabalho sem compressão ou JPEG XS.
Até mesmo uma latência mais baixa pode ser alcançada com implementações de latência ultra baixa de codecs como o HEVC ULL. Esta abordagem não produz um GOP tradicional com quadros I/IDR, quadros P e B. Não são usadas estruturas Intra completas. Em vez disso, o codificador utiliza GDR (Gradual Decoder Refresh) em oposição ao IDR (Instantaneous Decoder Refresh). Esta técnica é muitas vezes chamada de "Refresh stripe refresh". Embora esta abordagem permita fluxos de trabalho com latência de ponta a ponta inferior a 200ms, ela também não alavanca a eficiência da codificação baseada em GOP e, como tal, precisa funcionar com taxas de bits mais altas em comparação com os codificadores tradicionais AVC ou HEVC. Ainda assim, consome drasticamente menos largura de banda em comparação com os sistemas baseados em JPEG XS ou JPEG 2000.
Ainda não existe um padrão definido para HEVC ULL que permita a interoperabilidade entre fornecedores, portanto, por enquanto, pelo menos, é necessário o mesmo codificador e decodificador de fornecedor.
Mesmo quando a largura de banda confiável e gerenciada é assegurada, as funções de contribuição utilizando a Internet pública podem contribuir para uma estratégia de continuidade econômica e, portanto, podem ser utilizadas para complementar as implantações gerenciadas.
Muitas redes de contribuição gerenciada são dedicadas ao propósito de transporte de mídia e, como tal, tendem a não utilizar a proteção de conteúdo, favorecendo o uso mais eficiente da largura de banda e a menor latência alcançável. No entanto, há inúmeros casos de uso em que o conteúdo atravessa um tecido IP privado, mas de uso misto, tal como uma espinha dorsal de TI corporativa. Pode ser desejável ou mesmo obrigatório, nesta circunstância, aplicar criptografia ao conteúdo para evitar possível interceptação. Há inúmeras técnicas disponíveis para conseguir isso, desde a simples criptografia protegida por senha até chaves de sessão criptografadas da RSA para cada receptor.
Vários tipos de sinal são necessários na borda de compressão. Muitas instalações e caminhões agora utilizam um núcleo de roteamento IP não comprimido ST2110 e camada de controle NMOS, enquanto outros utilizam SDI. Muitas vezes a solução de contribuição precisa atender a ambas as formas de entrega dentro do mesmo fluxo de trabalho, dependendo do que está disponível em um determinado local, exigindo uma solução de contribuição com E/S flexível que englobe tanto SDI elétrica e óptica quanto conectividade IP capaz de suportar E/S UHD não comprimida. Outros fluxos de trabalho não podem decodificar um sinal comprimido de volta à banda de base e, como tal, requerem ferramentas para transcodificar o conteúdo e realizar o processamento no domínio comprimido, fluxos de mídia policial, fornecer NAT e capacidades de conversão multicast / unicast.
Antes de planejar um fluxo de trabalho de produção no local ou em nuvem, pergunte que tipos de conexões estão disponíveis e que tipo de largura de banda pode ser esperada de cada uma. Se for baseado em IP, descubra se existem backups no caso de falha das alimentações principais. Outro passo crítico é determinar o nível de segurança dessas conexões. Se forem visíveis aos hackers, elas podem ser facilmente interrompidas.
Um equipamento que pode ajudar a mitigar seus problemas de largura de banda é uma plataforma de compressão de boa qualidade, que fornece funções de compressão e descompressão de baixa latência para facilitar o transporte de vídeo sobre IP. Alguns equipamentos de vídeo remoto incluem codificadores rápidos, mas esses codificadores podem não estar à altura da tarefa quando apresentados com velocidades IP variáveis ou outros problemas de largura de banda, e podem não ter um nível confortável de segurança IP física ou capacidade de criptografia de conteúdo. Os codificadores autônomos, embora reconhecidamente aumentem a quantidade de equipamentos que vão para o local, são geralmente a melhor escolha para conexão de equipamentos, conexão IP e altos níveis de segurança e ferramentas de proteção de conteúdo.
Ao selecionar uma plataforma de codificação, certifique-se de que ela tenha a versatilidade necessária para lidar com a taxa de bits disponível, capacidade de resolução de vídeo, capacidade e interface necessária para a conexão disponível. Uma boa plataforma oferecerá suporte a formatos interoperáveis de padrões, APIs de controle, soluções de criptografia, modelos de redundância física e de conteúdo, e deve também fornecer um firewall robusto e capacidades de policiamento de tráfego. Aparentemente, todas essas necessidades tornaram-se uma "necessidade" em nosso portfólio de soluções.
