GRUNDLAGEN DES SMPTE STANDARDS SMPTE ST-2110 INNOVATIONSPROJEKT "LIVE IP-PRODUKTION" BEIM SWR - MARKUS OSTERTAG, STRATEGIE UND ...

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GRUNDLAGEN DES SMPTE STANDARDS SMPTE ST-2110
INNOVATIONSPROJEKT "LIVE IP-PRODUKTION" BEIM SWR

MARKUS OSTERTAG, STRATEGIE UND PROJEKT-KOORDINATION / SWR
JUNI 2019
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AGENDA

           EINFÜHRUNG: GRUNDLAGEN UND STANDARDS

           TESTLABOR IN BADEN-BADEN-BADEN (PHASE 1)

           BEWÄHRTE PRAKTIKEN UND EMPFEHLUNGEN

           TESTLABOR IN BADEN-BADEN-BADEN (PHASE 2)

           ERFAHRUNGEN

                                                          Photo by Tracy Thomas on Unsplash
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EINFÜHRUNG

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SMPTE ST2110 UND PTP STANDARDS

SMPTE ST 2110-x Suite
Video-, Audio- und ANC-Datenströme IP-Netzwerke
• ST 2110-10: System Timing
• ST 2110-20: Uncompressed Video
• ST 2110-21: Traffic Shaping and Delivery Timing of Video
• ST 2110-30: PCM Digital Audio
• ST 2110-40: Ancillary Data
Precision Time Protocol
• ST-2059-2:2015 - SMPTE Profile for Use of IEEE-1588
  Precision Time Protocol in Professional Broadcast
  Applications
• AES-R16-2016: AES Standards Report - PTP parameters for
  AES67 and SMPTE ST 2059-2 interoperability
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ST 2110-10
PROFESSIONAL MEDIA OVER MANAGED IP NETWORKS

Transport
• Real-Time Transport Protocol - RTP (IETF RFC
  3550 und 3551)
• User Datagram Protocol - UDP (IETF RFC 768)
  mit unterschiedlichen Payloadtypes
• Session Description Protocol SDP (IETF 4566)
• Uni- oder Multicast (muss IPv4, kann IPv6)
• Timing
  • Endgeräte haben eine interne Uhr, die von einer
    gemeinsamen Zeitreferenz abgeleitet ist
  • Precision Time Protocol - PTP (IEEE 1588)
  • Media Clock auf Basis von SMPTE Epoch
    (ST 2059-1)
  • RTP Zeitstempel
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ST 2110-10
SESSION DESCRIPTION PROTOCOL (IETF RFC 4566)

Jeder Stream verfügt über einen Satz von Metadaten, die dem
Empfänger mitteilen, wie die technischen Parameter des
Stream richtig interpretiert werden sollen.
Das Session Description-Protokoll (SDP) beschreibt die
Metadaten, die eine Quelle für jeden Stream zur Verfügung
stellen muss.
Das Steuerungssystem übermittelt die SDP-Informationen an
die Senke.
AMWA IS-05 ist die bevorzugte Methode dies zu tun.

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ST 2110-10
BEISPIEL SESSION DESCRIPTION PROTOCOL

 Session description                                      Bsp: Videostream
• v= (protocol version)                                   • v=0
• o= (originator and session identifier)                  • o=- 123456 11 IN IP4 192.168.100.2
• s= (session name)                                       • s=Example of a SMPTE ST2110-20 signal
• i=* (session information)                               • i=this example is for 720p video at 59.94
Time description                                          • t=0 0
• t= (time the session is active)                         • a=recvonly
                                                          • a=group:DUP primary secondary
Media description, if present
                                                          • m=video 50000 RTP/AVP 112
• m= (media name and transport address)
                                                          • c=IN IP4 239.100.9.10/32
• i=* (media title)
                                                          • a=source-filter:incl IN IP4 239.100.9.10
• c=* (connection information)
                                                            192.168.100.2
• a=* (zero or more media attribute lines)
                                                          • a=rtpmap:112 raw/90000
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ST 2110-10
TIMING

Das PTP-Protokoll wird verwendet, um eine
gemeinsame Referenzzeit (< 1µs) an jedes
Gerät im Netzwerk zu verteilen.
Jede Signalquelle verfügt über eine interne
Geräteuhr, die mit der gemeinsamen
Referenzzeit synchronisiert wird.
Jeder Signaltyp ist einer MediaClock
zugeordnet, die mit einer festen Rate
hochzählt. Diese bezieht sich auf die Bildrate
oder Abtastrate des jeweiligen Mediumsignals.
Eine RTP-Clock wird innerhalb jeder
Signalquelle verwendet, um den RTP-
Zeitstempel zu erzeugen.
                                                          Quelle: www.tvtechnology.com

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PRECISION TIME PROTOCOL (IEEE 1588)

Ein PTP-Netz besteht aus kommunizierenden Uhren. Von
diesen teilnehmenden Geräten wird über den Best Master
Clock (BMC)-Algorithmus dasjenige ermittelt, das die
exakteste Zeit angibt. Dieses Gerät dient als Referenzuhr und
wird als Grandmaster Clock bezeichnet.
Zur Synchronisation wird eine Zeitmarke in Form einer Sync
Message von der Master-Referenzuhr an den Slave versandt,
der die Empfangszeit der Zeitmarken an seiner eigenen Zeit
bestimmt. Zudem sendet der Slave wiederholt eine Delay
Request Message an den Master, deren Empfangszeit beim
Master wiederum als Delay Response Message an den Slave
zurückgeschickt wird.
Aus den Differenzen der Zeitstempel lassen sich die Laufzeiten
errechnen: Offset = ((T2 - T1) - (T4 - T3)) / 2

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ST 2110-10
WIE BLEIBEN DIE STRÖME SYNCHRON?

SDI
• Embedded Audio und VANC sind fest mit dem Video
  verbunden.
• Synchronisierungssignale (Blackburst, TriLevel, Wordclock)
ST 2110
• Jedes Gerät unterstützt PTP (genaue Zeitreferenz).
• Jeder Stream hat einen RTP-Zeitstempel.
• Quellen markieren jedes Paket (Video, Audio oder ANC) mit
  einem "RTP„-Zeitstempel", der die "Abtastzeit" angibt.
• Senken vergleichen diese Zeitstempel, um die verschiedenen
  Essenzteile zueinander anzupassen.
• Endgeräte können jede Essenz aus jeder Quelle empfangen
  und zueinander anpassen.
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ST 2110-20
UNCOMPRESSED VIDEO

Es wird nur der "aktive" Bildbereich übertragen (keine V-Lücke).
Auflösung: bis zu 32k x 32k mit beliebiger Framerate
Farbabtastung: 4:4:4, 4:2:2 und 4:2:0
• Y'Cb'Cr‘ in 8,10,12 und 16 bit (ITU-R BT.2020-2)
• I'Ct‘Cp‘ in 8,10,12 und 16 bit (ITU-R BT.2100)
Farbabtastung: 4:4:4
• RGB linear und non-linear/8,10,12 und 16 bit (ITU-R
  BT.601/709/2020/2100 oder SMPTE ST 2065-1 /ST 2065-3)
• XYZ 12 und 16bit (SMPTE ST 428-1)
Farbraum
• ITU-R BT. 601/709/2020/2100 incl. SDR/HDR (PQ & HLG)
Alpha-Kanal (Key)
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ST 2110-20
UNCOMPRESSED VIDEO - BANDBREITEN

 Format                                   ST 2022-6 (Mb/s)   ST 2110-20 (Mb/s)          Unterschied

 2160p@50                                 12294,8            8754,9                     -30,3%

 1080p@50                                 3074,1             2143,9                     -30,3%

 1080i@25                                 1537,4             1071,9                     -30,3%

 720p@50                                  1537,4             953,0                      -39,9%

 2160p@59.94                              12282,2            10279,6                    -16,3%

 1080p@59.94                              3070,7             2570,1                     -16,3%

 1080i@29.97                              1535,4             1285,0                     -16,3%

 720p@59.94                               1535,4             1142,5                     -25,6%
                                                                                 Quelle: John Mailhot / Imagine Communications

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ST 2110-21
TRAFFIC SHAPING AND DELIVERY TIMING OF VIDEO

Packet Delay Variation führt zu
• Erhöhter Latenz (Latency)
• Verwerfen von Paketen (Packet Loss)
Jitter entsteht
• Beim Sender
• Im Netzwerk

In ST 2110-21 definierte “Stream Timing”
Charakteristiken
• Linear Packet Read Schedule
• Gapped Packet Read Schedule

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ST 2110-21
TRAFFIC SHAPING AND DELIVERY TIMING OF VIDEO

ST2110-21 beschreibt ein virtuelles
Sendermodell für den Sendepuffer.
CMAX ist die maximale Anzahl von erlaubten
Paketen in einem “leaky bucket”.
Wenn CINST > CMAX => Paketverlust
Schränkt die Variation der Paketverzögerung
(Packet Delay Variation) eines Absenders ein.
  • Narrow sender (Type N)
    CMAX = 4
  • Narrow linear sender (Type NL)
    CMAX = 4
  • Wide Sender (Type W)
    CMAX = 16

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ST 2110-21
TRAFFIC SHAPING AND DELIVERY TIMING OF VIDEO

ST2110-21 beschreibt einen virtuelles
Empfängermodell für den Eingangspuffer.
Der VRX-Puffer wird in Abhängigkeit vom
„Packet Read Schedule“ entleert.
VRXFULL ist die maximale Anzahl von erlaubten
Paketen in einem“leaky bucket”.
Wenn VRXINST > VRXFULL: => Paketverlust
  • Narrow synchroneous receiver (Type N)
    VRXFULL = 8
  • Wide synchroneous receiver (Type W)
    VRXFULL = 720
  • Asynchroneous receivers (Type A)

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ST 2110-30
PCM DIGITAL AUDIO

Basierend auf AES67 – nur PCM Audio
• Quantisierung: 16 und 24 Bit
„Conformance Levels“:
• Level A: Empfang von 48kHz Strömen mit
         1 bis 8 Kanälen mit 1 ms Paketabstand.
• Level B: Empfang von 48kHz Strömen mit
         1 bis 8 Kanälen mit 1 ms oder
         1 bis 8 Kanälen mit 125µs Paketabstand.
• Level C: Empfang von 48kHz Strömen mit
         1 bis 8 Kanälen mit 1 ms oder
         1 bis 64 Kanälen mit 125µs Paketabstand.
• Level AX, BX und CX: zusätzlich mit 96kHz Samplerate

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ST 2110-40
ANCILLARY DATA

Im Laufe der Jahre wurden viele Dinge in die von SDI
"Zusatzdaten„ gepackt:
Einige sind eng mit dem Videosignal verbunden
• WSS, VITC
Einige sind wirklich getrennte Essenzen
• Embedded Audio
Einige sind nur für die Transport verwendet
• Videotext
Im IETF RFC 8331 Standard wird spezifiziert, wie man ANC in IP
einpackt.
SMPTE ST 2110-40 definiert, wie man IETF RFC 8331 in einem
IP-basierten SMPTE ST 2110-System verwendet.
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AMWA IS-04: NMOS DISCOVERY AND REGISTRATION

Die AMWA IS-04-Spezifikationen beschreibt:
• Die Anmeldung von Endgeräte bei einem gemeinsamen
  Register (Datenbank).
• Quellen registrieren zusätzlich die verfügbaren Ströme,
  damit Empfänger sie empfangen können.
• Registrierung der Eigenschaften von Endgeräten (Quellen
  und Senken).
• Abfragen der Endgeräte des Registers nach Informationen
  über andere Geräte.
• Es werden sowohl zentrale Register als auch eine Peer-to-
  Peer-Erkennung unterstützt, um kleinere Installationen zu
  ermöglichen.
AMWA IS-04 erlaubt die Nutzung des selben Endgerätes an
unterschiedlichen Orten im Netzwerk.
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AMWA IS-05: NMOS DEVICE CONNECTION MANAGEMENT

AMWA IS-05 stellt eine HTTP-API zum Erstellen (und Entfernen)
von Datenflüssen zwischen Sendern und Empfängern zur
Verfügung.
Es kann sowohl für Unicast- als auch für Multicast-
Verbindungen verwendet werden und zum Einleiten einer
Verbindung, die von einer separaten Steuerungsanwendung
hergestellt wird.
Es ermöglicht, Verbindungen zu einem bestimmten Zeitpunkt
vorzubereiten und zu "aktivieren" und ermöglicht es, mehrere
Verbindungen gleichzeitig herzustellen bzw. zu trennen
("Salvos")
Es übertragt die SDP-Daten zum Empfänger.

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AMWA IS-06: NMOS NETWORK CONTROL
AMWA IS-07: NMOS EVENT & TALLY SPECIFICATION
AMWA IS-08: NMOS AUDIO CHANNEL MAPPING SPECIFICATION

AMWA IS-06: NMOS Network Control
• Diese Spezifikation bietet eine HTTP-API zur Informationen
  bzgl. der Netzwerktopologie und um die Reservierung und
  Überwachung von Bandbreite für Low-Level-Netzwerkflüsse
  zu ermöglichen.
AMWA IS-07: NMOS Event & Tally Specification
• Diese Spezifikation stellt einen Mechanismus zur Verfügung,
  um zeitbezogene Tally-Informationen von Sensoren und
  Aktoren über WebSockets oder eine Message Queue (MQTT)
  zu übertragen.
AMWA IS-08: NMOS Audio Channel Mapping Specification
• Spezifikation für Audiokanäle, um Einstellungen für die
  Kanalzuordnung, -auswahl und -mischung für die
  Verwendung mit NMOS-APIs festzulegen.
IP-BASIERTE LIVE PRODUKTION © MARKUS OSTERTAG, SWR 2019         20
TESTLABOR IN BADEN-BADEN
PHASE 1

IP-BASIERTE LIVE PRODUKTION © MARKUS OSTERTAG, SWR 2019                                       21

                                                          Photo by Ajeet Mestry on Unsplash
PRINZIPIELLE UNTERSCHIEDE BEIM SCHALTEN VON SDI- UND IP-
SIGNALEN

SDI: Bring- oder Push-Prinzip
• Steuersystem teilt der Kreuzschiene mit, welcher
  Koppelpunkt geschaltet werden muss.
• Kreuzschiene schaltet den Koppelpunkt.
• Empfänger zeigt das neue Signal an.

IP: Hol- oder Pull-Prinzip
• Steuersystem teilt dem Empfänger die Ströme mit, die dieser
  empfangen soll.
• Empfänger ist verantwortlich die Ströme zu empfangen.
• Empfänger teilt den Netzwerk mit, welche Ströme abonniert
  werden sollen (IGMP Join/Leave).
• Netzwerk routet die abonnierten Ströme zum Empfänger.
IP-BASIERTE LIVE PRODUKTION © MARKUS OSTERTAG, SWR 2019         22
SCHALTEN VON KREUZSCHIENEN

DAS PROJEKT "LIVE IP PRODUKTION“ BEIM SWR © MARKUS OSTERTAG, SWR 2018   23
ABLAUF EINER IP-SCHALTUNG

                                                          Policy (API)

                                 SDP-Parameter
                                                          Routing-
                                      (Ember+)
                                                          Tabellen (EIGRP)

                                                          IGMP-Join
                                                          RTP

IP-BASIERTE LIVE PRODUKTION © MARKUS OSTERTAG, SWR 2019                      24
SCHALTEN VON IP IM DATENZENTRUM

IP-BASIERTE LIVE PRODUKTION © MARKUS OSTERTAG, SWR 2019   25
BEWÄHRTE PRAKTIKEN UND
EMPFEHLUNGEN

IP-BASIERTE LIVE PRODUKTION © MARKUS OSTERTAG, SWR 2019                                      26

                                                          Photo by Kobu Agency on Unsplash
EBU TECH 3371 (DECEMBER 2018)
THE TECHNOLOGY PYRAMID FOR MEDIA NODES

Minimum user requirements to build and
manage an IP based facility.
The document is aimed at broadcasters and
system integrators who need to define and
design their requirements for a live IP
infrastructure. In addition, the document
provides the industry with a clear
understanding of what users expect from
mature IP Studio equipment.
• Transport
• Time and synchronisation
• Discovery and connection management
• Configuration and monitoring
• Security
IP-BASIERTE LIVE PRODUKTION © MARKUS OSTERTAG, SWR 2019   27
IP-BASIERTE LIVE PRODUKTION © MARKUS OSTERTAG, SWR 2019   28
JT-NM TR-1001-1 (NOVEMBER 2018)

Media Nodes shall be connected to at least one Media
Network, and may have connections to two or more media
networks. If more than one Media Network is used then the
active-active redundancy model of SMPTE ST 2022-7 shall be
supported by the Media Node.
Media Nodes may have zero or more connections to the
Control Network. … If a Media Node has more than one
connection to the Control Network, those connections shall, by
default, be configured to form a single (link-aggregated)
network interface using LACP (IEEE 802.1AX) …
All media traffic (including multicast and unicast essence
transports) shall be confined to the Media Networks.
Unicast control traffic shall be supported in the Media
Networks, including unicast routing connectivity between
the Media and Control networks.
IP-BASIERTE LIVE PRODUKTION © MARKUS OSTERTAG, SWR 2019          29
JT-NM TESTED PROGRAM (APRIL 2019)

Das JT-NM Tested Programm bietet potenziellen Käufern von
IP-basierten Geräten einen besseren, besser dokumentierten
Einblick in die Übereinstimmung der Geräte der Hersteller mit
den Standards SMPTE ST-2110 und SMPTE ST-2059. Der JT-NM
Tested Catalog dokumentiert die Prüfverfahren, Prüfgeräte
und Ergebnisse der JT-NM Tested Veranstaltung, die in der
Woche vom 18. März 2019 im Werk von Fox Networks in USA,
stattfand. Dieses Programm ist kein Zertifizierungsprogramm,
sondern eine Momentaufnahme, die zeigt, wie die Geräte der
Hersteller den wichtigsten Teilen der SMPTE-Standards
entsprechen und potenziellen Käufern und Anwendern eine
Referenz bietet, wenn sie mit der Bewertung und
Qualifizierung ihrer Geräte beginnen.
http://jt-nm.org/jt-nm_tested/

IP-BASIERTE LIVE PRODUKTION © MARKUS OSTERTAG, SWR 2019         30
TESTLABOR IN BADEN-BADEN
PHASE 2

IP-BASIERTE LIVE PRODUKTION © MARKUS OSTERTAG, SWR 2019                                       31

                                                          Photo by Ajeet Mestry on Unsplash
NEUAUSRICHTUNG DES LIVE IP PROJEKTS

Zusammenarbeit von ChyronHego, Cisco und SWR
Vollständig IT-gesteuert
• Standard Server und Netzwerkkomponenten
• Komprimierte und nicht komprimierte Videosignale
• Signalverarbeitungspipeline
• Konvergierte Netzwerkinfrastruktur
Orchestrierung und Virtualisierung
• Unternehmensweite gemeinsame Nutzung von Ressourcen
• Template-basierter Produktionsprozesse
Browserbasierte, konfigurierbare Benutzeroberfläche
Implementierung von Funktionalitäten nach IT-Grundsätzen
                                                           Photo by Drew Graham on Unsplash

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PROJEKTZIELE

Flexible Arbeitsabläufe
• Die physische Lage von Studios und Regien wird an
  Bedeutung verlieren, da IP es ermöglicht, die Studios und
  Regien einfacher miteinander zu verbinden
Konfigurierbare Benutzeroberfläche
• Eine grafische Benutzeroberfläche, die einfach
  umkonfiguriert werden kann, um Workflows an spezifische
  Programmanforderungen anzupassen
• Unterschiedliche Setups für individuelle Produktionen
  optimieren die Rüstzeiten und senken die Produktionskosten
Skalierbares Backend
• Ein skalierbares Backend auf Basis von Standard IT-
  Komponenten zur gemeinsamen Nutzung von
  Produktionsressourcen                                        Photo by Andreas Klassen on Unsplash

IP-BASIERTE LIVE PRODUKTION © MARKUS OSTERTAG, SWR 2019                                               33
TESTLABOR – AKTUELLER STAND
                                         BAD-HDFS-0213                                                                                                                                                                                        GR 1 (Datacenter)
                                                                                                                                                                                            Spine 1                           Spine 2
                                         BAD-CORE 2                                                                                                                                   Cisco Nexus 9236C                 Cisco Nexus 9236C
                                                                                                                                                                                          10.195.100.1                        10.195.100.2
                                           10.63.2.113

                                                                                                                                        H264-Encoder                                          Leaf A1                    Leaf A3                    Leaf A4
                                                                                                                                        Polytron HDS 4                                  Cisco Nexus 93108          Cisco Nexus 93108          Cisco Nexus 93108
                                                           GR3                                                                                10.37.112.20                                    10.195.100.3               10.195.100.4               10.195.100.6

                                                                                                                                                                                                             PTP only
                                                                                                                                                                                                               /4 VPC

                                                                      SDI-Verteiler
                                          Zentrale                Grass Valley IQSDA32
                                        Kreuzschiene                                                                                                             SDI-IP-Gateway
                                                                                                                                 /4                            Grass Valley IQMIX10
                                                                                                                                                                     10.37.20.11/12
                                                                                                                          H264-Decoder                                                     Kubernetes                    POD Controller
                                                                                                                          Ateme DR 8400
                                                                                                                               10.37.110.13

                                                                  PTP Grandmaster Clock
                                                                   Meinberg IMS-M1000
                                                                             10.37.20.10                                                                                                       3x Cisco UCS 220                 2x Cisco UCS 220
                                                           GR 4
                                                                          Leaf A2
                                         Management                 Cisco Nexus 93108                                                            Lynx OTT1812                              LiveU Server                   LiveU Server
                                                                            10.195.100.5                                                        3G-SDI to Fiber
                                                                                                                                                                                                           LiveU                            LiveU
                                                                                                                                                                                                   Cisco UCS 220                    Cisco UCS 220
                                           Server 1
                                           10.39.190.128

                                                                                                                       Embrionix                                                            LAP Server                       LAP Server
                                        Hyper-V-Instanz                                                              emVIEW-IP-HDMI
                                         Cisco DCNM
                                                                   Tektronix                         Switch              10.37.112.24            Lynx CDH1813                                    Lyric                           Lyric
                                           10.39.190.232
                                                                    PRISM                   Cisco Catalyst 3560-CG                                 3G-SDI to HDMI

                                                                   10.38.112.100                  10.37.110.11
                                                                                                                           HDMI               HDMI            HDMI                        Live Compositor                 Live Compositor

                                                                                                                                                                                                     ChyronHego                       ChyronHego
                                                                                                                                                                                                   Cisco UCS 240                    Cisco UCS 240
                                                                                           Genelec        Genelec                             Panasonic
                                                                  Admin PC                                                               TX-65 DXW 904
                                                                                            8430A          8430A
                                                                  10.37.111.23
                                                                                       10.37.111.21       10.37.111.20
                                                                                                                                                                                                                    Virtual live production
IP-BASIERTE LIVE PRODUKTION © MARKUS OSTERTAG, SWR 2019                                                                                                                                                                       Baden-Baden                          34
                                                                                                                                   ADMIN (Control Room)
KONVERGIERTE NETZWERKARCHITEKTUR

Spine-and-Leaf Architektur
  • Gute Skalierbarkeit
  • Geringe Latenzen
Software Defined Network
  • Bandbreiten-Management
  • Quality of Service
  • Layer 3 mit “Source Specific Multicast” (SSM)
Overlay-Netzwerk
  • Bereitstellung von Anwendungen, die
    spezifische Netzwerktopologien erfordern (Bond,
    etc.)

IP-BASIERTE LIVE PRODUKTION © MARKUS OSTERTAG, SWR 2019   35
HARD- UND SOFTWARE KOMPONENTEN

Cisco: Gemeinsame Netzwerk Infrastruktur
• 2x Spine Switche und 4x Leaf Switche
• Layer3 auf Basis von „Source Specific Multicast“ (SSM)
• SDN: Data Center Network Manager
Cisco: UCS Server Plattform
  • Redundante Orchestrierung
     • Kubernetes: 3 Knoten-Cluster
     • POD-Controller: 2 Knoten-Cluster
  • Redundante virtualisierte Applikationsserver
ChyronHego: Applikationssoftware
  • Grafische Benutzeroberfläche: Live Assist Panel Server
  • Virtualisierter Audio / Video-Mischer: Live Compositor
  • Grafik: Lyric

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BISHERIGE TESTS

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                                                          Photo by Ildefonso Polo on Unsplash
                                                                   EBU on tech.ebu.ch
NETWORK TECHNOLOGY SEMINAR
2018

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NETWORK TECHNOLOGY SEMINAR BEI DER EBU IN GENF IM JUNI 2018

Verteilte virtualisierte Live-Produktion
• Mehrere Live-Kameras in Genf
• Zuführung über das Internet (best effort)
• Virtualisierte Signalverarbeitung und OTT-Codierung
• OTT-Verbreitung über das Internet
  • http://swr_event08_uni-lh.akamaihd.net/i/swrrp_live@141325/master.m3u8
                                                                             Photo by rawpixel on Unsplash
Zielsetzung
• Alle Signale basieren auf IP-Streams - keine SDI-Signale
• Implementierung eines workflow-optimierten GUI
• Fernbedienung und Steuerung
• Signalverarbeitung im Rechenzentrum in Baden-Baden
• Nachweis des Konzepts des virtualisierten Workflows über
  WAN-Strecken                                                               Photo by rawpixel on Unsplash

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GRAFISCHE BENUTZEROBERFLÄCHE

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SYSTEMÜBERBLICK

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DIE SWR1 HITPARADE ON AIR 2018

IP-BASIERTE LIVE PRODUKTION © MARKUS OSTERTAG, SWR 2019   42
SWR1 HITPARADE VON 22. BIS 26. OKTOBER 2018

Verteilte virtualisierte Liveproduktion
• Mehrere LiveU-Kameras mit Zuführung WLAN und LTE
• Virtualisierte Signalverarbeitung für Audio, Video und Grafik
• OTT-Transcodierung und Verbreitung über das Internet
  • http://swr_event08_uni-lh.akamaihd.net/i/swrrp_live@141325/master.m3u8

Zielsetzung
• Alle Signale basieren auf IP-Streams - keine SDI-Signale
• Implementierung eines workflow-optimierten GUI
• Redundante Bedienung und Steuerung im Fernsehturm, etc.
• Redundanter Empfang von LiveU-Signale aus der AWS-Cloud
• Redundante Signalverarbeitung im Rechenzentrum
• Hochverfügbarkeit aller Systemkomponenten
• Dauerbetrieb über 5 Tage
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SYSTEMÜBERBLICK
                                                          Produktion im                                                               Signalverarbeitung
                                                           Fernsehturm                                                                und OTT Encoding
                                                                                                                     Administration
                                                    Remote Produktion                                                                  Kubernetes                 POD Controller

                                                                                                                                           3x Cisco UCS 220           2x Cisco UCS 220

                                                          Stuttgart Degerloch
                                                                                                                                       LiveU Server                LiveU Server
                                                                                                                                                      LiveU                      LiveU
                                                                                                                                              Cisco UCS 220              Cisco UCS 220
                                                    Kamerasignale
                                                                                                             Mainz             DMZ
                                                                                                                                         LAP Server                 LAP Server

                                                                                                                                            Lyric                      Lyric

                                                                                                                                       Live Compositor            Live Compositor
                                                                                                 Stuttgart       Baden-Baden                    ChyronHego                 ChyronHego
                                                                                                                                              Cisco UCS 240              Cisco UCS 240
                                                                                           DMZ      SWR Network
                                                                                                                                                              Virtual live production
                                                                                                                                                                        Baden-Baden

                                                                                                                                       OTT Encoder
                                                                                                                                                              Internet playout center
                                                                                                                                                                        Baden-Baden

                                                                                World Wide Web

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SYSTEMÜBERBLICK
                                                          Produktion im                                                               Signalverarbeitung
                                                           Fernsehturm                                                                und OTT Encoding
                                                                                                                     Administration
                                                    Remote Produktion                                                                  Kubernetes                 POD Controller

                                                                                                                                           3x Cisco UCS 220           2x Cisco UCS 220

                                                          Stuttgart Degerloch
                                                                                                                                       LiveU Server                LiveU Server
                                                                                                                                                      LiveU                      LiveU
                                                                                                                                              Cisco UCS 220              Cisco UCS 220
                                                    Kamerasignale
                                                                                                             Mainz             DMZ
                                                                                                                                         LAP Server                 LAP Server

                                                                                                                                            Lyric                      Lyric

                                                                                                                                       Live Compositor            Live Compositor
                                                                                                 Stuttgart       Baden-Baden                    ChyronHego                 ChyronHego
                                                                                                                                              Cisco UCS 240              Cisco UCS 240
                                                                                           DMZ      SWR Network
                                                                                                                                                              Virtual live production
                                                                                                                                                                        Baden-Baden

                                                                                                                                       OTT Encoder
                                                                                                                                                              Internet playout center
                                                                                                                                                                        Baden-Baden

                                                                                World Wide Web

IP-BASIERTE LIVE PRODUKTION © MARKUS OSTERTAG, SWR 2019                                                                                                                                  45
SYSTEMÜBERBLICK
                                                          Produktion im                                                               Signalverarbeitung
                                                           Fernsehturm                                                                und OTT Encoding
                                                                                                                     Administration
                                                    Remote Produktion                                                                  Kubernetes                 POD Controller

                                                                                                                                           3x Cisco UCS 220           2x Cisco UCS 220

                                                          Stuttgart Degerloch
                                                                                                                                       LiveU Server                LiveU Server
                                                                                                                                                      LiveU                      LiveU
                                                                                                                                              Cisco UCS 220              Cisco UCS 220
                                                    Kamerasignale
                                                                                                             Mainz             DMZ
                                                                                                                                         LAP Server                 LAP Server

                                                                                                                                            Lyric                      Lyric

                                                                                                                                       Live Compositor            Live Compositor
                                                                                                 Stuttgart       Baden-Baden                    ChyronHego                 ChyronHego
                                                                                                                                              Cisco UCS 240              Cisco UCS 240
                                                                                           DMZ      SWR Network
                                                                                                                                                              Virtual live production
                                                                                                                                                                        Baden-Baden

                                                                                                                                       OTT Encoder
                                                                                                                                                              Internet playout center
                                                                                                                                                                        Baden-Baden

                                                                                World Wide Web

IP-BASIERTE LIVE PRODUKTION © MARKUS OSTERTAG, SWR 2019                                                                                                                                  46
SYSTEMÜBERBLICK
                                                          Produktion im                                                               Signalverarbeitung
                                                           Fernsehturm                                                                und OTT Encoding
                                                                                                                     Administration
                                                    Remote Produktion                                                                  Kubernetes                 POD Controller

                                                                                                                                           3x Cisco UCS 220           2x Cisco UCS 220

                                                          Stuttgart Degerloch
                                                                                                                                       LiveU Server                LiveU Server
                                                                                                                                                      LiveU                      LiveU
                                                                                                                                              Cisco UCS 220              Cisco UCS 220
                                                    Kamerasignale
                                                                                                             Mainz             DMZ
                                                                                                                                         LAP Server                 LAP Server

                                                                                                                                            Lyric                      Lyric

                                                                                                                                       Live Compositor            Live Compositor
                                                                                                 Stuttgart       Baden-Baden                    ChyronHego                 ChyronHego
                                                                                                                                              Cisco UCS 240              Cisco UCS 240
                                                                                           DMZ      SWR Network
                                                                                                                                                              Virtual live production
                                                                                                                                                                        Baden-Baden

                                                                                                                                       OTT Encoder
                                                                                                                                                              Internet playout center
                                                                                                                                                                        Baden-Baden

                                                                                World Wide Web

IP-BASIERTE LIVE PRODUKTION © MARKUS OSTERTAG, SWR 2019                                                                                                                                  47
SYSTEMÜBERBLICK
                                                          Produktion im                                                               Signalverarbeitung
                                                           Fernsehturm                                                                und OTT Encoding
                                                                                                                     Administration
                                                    Remote Produktion                                                                  Kubernetes                 POD Controller

                                                                                                                                           3x Cisco UCS 220           2x Cisco UCS 220

                                                          Stuttgart Degerloch
                                                                                                                                       LiveU Server                LiveU Server
                                                                                                                                                      LiveU                      LiveU
                                                                                                                                              Cisco UCS 220              Cisco UCS 220
                                                    Kamerasignale
                                                                                                             Mainz             DMZ
                                                                                                                                         LAP Server                 LAP Server

                                                                                                                                            Lyric                      Lyric

                                                                                                                                       Live Compositor            Live Compositor
                                                                                                 Stuttgart       Baden-Baden                    ChyronHego                 ChyronHego
                                                                                                                                              Cisco UCS 240              Cisco UCS 240
                                                                                           DMZ      SWR Network
                                                                                                                                                              Virtual live production
                                                                                                                                                                        Baden-Baden

                                                                                                                                       OTT Encoder
                                                                                                                                                              Internet playout center
                                                                                                                                                                        Baden-Baden

                                                                                World Wide Web

IP-BASIERTE LIVE PRODUKTION © MARKUS OSTERTAG, SWR 2019                                                                                                                                  48
BEDIENOBERFLÄCHE

IP-BASIERTE LIVE PRODUKTION © MARKUS OSTERTAG, SWR 2019   49
FRAGEN?

–
WIR GEBEN IMPULSE, SPIEGELN, BEGLEITEN UND BEREICHERN
DAS LEBEN DER MENSCHEN IM SÜDWESTEN.

IP-BASIERTE LIVE PRODUKTION © MARKUS OSTERTAG, SWR 2019                                        50

                                                          Photo by Garrett Sears on Unsplash
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