В неоднородном мире телевизионного и потокового вещания с его постоянно обновляющимися стандартами гибкость и экономическая эффективность являются решающими факторами. Новая мультивьюерная система мониторинга аудио- и видеоконтента R&S PRISMON помогает провайдерам услуг решать эти задачи.

Мониторинг контента: как это было

В прошлом классический мониторинг контента для служб телевизионного и аудиовещания был практически одномерным, с единообразными и специализированными технологиями передачи и медиа-форматами. Телевизоры и радиоприемники были адаптированы к этим технологиям и форматам и не обладали возможностями сетевого подключения. В результате требования к мониторингу аудио- и видео-контента и к самим мультивьюерным системам были более или менее неизменяемыми. Архитектура этих систем была в значительной степени аппаратной. Решения такого типа, как правило, не отличались гибкостью и не могли справиться с динамично развивающимися требованиями заказчиков и сценариями применения.

Современный мир услуг телевизионного и потокового вещания является многомерным и разнородным. Этот факт создает как новые возможности, так и проблемы. Что касается протокола, то IP-технологии все чаще используются в сфере производства и доставки контента благодаря новым стандартам, таким как SMPTE 2022-6/7, SMPTE 2110-20/30, AIMS и ASPEN. В частности, в области распространения контента растущее число и разнообразие умного пользовательского оборудования для медиа-сервисов (например, потоковой передачи) приводит к увеличению количества поддерживаемых протоколов OTT.

Со стороны инфраструктуры осуществляется переход от специализированного вещательного оборудования к готовому стандартному ИТ-оборудованию (COTS IT), что позволяет сократить расходы на этапе перехода с одного оборудования на другое, и, в конечном итоге, обеспечить виртуализацию и доставку контента с использованием облачных технологий воспроизведения, кодирования и распространения. Рынок вещательных и медийных услуг в целом переживает сдвиг парадигмы в сторону IP-технологий. Это, в свою очередь, влияет на выполнение задач мониторинга и мультивьюерного просмотра.

Решение R &S PRISMON

Система R&S PRISMON предлагает пользователям универсальное решение для автоматического мониторинга медиа-контента при предоставлении услуг вещания и потоковой передачи. Система полностью основана на программном обеспечении и использует инновационный многостандартный, многопротокольный подход. Система R & S PRISMON была создана на основе мультивьюерной системы мониторинга контента BMM-810, которая была разработана GMIT GmbH, дочерней компанией Rohde&Schwarz, и была запущена в августе 2010 года. Несколько сотен систем BMM-810 все еще используются более чем в 20 странах. Возможности BMM-810 были интегрированы в R&S PRISMON и значительно расширены при одновременном увеличении количества и типов платформ, доступных для аппаратного и облачного развертывания.

В отличие от многих решений компаний-конкурентов, в которых используются различные выделенные устройства для работы с определенным контентом и форматами передачи, R&S PRISMON предлагает конвергентный мониторинг аудио и видео следующего поколения и мультивьюерный просмотр для услуг вещания и потоковой передачи в одном продукте.

Решение R&S PRISMON предназначено для следующих целевых групп:
- поставщики услуг вещания и OTT,
- контент-провайдеры,
- операторы сетей воспроизведения,
- операторы спутниковых сетей,
- операторы сетей эфирного вещания,
- операторы кабельных сетей,
- интернет-провайдеры и операторы телекоммуникационных сетей,
- операторы мобильной связи.

В течение многих лет эти целевые группы сталкивались с ростом разнообразия сигналов и протоколов и с необходимостью развертывания соответствующих инструментов мониторинга. R & S PRISMON значительно сокращает количество необходимых устройств мониторинга и обеспечивает конвергентный, ориентированный на обслуживание рабочий процесс мониторинга. Система предлагает следующие преимущества и опции:

- Комбинированный, ориентированный на услугу мониторинг и вывод информации о состоянии каналов, передаваемых по нескольким распределительным сетям; некоторые из этих каналов могут использовать различные разрешения и кодеки,
- Одно решение для сценариев вещания и OTT / потоковых приложений,
- Единая, конвергентная система для плановой эксплуатации и обучения,
- Переносимые программные лицензии для последующего экономичного перехода в облако.

Схема системы R&S PRISMON

R&S PRISMON опирается на самые современные принципы проектирования, что позволяет ей соответствовать текущим и будущим требованиям:

- полностью программное решение с аппаратно-независимым программированием, обеспечивающее быструю и гибкую адаптацию к изменяющимся требованиям, а также интеграцию новых функций, например, нового кодирования медиа и новых транспортных форматов,
- платформа, работающая на серийном оборудовании или на гипервизоре, совместимом с открытым форматом виртуализации (OVF), что обеспечивает экономию капитальных и операционных затрат в сравнении с проприетарными аппаратными платформами,
- широкое использование транспортных и сигнальных протоколов на основе IP для использования установленной структуры протоколов TCP / IP,
- интеграция устаревших форматов и сигналов с помощью интерфейсных карт для обеспечения обратной совместимости и защиты инвестиций в существующее оборудование,
- открытая модульная программная архитектура, обеспечивающая гибкую модификацию и расширение системы, а также гибкую разработку,
- масштабируемая платформа, позволяющая пользователям получать выгоду от постоянно растущей вычислительной мощности серийных универсальных многоядерных процессоров.

Основываясь на этих принципах, R&S PRISMON поддерживает передовые технологии потоковой передачи в ОТТ-сценариях, а также новые транспортные технологии на основе IP и методы многоуровневого сжатия, которые заменяют классические сигналы SDI. Могут быть интегрированы устаревшие технологии, такие как SDI и ASI, путем использования выделенных интерфейсных карт, что обеспечивает мониторинг гибридных сценариев.

Ключевые блоки архитектуры

Программное обеспечение R&S PRISMON работает как стандартное приложение в операционной системе Linux.
Операционная система может быть установлена на аппаратной платформе обычного сервера или на гипервизоре, который поддерживает формат открытой виртуализации для переносных виртуальных машин. OVF позволяет быстро и гибко развертывать виртуальные узлы гипервизора при установке в частных и общедоступных облачных системах.

Программная структура R& S PRISMON включает следующие ключевые архитектурные блоки:

- Обработка ввода
Модуль ввода сигнала работает с различными системами передачи, например Ethernet или IP. Он принимает транспортные потоки мультимедиа как одноадресный IP или многоадресный IP. Модуль декодирования исходных форматов входного сигнала играет ключевую роль в подходе Rohde&Schwarz к мониторингу конвергентного контента, поскольку он гармонизирует обработку постоянно растущего массива форматов для передачи медиафйлов с помощью IP. Этот модуль также оснащен драйверами интерфейса для обработки устаревших форматов, таких как SDI и ASI. Можно использовать будущие форматы исходного сигнала с помощью программных плагинов.

- Обслуживание и обработка медиа
Модуль декодирования и базового анализа декодирует полученный аудио / видео контент и выполняет базовую проверку качества сигнала и на наличие дефектов. Дополнительный модуль расширенного декодирования и анализа может обрабатывать более сложные или новые (многоуровневые) форматы кодирования, такие как HEVC, J2K, TICO и т. д. Если требуются новые декодеры или более мощные функции анализа, функциональность этого модуля может быть расширена путем добавления программных плагинов. Поскольку вычислительная мощность серверных платформ и облачный решений неуклонно растет, нет необходимости разрабатывать дорогостоящее специализированное проприетарное оборудование для обработки сложных форматов кодирования.

- Обработка выходного сигнала
Модуль обработки графического интерфейса обрабатывает такие задания, как распределение и логическое размещение нескольких окон. Он также контролирует вывод любых измеренных параметров вместе с подлежащим контролю аудио / видео контентом в данном фрагменте. Динамически скомпилированное изображение на экране мультивьюера может быть дополнительно обработано модулем кодирования форматов выходного сигнала, например, для вывода отрендеренного изображения на видеоэкран через HDMI или для создания нескольких видеопотоков на основе IP.

- API удаленного администрирования
R&S PRISMON поддерживает интерфейс прикладного программирования (API) на основе HTTP для удаленной настройки и администрирования виртуальных узлов мониторинга и удаленной автоматизации задач мониторинга. Сюда также относится уведомление по электронной почте в случае отказа или сбоя.

- API облачного управления
Система R &S PRISMON оснащена API для интеграции виртуальных узлов мониторинга в виде элементов «программное обеспечение как услуга» (SaaS) в сквозной облачный рабочий процесс, а также другие функциональные экземпляры, такие как воспроизведение, кодирование / транскодирование / декодирование, вставка рекламы и логотипов, управление цифровыми правами (DRM).

Где используется

R&S PRISMON поддерживает широкий спектр сценариев применения в средах воспроизведения / распределения и распространения - этот факт хорошо иллюстрируют следующие два варианта использования.

- Обеспечение качества видео и проведение измерений

Измерение качества видео представляет собой сложный, дорогой и трудоемкий процесс, но он необходим поставщикам услуг вещания и потоковой передачи мультимедиа для обеспечения удовлетворенности клиентов. Предоставление клиентам высококачественного контента при оптимальной балансировке полосы пропускания для каждого канала является ключом к коммерческому успеху любого поставщика услуг. R&S PRISMON быстро и просто выполняет объективное измерение качества видео в видеопотоках - как в лабораторных условиях, так и в реальных сетевых системах. Решение поддерживает параллельные измерения с использованием псевдостандартных показателей, таких как пиковое соотношение сигнал / шум и индекс структурного сходства (SSIM). Эти измерения могут быть использованы для сравнительного анализа видеокодера, мониторинга и контроля качества видео в реальном времени, а также для производства, анализа и оптимизации видео.

Помимо предоставления измеренного качества видео в виде числового значения, R&S PRISMON создает тепловую карту, выделяя зоны низкого качества в реальном времени. Эта функция мониторинга позволяет быстро выявить любые артефакты кодирования или другие отклонения, даже если они затрагивают только небольшие зоны. Даже пользователи с небольшим опытом могут легко интерпретировать полученные результаты.

R&S PRISMON может выполнять несколько измерений параллельно, отображая полученные результаты рядом на одном экране мультивьюера. Благодаря этому отпадает потребность в последовательном тестировании энкодера, значительно сокращая время и усилия, необходимые для улучшения качества видео.

- Функция сравнения видеоконтента с целью контроля потока сигнала

Функция сравнения видеоконтента является уникальным преимуществом системы R&S PRISMON. Эта функция обеспечивает автоматический одновременный конвергентный мониторинг нескольких гетерогенных медиапотоков с идентичным контентом.

В гетерогенных средах поставщики услуг вещания и потоковой передачи сталкиваются с проблемой распространения идентичного контента с разными разрешениями по разным типам сетей. Из-за сложности комбинированной Ethernet-коммутации и IP-маршрутизации существует риск передачи контента по неправильным маршрутам. В одном потенциально критическом сценарии контент для взрослых может быть ошибочно доставлен по детскому телеканалу. Возможность автоматического отслеживания содержимого исходящего канала путем сравнения его с эталонным эталонным каналом может предотвратить ошибки такого типа.

Прямой анализ, фокусирующийся на отдельных пикселях, будет слишком неточным и вызовет ряд ложных срабатываний. Функция сравнения видеоконтента использует более объективный метод распознавания контента. Система автоматически сравнивает подлежащий анализу медиапоток с эталонным потоком, используя характерные критерии, такие как движущиеся объекты, вырезы фрагментов и средний уровень яркости. В зависимости от результата сравнения функция может инициировать заранее установленное действие, например, в случае несоответствующего контента, передаваемого по детскому телеканалу, передача программ может быть остановлена.

Интеграция облачных сервисов для безопасного удаленного мониторинга контента

Поставщики услуг вещания и потоковой передачи сталкиваются с еще одной проблемой - они должны обеспечить безопасный удаленный мониторинг контента, который должен осуществляться за пределами традиционных диспетчерских. Rohde&Schwarz разработала удобное решение этой проблемы. Виртуальный мультивьюерный облачный сервис Prismon.cloud централизованно собирает данные мониторинга из различных виртуальных узлов PRISMON, действующих как зонды отбора локального аудио / видео контента. Зонды могут быть распределены в нескольких местах, например, в разных диспетчерских поставщика услуг. Такие узлы связаны с центральным облачным сервисом через IP-соединение. При необходимости эти IP-соединения могут быть защищены с использованием шифрования IPSec или аналогичного метода.

В облаке общий статус мониторинга и мультивьюерное изображение генерируются из данных мониторинга, собранных с различных сенсоров. Центральный облачный сервис действует в том числе как прокси-сервер, который распространяет консолидированную информацию мониторинга среди мобильных клиентов.

Инновационное решение R&S PRISMON.cloud снижает эксплуатационные расходы, поскольку реализует концепцию «мониторинг как услуга» и позволяет покупать данную услугу тогда и там где она необходима на данный момент. Кроме того, затраты на мониторинг переходят из раздела CAPEX в OPEX. Также, такое решение позволяет сотрудникам, осуществляющим мониторинг, выполнять свои задачи, не обязательно находясь при этом в производственных помещениях поставщика услуг.

Итого

R&S PRISMON реагирует на растущую диверсификацию аудио и видео протоколов и форматов, предоставляя конвергентное решение для мониторинга всех служб вещания и потоковой передачи. Это решение предлагает поставщикам контента и операторам сетей простой и мощный инструмент для мониторинга любого количества и типов передаваемого аудио / видео контента независимо от канала распространения.

Система R&S PRISMON представляет собой программное решение. Ее модульная структура и возможность подключения плагинов обеспечивают возможность расширения в будущем, благодаря чему можно быстро и с минимальными затратами начать использование новых транспортных протоколов и медиаформатов.

Программа R&S PRISMON может быть установлена на серверной платформе, которая может использовать даже устаревшие форматы с помощью карт ввода-вывода. Кроме того, программа может быть виртуализирована в облаке. Набор функций одинаков для обоих вышеупомянутых вариантов. В настоящее доступно уникальное расширение R&S PRISMON.cloud, которое с помощью облачного сервиса передает информацию о мониторинге на мобильное устройство, позволяя обслуживающему персоналу выполнять задачи мониторинга удаленно.