Использование меток SCTE-104/35 в системах цифровой вставки программ. Часть 1. Архитектура систем сетевого вещания

Добавлено 19 февраля 2018 в 22:12

Сохранить или поделиться

В последнее время все чаще в обиходе телевизионных специалистов звучит термин «метки SCTE». Но далеко не все полностью знакомы с тем, что это заметки, как они действуют и для чего применяются. Чтобы внести ясность, компания SkyLark Technology обратилась к известному в отрасли специалисту Александру Перегудову, который специально подготовил для журнала Mediavision статью на эту тему. Первая часть статьи публикуется ниже.

Архитектура систем сетевого вещания с цифровой вставкой программ

Принципиальные основы и технологические решения использования меток (сообщений) SCTE-104/35 разработаны американским Обществом инженеров кабельного телевидения – SCTE (Society of Cable Television Engineers). Изначальная цель использования меток SCTE-104/35 – управление цифровой вставкой программ – DPI (Digital Program Insertion) – в сетях ТВ-вещания, ретранслирующих сигнал от центральной станции через каналы цифрового вещания транспортных потоков MPEG-2 TS. Используется также термин «Цифровая вставка рекламы» (Digital Ad Insertion).

По мере развития технологий и расширения набора функций идеология меток SCTE постоянно совершенствуется и отражается в новых стандартах и рекомендациях. Эти документы находятся в свободном доступе на сайте www.scte.org. Общество SCTE не налагает каких-либо ограничений или финансовых обязательств на сети ТВ-вещания, намеревающиеся использовать данные методы управления цифровой вставкой рекламы.

Этот фактор играет немаловажную роль в постоянном развитии ТВ-технологий и появлении новых решений, аппаратуры и систем. Спецификации SCTE-104/35 позволяют управлять не только вставкой рекламы, но и иными процедурами модификации контента в распределенных ТВ-системах, включая баннерную и целевую рекламу. Технология SCTE-104/35 используется и в каналах распространения программ «видео по запросу» по протоколу HTTP, включая Adobe Dynamic Streaming (HDS), Apple Live Streaming (HLS), Microsoft Smooth Streaming (MSS), MPEG-DASH.

Линейное сетевое вещание

Модель линейного сетевого вещания основана на региональной ретрансляции программного сигнала, формируемого центральной станцией сети (рис. 1-1).

Рисунок 1-1. Архитектура системы вещания с поддержкой DPI

Программный сигнал центральной станции формируется в центре формирования программ (ЦФП). В англоязычной литературе используется термин Broadcast Operation Center (BOC).

Для передачи программного сигнала в систему компрессии обычно используется интерфейс HD/SD-SDI. Здесь сигналы видео и аудио подвергаются компрессии и мультиплексируются в транспортный поток MPEG-2 TS одной программы (Single Program Transport Stream – SPTS). SPTS, в свою очередь, могут мультиплексироваться в многопрограммный транспортный поток Multi Program Transport Stream (MPTS). Для многопрограммных систем компрессии с расширенными функциями используется термин Network Operation Center (NOC).

Потоки SPTS или MPTS по интерфейсам DVB или IP передаются в региональные центры ретрансляции программ (ЦРП), где они подвергаются модификации путем вставки регионального контента и далее ретранслируются на свою территорию вещания в форме модифицированных потоков SPTS или MPTS. На рис. 1-1 показан путь сообщений SCTE-104/35 от источника (ЦФП) до конечного адресата – связки сплайсер-сервер в составе ЦРП.

Слоты

Вставки регионального контента должны происходить в предназначенные для этого временные интервалы в расписании вещания центральной станции. В документах SCTE эти временные интервалы называются avails. При переводе на русский язык используются термины «коммерческий интервал времени», «региональное рекламное окно», «рекламный временной слот» и другие варианты. Далее в качестве аналога термина avail будет использоваться термин «слот».

На границах слота производится переключение, или сплайсинг (Splicing), между сигналами из основного канала (сигнал центральной станции) и из канала ввода (сигнал региональной станции). Точка переключения «центр/регион» называется входной точкой сплайсинга – Splice In Point, точка переключения «регион/центр» называется выходной точкой сплайсинга – Splice Out Point.

Функции сплайсера

Переключение сигналов в ЦРП производится сплайсером (Splicer). Спецификации DPI определяют бесшовный (seamless) – незаметный для зрителя по изображению и звуку – сплайсинг с точностью до кадра.

В системах DPI интервал времени вставки (брейк) обычно рассматривается как одно событие замещения фрагмента программы в сигнале центральной станции равным или близким по хронометражу рекламным блоком из сигнала региональной станции. В состав рекламного блока включены отдельные рекламные клипы.

Сплайсер принимает по основному каналу транспортный поток от центральной станции и по каналу ввода – транспортный поток от рекламного сервера. В момент времени входной точки сплайсер переключает канал ввода от рекламного сервера на выходной канал. В момент времени выходной точки сплайсинга происходит обратное переключение.

Функции рекламного сервера

Рекламный сервер в составе ЦРП отвечает за воспроизведение одного или нескольких файлов, составляющих региональный брейк. Вставка регионального брейка от канала ввода в основной канал происходит в рамках единой сессии, во время которой сплайсер и рекламный сервер синхронизируют свою работу через TCP/IP-соединение в локальной сети ЦРП. Спецификация SCTE 30 описывает стандартизированные протоколы взаимодействия сплайсера и рекламного сервера.

Условия бесшовного сплайсинга

Бесшовный сплайсинг с точностью до кадра между потоками MPEG-2 TS от центральной и региональной станций требует выполнения нескольких условий.

Во-первых, транспортный поток от центральной станции в точках сплайсинга при кодировании MPEG-2 должен начинаться с закрытой группы изображений GOP с I-кадром в начале группы и кадрами I- или P-типа в ее составе. При кодировании H.264/AVC или H.265/HEVC в точках сплайсинга закрытая группа должна начинаться с кадра типа IDR (Instantaneous Decoder Refresh) и заканчиваться кадрами I- или P- типа. Прием декодером кадра IDR означает, что декодирование после точки сплайсинга можно производить без использования предшествующих кадров. В случае кодирования с переменной скоростью (Variable Bit Rate – VBR) рекомендуется переход на кодирование с постоянной скоростью (Constant Bit Rate – CBR) в интервале слота. Условие обеспечивается кодером в составе системы компрессии в ответ на прием управляющего сообщения SCTE-104 от системы автоматизации.

Во-вторых, транспортный поток, воспроизводимый из файлов рекламным сервером, должен быть сформирован по тем же правилам в части формирования GOP-структуры. Параметры изображения и звука, скорость формируемого потока должны быть такими же, как у потока от центральной станции. Условие обеспечивается путем надлежащей компрессии файлов рекламного брейка.

В-третьих, сплайсер должен заблаговременно получить от системы автоматизации сообщение о точках сплайсинга, передать рекламному серверу команду на старт требуемого брейка, произвести сплайсинг во входной и выходной точках. Условие обеспечивается передачей управляющего сообщения SCTE-104/35 от системы автоматизации в адрес сплайсера.

И, в-четвертых, рекламный сервер должен начать воспроизведение файлов регионального брейка за определенное время до старта замещения, и закончить его после регионального брейка с таким условием, чтобы начальная и конечная точки брейка во время воспроизведения совпали с моментом переключения каналов в сплайсере.

Сообщения SCTE-104/35

Реализация DPI по спецификациям SCTE-104/35 основана на передаче сообщений cueing message о предстоящих слотах для вставки региональных брейков. Термин cueing message при переводе на русский язык равнозначно интерпретируется как «сообщение с меткой SCTE-104/35» или как «метка SCTE-104/35». Термин cueing message эволюционировал из предшествующих спецификаций управления аналоговой вставкой рекламы с использованием звуковых двухтональных посылок DTMF (Dual Tone Multi-Frequency signaling), называемых analog cue tone. Поэтому иногда вместо cueing message используется термин digital cue tone.

Сообщения SCTE-104/35 о предстоящем событии сплайсинга генерируются системой автоматизации, входящей в состав ЦФП. В составе сообщения, помимо прочих данных, передается время начала/окончания слота и идентификаторы слота, позволяющие ассоциировать каждый слот с требуемым региональным наполнением.

Далее эти сообщения отправляются в адрес кодера и мультиплексора в составе системы компрессии, а также в адрес сплайсера в составе ЦРП. Сплайсер ретранслирует содержание сообщения рекламному серверу, управляя его работой.

Необходимо отметить, что использование сообщений SCTE-104/35 не гарантирует бесшовного сплайсинга при всех возможных условиях, но обеспечивает кадровую точность сигнализации о планируемых событиях переключения источников сигнала в ЦРП.

Каналы передачи сообщений SCTE-104/35

Сообщение с данными сплайсинга передается по цепочке «система автоматизации – система компрессии – сплайсер», состоящей из двух сегментов.

Сегмент «система компрессии – сплайсер» использует канал передачи MPEG-2 TS. Здесь данные сплайсинга (Splice Information Table) передаются в сообщениях SCTE-35 в виде битовой последовательности Splice_info_section. Сообщения SCTE-35 формируются инжектором SCTE-35 как отдельный элементарный приватный PID-поток данных, который мультиплексируется в общий выходной поток SPTS вместе с PID-потоками видео/аудио с привязкой к единой временной шкале Presentation Time Stamps (PTS). Идентификатор PID-потока SCTE-35 объявляется в таблице Program Map Table (PMT) как неотъемлемая часть программы в составе однопрограммного (SPTS) или многопрограммного (MPTS) транспортного потока MPEG-2 TS. Для передачи сообщений SCTE-35 пропускная способность канала MPEG-2 TS должна иметь несколько кбит/с дополнительно к суммарной скорости потоков видео/аудио и других данных. Оборудование, которое изменяет состав программ или скорость составляющих ее элементарных потоков видео/аудио, не должно изменять привязку потока SCTE-35 к программе или нарушать его связь с метками времени PTS.

Сегмент «система автоматизации – система компрессии» может использовать каналы передачи двух видов. Первый вариант – канал с обратной связью через соединение TCP/IP, второй вариант – канал без обратной связи по интерфейсу SDI. В обоих вариантах данные Splice Information Table в этом сегменте форматируются в виде сообщений (запросов) SCTE-104. Правила приема-отправки сообщений SCTE-104, а также укладка данных в них нормируются документом SCTE 104 в виде прикладного программного интерфейса (API).

Оба типа сообщений используются для последовательной передачи данных сплайсинга от системы автоматизации до сплайсера, поэтому и используется термин «сообщения SCTE-104/35».

Канал передачи сообщений SCTE-104 с обратной связью

Двунаправленный канал связи между системой автоматизации и инжектором (рис. 1-2) дает возможность подтверждения инжектором и кодером приема и обработки сообщений SCTE-104, полученных от системы автоматизации.

Рисунок 1-2. Формирование сообщений SCTE-104 в канале с обратной связью

В этом решении есть несомненные достоинства, но есть и проблемы реализации. Сообщения SCTE-104/35 содержат данные в бинарном представлении. Текстовые данные, подобные тегам XML, в сообщениях SCTE-104/35 не передаются. Такое ограничение существенно сокращает объем передаваемых данных и требования к полосе пропускания канала передачи. С другой стороны, бинарное представление данных в сообщениях SCTE-104 выдвигает особые требования к сети TCP/IP, связывающей системы автоматизации и компрессии. Это должна быть строго приватная сеть, в которой гарантированное время задержки передачи сообщений должно быть существенно меньше длительности ТВ-кадра. Для коммуникации рекомендуется использовать стандартный номер порта (сокета) – 5167.

В большинстве вариантов реализации такого канала ЦФП и система компрессии находятся на значительном удалении друг от друга и управляются различными операторами, что вносит технические трудности создания надежного TCP/IP-соединения между ними через сети VPN (Virtual Private Network – виртуальная частная сеть).

Канал передачи сообщений SCTE-104 без обратной связи

Однонаправленный интерфейс SDI является обязательным каналом связи между ЦФП и системой компрессии, и поэтому логично использовать его для передачи сообщений SCTE-104. Принято передавать сообщения SCTE-104 как дополнительные данные в интервале VANC (Vertical ANCillary) сигнала SDI согласно стандарту SMPTE 291M. Детали укладки (mapping) данных сообщения SCTE-104 в пакеты VANC регламентируются в SMPTE RP2010. Используются пакеты ANC типа 2, где идентификатором (ID) полезной нагрузки пакета является пара Data ID (DID) и Secondary Data ID (SDID). Значения DID=41h и SDID=07h для пакетов VANC указывают на передачу в этих пакетах сообщения SCTE-104.

Пакет VANC с данными сообщения SCTE-104, в принципе, может размещаться в любой строке, находящейся вне активной части кадра. Однако рекомендуется размещать данные VANC в потоке данных канала Y во второй строке после точки переключения (Switch point), определяемой в рекомендации SMPTE RP168. В большинстве случаев используется 12-я строка первого поля для всех стандартов разложения SD/HD-SDI.

На рис. 1-3 показан однонаправленный канал передачи данных SCTE-104 от системы автоматизации к инжектору и кодеру в составе системы компрессии через дополнительное устройство, называемое инсертером SCTE-104. В документе SCTE 104 для обозначения инсертера используется термин Proxy Device, в документе SMPTE RP2010 используется термин «инсертер».

Рисунок 1-3. Формирование сообщений SCTE-104 в канале без обратной связи

Задача инсертера – инкапсуляция сообщения SCTE-104 в сигнал SDI. Инсертер управляется от системы автоматизации, имеет входы/выходы SDI, на вход подается сигнал программы вещания. В SCTE-104 определяется стандартный интерфейс API управления инсертером от системы автоматизации по сети TCP/IP в ЦФП.

Сформированные инсертером в составе сигнала SDI сообщения SCTE-104 передаются от системы автоматизации следующему внутрипотоковому устройству до конечного адресата – инжектора в составе системы компрессии. В этом режиме система автоматизации действует без сообщений обратной связи от системы компрессии, по принципу наилучшей возможной работы. Например, сообщения могут отправляться несколько раз, дублируя уведомление об одной и той же операции сплайсинга.

На стороне системы компрессии данные сплайсинга из сообщения SCTE-104 переносятся в сообщение SCTE-35 с помощью инжектора SCTE-35.

В такой схеме однонаправленный канал передачи SCTE-104/SDI действует между системой автоматизации и инжектором. В то же время, между системой автоматизации и инсертером организуется свое взаимодействие, которое также может быть двунаправленным при использовании соединения TCP/IP или RS-422, либо однонаправленным при управлении инсертером через контакты GPI. Предпочтительным является первый вариант, который реализуется достаточно просто, поскольку система автоматизации и инсертер находятся в составе одного ЦФП.

Отсутствие обратной связи между системой автоматизации и инжектором компенсируется относительной простотой построения тракта доставки сообщения SCTE-104 на основе стандартных аппаратных компонентов с интерфейсами SDI. Оборудование, не изменяющее содержания сигнала SDI (коммутаторы, распределители) практически всегда пропускает данные VANC. Устройства, изменяющие содержание сигнала SDI (задержка, микширование сигналов), должны корректно пропускать данные VANC с входа на выход. При корректном прохождении сигнала через тракты HD/SD-SDI метки SCTE-104 сохраняют привязку к тому кадру, в который они были первоначально вставлены.

Источник:

• Александр Перегудов. Использование меток SCTE-104/35 в системах цифровой вставки программ // MediaVision. — 2016 — 01. — 34-37

Теги

DAI (Digital Ad Insertion)DPI (Digital Program Insertion)MPEG-2 TSSCTE-104SCTE-35Вставка рекламыМетки SCTEРекламаРекламный серверСплайсерТелевидениеТранспортный потокЦифровое телевидениеЦФП (центр формирования программ)

Сохранить или поделиться

Реализация сплайсинга региональных замещений при трансляции цифрового телевизионного и радиовещания в стандарте DVB-T2 на территории Калмыкии

Библиографическое описание:

Пащенко П. С., Пищин О. Н. Реализация сплайсинга региональных замещений при трансляции цифрового телевизионного и радиовещания в стандарте DVB-T2 на территории Калмыкии // Молодой ученый. — 2018. — №24. — С. 74-77. — URL https://moluch.ru/archive/210/51474/ (дата обращения: 22.01.2020).



В статье рассматривается вариант инновационного решения расширения зоны действия регионального вещания цифрового телевидения в стандарте DVB-T2 на территории республики Калмыкия. Описана реализация автоматического сплайсинга для внедрения процедур врезки контента регионального вещания в н. п. Садовое. Организация телевизионного вещания с использованием алгоритма сплайсинга позволит достичь обеспечения условий для государственного регионального телерадиовещания заданного качества на базе современной цифровой техники и технологий, что способствует дальнейшему развитию информационного пространства Республики Калмыкии.

Ключевые слова: сплайсинг, реплейсер, региональные замещения, региональная врезка, формат DVB-T2, программная модификация.

В настоящее время на территории республики Калмыкия Федеральную целевую программу «Развитие телерадиовещания в Российской Федерации на 2009–2015 годы», утвержденную Постановлением Правительства Российской Федерации от 03.12.2009 г. № 985, а также Указом Президента РФ «Об общероссийских обязательных общедоступных телеканалах и радиоканалах» от 30 сентября 2012 г. № 1335 и Указ Президента РФ от 12 мая 2011 г. N 637 «О внесении изменений в Указ Президента Российской Федерации от 24 июня 2009 г. N 715 «Об общероссийских обязательных общедоступных каналах и в перечень, утвержденный этим Указом». Выполнены не полностью. Территория республики Калмыкия охвачена полностью вещанием только федерального цифрового телевидения в стандарте DVB-T2 1-го мультиплекса, однако вещание региональных каналов и региональной рекламы происходит на базе аналогового телевидения, покрытие которым в республике незначительное. Таким образом вещание регионального контента реализовано только в городе Элиста. В качестве исследуемого объекты выбран населённый пункт Садовое, где зона аналогового телевидения обеспечивает вещанием не более 32 процентов населения. Стоит задача организации полного охвата населения как федеральным, так и региональным контентов вещания в цифровом стандарте DVB-T2.

Так как согласно требований нормативных документов транспортные потоки федеральных мультиплексов цифрового ТВ вещания должны в обязательном порядке включать и служебную информацию, необходимую для программной модификации ТВ программ, входящих в федеральные мультиплексы (замена части видеоматериалов ТВ программ на региональные), осуществляемой в региональных комплексах программной модификации.

На устройствах, находящихся в центре формирования федерального мультиплекса (ЦФФМ), осуществляется преобразование данных меток программной модификации в управляющие команды в соответствии с стандартом SCTE 35. Указанные преобразователи могут быть реализованы в виде блоков в составе кодеров MPEG-4, либо блоков в составе мультиплексоров, либо отдельных устройств. Система автоматизации эфира осуществляет взаимодействие с ними на основе прикладного программного интерфейса (API), описанного в стандарте SCTE 104.

Сигналы SCTE 104 должны быть переданы из аппаратно-студийного комплекса (АСК) в центр формирования федерального мультиплекса по каналам связи. В соответствии с требованиями стандарта SCTE 104 эта передача осуществляется в составе сформированного в АСК цифрового потока SDI.

Функцией сигналов SCTE 104 является точное временное позиционирование команд SCTE 35, управляющих программной модификацией в транспортных потоках MPEG-2 ТВ программ, входящих в состав федерального мультиплекса.

Региональный центр формирования мультиплекса (РЦФМ) должен осуществлять программную модификацию федеральных мультиплексов путем включения в состав ТВ и радиопрограмм федерального мультиплекса региональных вставок.

Для осуществления указанной программной модификации возможны различные варианты, например, вариант № 1 — региональные видео и аудио материалы поступают от региональных вещателей в региональный центр формирования мультиплексов и в указанном центре включаются в состав телерадиопрограмм федеральных мультиплексов путем процедуры сплайсинга и вариант № 2 ТВ или радиопрограмма из состава федерального мультиплекса (декодированная или в виде соответствующего однопрограммного транспортного потока) из регионального центра формирования мультиплексов передается региональным вещателям для программной модификации и после включения в нее регионального контента передается обратно в региональный центр формирования мультиплексов для включения ее в региональный мультиплекс. Для н. п. Садовое наиболее предпочтителен вариант № 2. При данном варианте программной модификации замена видео (аудио) материалов телерадиопрограмм федеральных мультиплексов на региональные осуществляется автоматически с использованием сплайсера ТВ и РВ программ. Реплейсер в этом случае (рис.1) обеспечивает возможность врезки регионализированного канала в федеральный мультиплекс, а процедура сплайсинга (иными словами, сращивание) позволяет транслировать локальную рекламу в программах федерального мультиплекса. Схема осуществления сплайсинга в н. п. Садовое размешена на рис. 1.

Рис. 1. Объект вещания с организацией сплайсинга в региональном центре н. п. Садовое республики Калмыкии

Для осуществления программной модификации телерадиопрограмм федеральных мультиплексов путем бесшовной вставки регионального контента в г. Элиста в состав федеральной телепрограммы, в транспортные потоки федеральных мультиплексов должны быть включены управляющие сообщения в соответствии со стандартом SCTE-35.

Формирование транспортного потока регионального мультиплекса происходит в зависимости от варианта исполнения в разных точках, а именно:

В схеме распространения первого мультиплекса с подъемом ТРВ каналов с региональными вставками на спутник из региональных центров и формирования региональных мультиплексов непосредственно в пунктах вещания формирование регионального мультиплекса происходит на каждой из РТПС региона непосредственно перед DVB-T2 передатчиком (рис.1). Или как в схеме распространения первого мультиплекса с использованием второго подъема пакета программ на спутник и в схеме распространения первого мультиплекса или по наземным радиорелейным линиям связи (Рис. 2.) формирование транспортного потока регионального мультиплекса происходит на РЦФМ.

Рис. 2. Организация распространения первого мультиплекса по наземным (радиорелейным) линиям связи

Для формализации выполняемых задач был создан алгоритм методики сплайсинга региональной врезки в федеральное вещание 1-го мультиплекса (рис.3).

Разработанная методика организации сплайсинга программ цифрового телевизионного вещания федеральных и региональных каналов вещания одновременно в соответствии с требованиями Федеральной целевой программы «Развитие телерадиовещания в Российской Федерации».

Методика позволяет расшить область вещание региональных каналов для получения повсеместно на территории н. п. Садовое республики Калмыкия полноценного регионального вещания на всей территории с охватом 100 % населения.

В результате проведённых исследований. Расчёт в процентах площади покрытия телевизионного вещания показал увеличение с 32 до 100 процентов охвата населения п. Садовое республики Калмыкия.

Отработаны оптимальные схемотехнические, системные и организационные решения взаимодействия региональных филиалов ВГТРК и РТРС для региональной модификации федеральных версий телеканалов «Россия 1», «Россия 24» и радиоканала «Радио России», что при переходе в промышленную эксплуатацию цифровой наземной сети вещания первого мультиплекса позволит обеспечить многоканальное вещание региональных версий обязательных общедоступных телерадиоканалов заданного качества

Рис. 3. Алгоритм сплайсинга процесса реплексирования регионального вещания в DVB-T2

Организация телевизионного вещания с использованием алгоритма сплайсинга процесса реплексирования регионального вещания по вышеописанной методике позволит достичь обеспечения условий для государственного регионального телерадиовещания заданного качества на базе современной цифровой техники и технологий, что способствует дальнейшему развитию информационного пространства Республики Калмыкия.

Литература:

1. Федеральная целевая программа «Развитие телерадиовещания в Российской Федерации на 2009–2015 годы», утвержденная Постановлением Правительства Российской Федерации от 03.12.2009 г. № 985.

2. Указ Президента Российской Федерации «Об общероссийских обязательных общедоступных телеканалах и радиоканалах» от 30 сентября 2012 г. № 1335.

3. Указ Президента РФ от 12 мая 2011 г. N 637 «О внесении изменений в Указ Президента Российской Федерации от 24 июня 2009 г. N 715 «Об общероссийских обязательных общедоступных телеканалах и радиоканалах» и в перечень, утвержденный этим Указом».

4. ГОСТ Р 52595–2006 Линии соединительные цифровые для передачи телевизионных программ.

5. Правила применения цифровых систем передачи синхронной цифровой иерархии, утвержденные Приказом Министерства информационных технологий и связи Российской Федерации от «23» ноября 2006 г. № 151.

6. Правила применения цифровых радиорелейных систем связи, утвержденные Приказом Министерства информационных технологий и связи Российской Федерации от «27» февраля 2007 г. № 25.

7. Проект НПА «Требования к организационно-техническому обеспечению устойчивого функционирования сетей цифрового телевизионного вещания». М., 2013 год

8. ANSI/SMPTE 259М 2008 — American National Standard Institute/Society of Motion Picture and Television Engineers, American National Standard: 10-Bit 4:2:2 Component and 4fsc Composite Digital Signals — Serial Digital Interface, 2008 («Композитные цифровые сигналы — Цифровой последовательный интерфейс»),

Основные термины (генерируются автоматически): SCTE, программная модификация, федеральный мультиплекс, Калмыкия, региональное вещание, Российская Федерация, региональный мультиплекс, региональный контент, региональный центр формирования мультиплексов, телевизионное вещание.

Регионализация каналов первого мультиплекса | Цифровое телевидение

Так исторически сложилось, что развитие регионального телевизионного вещания шло вслед за распространением по стране аналогового телевидения. Технически эта задача решалась посредством передачи каждого телевизионного сигнала по отдельному радиотракту.

И сегодня телевизионный эфир каждого субъекта РФ уже невозможно представить без местных новостей, различных ток-шоу на актуальные темы и тематических передач, рассказывающих о различных аспектах жизни в регионе. В статье предлагается рассмотреть вопрос, как решается задача регионализации телеканалов 1 мультиплекса

Андрей Черников
Директор Департамента стратегии развития и технической политики ФГУП “РТРС”

Принятие федеральной целевой программы “Развитие телерадиовещания в Российской Федерации на 2009–2018 годы”, поставившей задачу перехода от аналогового к цифровому вещанию, потребовало разработки алгоритма формирования единого сигнала мультиплекса, содержащего региональные вставки в сигналах федеральных общедоступных телеканалов.

При этом регионализация контента должна присутствовать в федеральных каналах “Россия 1”, “Россия 24” и “Радио России” повсеместно, а на «Первом канале», “Матче”, НТВ и “ТВ Центре” регионализация контента должна осуществляться в Санкт-Петербурге.

Разработка федеральной целевой программы по переходу к цифровому эфирному телевидению началась, когда действовал стандарт первого поколения – DVB-T:

Поэтому первые решения по регионализации телерадиовещания начали разрабатываться применительно к нему, что порождало определенные трудности.

Так, на участке тракта прохождения сигнала цифрового телевизионного вещания с момента формирования транспортного потока MPEG-2 и непосредственно до самого передатчика никакой модификации не допускалось, так как из-за этого могли нарушиться метки синхронизации, что привело бы к потере синхронизации передатчиков в SFN-сети.

На раннем этапе цифровизации в период внедрения стандарта DVB-T вещание региональных вставок предполагалось организовать путем модификации единого транспортного потока 1 мультиплекса.

Для этого требовалось демультиплексировать весь поток в региональном центре формирования мультиплекса, осуществить вставку регионального контента в телеканалы (сплайсинг) и провести повторное формирование транспортного потока с региональными вставками для последующей передачи сигнала через космический аппарат до всех объектов вещания в регионе, так называемый “второй переподъем”.

Таким образом, в случае использования стандарта DVB-T для каждого из 83 регионов необходимо было бы сформировать свою версию мультиплекса и передать через космический аппарат, для чего потребовались бы значительные емкости спутниковых сетей связи, что снижало эффективность использования российского орбитального-частотного ресурса в целом.

Весьма существенными были бы и затраты вещателей на распространение сигнала.

Схема формирования регионализированного сигнала методом второго переподъема приведена на рис. 1:

В настоящее время для целей организации вещания региональных вставок в рамках федеральной целевой программы “Развитие телерадиовещания в Российской Федерации на 2009–2018 годы” в РТРС созданы 83 региональных центра формирования мультиплексов (РЦФМ).

Это аппаратно-программные комплексы, обеспечивающие прием телерадиопрограмм со спутников и из местных студий, их обработку, включение местных врезок, формирование и последующую подачу пакета каналов на спутниковые и наземные распределительные региональные сети связи.

Нам, можно сказать, повезло. Задержавшись на старте, мы приступили к реализации программы перехода на цифровое эфирное телевидение, когда на смену стандарту DVB-T пришел стандарт DVB-Т2:

Здесь уже появилась возможность реализовать вариант с распределенной модификацией единого сигнала мультиплекса на объектах вещания.

Особенностью стандарта DVB-T2 является возможность формирования внутри одного единого цифрового потока мультиплекса нескольких независимых потоков физического уровня с разными параметрами модуляции и уровнями помехозащищенности, так называемых PLP (Physical Layer Pipe):

Единый поток, содержащий потоки отдельных PLP, называется “T2-MI-поток”.

Тем самым телеканалы в мультиплексе могут быть разделены на несколько независимых групп.

С целью эффективного использования возможностей, заложенных в стандарт, специалистами РТРС совместно с производителями цифрового телевизионного оборудования было найдено оптимальное техническое решение, позволяющее осуществлять доставку потока T2-MI до передатчиков по спутниковым и наземным линиям связи.

Решение основано на применении технологии распределенной модификации телеканалов и радиоканалов, где вставка регионального контента осуществляется в региональном центре формирования мультиплекса, а формирование сигнала мультиплекса с региональными вставками осуществляется на объектах вещания.

Сравнительная схема формирования сигнала методом второго переподъема и методом распределенной модификации приведена на рис. 2:

Технология распределенной модификации программ

Технология распределенной модификации программ (ТРМ) – техническое решение, основной целью которого является синхронная замена информации непосредственно перед каждым из передатчиков.

В основе ТРМ – предусмотренный в стандарте DVB-T2 режим Multiple PLP (Multiple Physical Layer Pipes), позволяющий, как сказано выше, передавать в одном частотном канале несколько независимых физических потоков.

При этом отдельный PLP при ТРМ используется не для организации канала с другим уровнем помехозащищенности, как предполагалось стандартом, а для разделения телеканалов, содержащих региональные вставки (регионализируемых телеканалов), и телеканалов, для которых транслируются федеральные версии (нерегионализируемых телеканалов).

Схема распределенной модификации телеканалов приведена на рис. 3:

В федеральном центре формирования мультиплекса в Москве формируется T2-MI-поток, содержащий федеральные версии всех телеканалов.

Все телеканалы в T2-MI-потоке разделены на 3 PLP.

В одном PLP объединены телеканалы и радиоканалы, которые будут транслировать только федеральную версию.

В двух других PLP объединены телеканалы и радиоканалы, в которые будет необходимо вставлять региональный контент.

В связи с тем, что региональная версия телеканала “Россия 24” транслируется не во всех регионах, указанный телеканал передается в отдельном PLP.

Тем самым сигнал мультиплекса, сформированный из трех PLP, передается через спутниковые и наземные линии связи до каждого объекта вещания.

В региональных центрах формирования мультиплекса осуществляется прием T2-MI-потока с космического аппарата или по наземным линиям связи, выполняется демультиплексирование потока, после чего производится вставка региональных блоков в сигнал соответствующих федеральных телеканалов и радиоканалов.

Далее формируется усеченный мультиплекс, содержащий только регионализируемые телеканалы и радиоканалы, и по наземным или спутниковым линиям связи передается до всех объектов вещания в регионе.

На каждом объекте вещания устанавливаются по два спутниковых приемника для приема федеральной версии мультиплекса и усеченной региональной версии мультиплекса, состоящей только из регионально модифицированных телеканалов.

В радиотракте перед каждым передатчиком устанавливается специальное устройство – реплейсер, которое замещает федеральную версию телеканала версией с региональными вставками:

Разделение всех телеканалов в мультиплексе на три PLP позволяет провести замещение регионализируемыми телеканалами без воздействия на сигналы телеканалов, транслирующих федеральные версии.

Тем самым на выходе реплейсера формируется сигнал из трех PLP, где соответствующие телеканалы и радиоканалы уже содержат региональные вставки, после чего сигнал излучается в эфир для приема на абонентские антенны телезрителей.

За счет применения ТРМ решается так называемая проблема второго переподъема для телеканалов, контент которых не изменяется.

Вещатели федеральных версий не тратят финансовые средства на формирование и доставку до передатчиков региональных версий других вещателей.

Внедрение ТРМ позволяет помимо оптимизации затрат вещателей обеспечить рациональное использование орбитально-частотного ресурса, когда второй раз, через космический аппарат, осуществляется передача лишь региональных версий телеканалов.

Соответственно, чем меньше телеканалов подвергается региональной модификации, тем меньше задействована спутниковая емкость.

При региональной модификации 2-х телеканалов из 10 транслируемых в 1 мультиплексе экономия спутниковой емкости относительно варианта с двойным переподъемом достигает порядка 70–80 % с учетом необходимости передачи служебной информации, которая требуется для разделения единого потока из 10 телеканалов на три PLP.

Разработку реплейсеров осуществляют различные компании, но РТРС требовалось решение, которое можно использовать не только в спутниковом сегменте, но и для доставки сигнала до передатчиков по наземным линиям связи, в частности по IP-сетям.

В связи с разной обеспеченностью населенных пунктов России линиями связи для доставки сигнала до объектов вещания целесообразно использовать спутниковые линии связи в сочетании с наземными или радиорелейными линиями связи, используемыми в 4 субъектах Российской Федерации.

Недостатком системы, базирующейся на использовании потоков T2-MI, является то, что она не адаптирована под использование в IP-сетях.

При доставке по наземным каналам связи IP среда является важной составляющей, которую можно рассматривать в качестве резерва для основных систем доставки.

В целях создания универсальной системы трансляции регионального контента независимо от среды доставки РТРС в 2014 году выступила с инициативой о разработке совместимого с уже имеющимся технологического решения, оптимизированного для работы с IP-сетями передачи данных.

Инициативу РТРС поддержал один из ведущих производителей телевизионных передатчиков – ООО “НПП Триада-ТВ” и французский производитель модуляторов TeamCast.

В 2015 году начались совместные работы по поиску такого решения, и по мере получения тестовых образцов системы была организована опытная зона в Липецке.

В ходе испытаний новое оборудование успешно производило регионализацию, используя IP-сеть для подачи регионального потока к передатчикам.

Транспортный поток, состоящий из трех PLP и предназначенный для региональной модификации телеканалов, получил название IP-MI.

По результатам успешных испытаний новое решение будет внедряться на сети РТРС для трансляции региональных вставок в составе телерадиоканалов 1 мультиплекса.

Применение нового решения позволяет использовать сочетание спутниковой и наземной доставки сигнала до объектов вещания в рамках одночастотной зоны, что увеличивает устойчивость функционирования сети и снижает финансовую нагрузку на вещателей.

До конца текущего года будет организовано вещание региональных вставок в составе телеканалов “Россия 1”, “Россия 24” и радиостанции “Радио России” в 41 субъекте Российской Федерации, которые были определены РТРС в тесном взаимодействии с ВГТРК:

Ими стали: Алтайский край, Амурская, Архангельская, Белгородская, Брянская, Волгоградская, Воронежская области; Еврейская автономная область, Забайкальский край; Иркутская, Калининградская области; Краснодарский и Красноярский края; Курская, Ленинградская, Московская, Мурманская, Нижегородская, Новосибирская, Оренбургская, Пензенская области; Пермский край; Приморский край, Ростовская, Самарская, Саратовская, Томская, Тульская, Тюменская области, Хабаровский край, Челябинская и Ярославская области.

Республики: Горный Алтай, Дагестан, Карелия, Северная Осетия – Алания, Татарстан, Тыва, Удмуртская Республика, Хакасия и Чеченская Республика.

Остальные субъекты Российской Федерации получат региональные версии телеканалов в 2018 году, что ознаменует собой завершение федеральной целевой программы “Развитие телерадиовещания в Российской Федерации в 2009–2018 годах”.

Источник: Журнал «Broadcasting. Телевидение и радиовещание», №2 (136), 2017, c. 30-32

Broadcasting.Ru

5 / 5 ( 9 голосов )

Задать вопросы о цифровом телевидении можно на форуме DVBpro

Автор: Александр Воробьёв, 07 Июл 2017 | Постоянная ссылка на страницу: http://dvbpro.ru/?p=17890

Комплекс оборудования для вставки локальной рекламы в одночастотных сетях DVB-T2

Комплекс оборудования вставки локальной рекламы предназначен для вставки рекламного контента в программы цифрового мультиплекса на уровне TS или T2-MI. Он обеспечивает синхронную бесшовную вставку локальной рекламы непосредственно в пунктах вещания одночастотной сети DVB-T2. Комплекс состоит из устройств вставки рекламного контента, размещаемых во всех кластерах одночастотной сети, которые работают по командам вставки рекламы согласно стандарту SCTE35. Такие команды, как правило, внедряются в транспортный поток кодирующим оборудованием, которое установлено в центре кодирования и мультиплексирования.

Синхронные сплайсеры TTL2012 предназначены для работы не только с транспортными потоками в формате TS, но и с потоками в формате T2-MI, поэтому они могут быть установлены непосредственно перед DVB-T2 передатчиком и не требуют дополнительного оборудования адаптации к T2-MI. При работе с транспортным потоком T2-MI, модификации подвергаются только T2MI Baseband фреймы, поскольку вставка рекламного контента осуществляется на уровне элементарных потоков передаваемых внутри PLP, выбранного пользователем; остальные фреймы T2MI (L1, Timestamps, etc) остаются без изменений. Информация PSI/SI при этом также остается без изменений.

Управление процессом вставки рекламного контента осуществляется в соответствии со стандартом SCTE35 посредством специфических меток (Digital Сue tone), которые передаются в виде пользовательских таблиц, внедряемых кодерами h364 в транспортный поток программ мультиплекса. Непрерывный анализ пользовательских таблиц, передаваемых в структуре транспортного потока, позволяет сплайсерам TTL2012 определить, в какие программы требуется вставка рекламного контента в тот или иной момент времени. Сплайсеры постоянно сверяют эти данные с заранее полученным расписанием вставок – плейлистом (электронным документом, задающий порядок и время выхода в эфир рекламных роликов). Генерацию плейлиста обычно выполняет система автоматизации вставки рекламы. Плейлист может быть реализован, например, в соответствии с SCTE 118-3. Передача плейлиста и рекламных роликов, может осуществляться как через FTP, так и непосредственно через транспортный поток (задается пользователем).

Данный комплекс при вставке локальной рекламы использует технологию бесшовного синхронного сплайсинга, благодаря которой, при замене программ, не нарушается ни структура данных транспортного потока внутри T2-MI, ни структура данных самого потока T2-MI. При этом структура потока на выходе всех синхронных сплайсеров идентична с точностью до бита информации, что является обязательным требованием для обеспечения стабильной работы одночастотной сети DVB-T2.

Каждый синхронный сплайсер TTL2012 имеет внутренний рекламный сервер для хранения рекламного контента, представляющий собой RAID массив объемом до 500ГБ. Дополнительно, обеспечена возможность подключения к внешнему устройству хранения данных, доступ к которому осуществляется по интерфейсу E-SATA. Возможно, также, соединение с внешним рекламным сервером посредством интерфейса GbE.

В процессе работы устройства ведется подробное протоколирование процесса вставки рекламного контента: результаты попыток получить расписание, пришедшие метки и результат их обработки, успешные вставки рекламного контента с указанием времени и продолжительности, причины неудачных вставок рекламного контента и т.д. Файлы протокола работы устройства могут быть отправлены на центральный сервер для анализа как автоматически, например, раз в сутки, так и по команде пользователя, которую можно передать, используя встроенный WEB интерфейс каждого из приборов. Также возможна интеграция устройства в систему управления с использованием SNMP.

Использование меток SCTE-104/35 в системах цифровой вставки программ. Часть 2. Управление вставкой программ с использованием сообщений SCTE-104/35

Добавлено 21 февраля 2018 в 23:40

Сохранить или поделиться

В первой части статьи речь шла об архитектуре систем сетевого вещания с цифровой вставкой программ. Ниже рассматриваются вопросы управления вставкой программ с использованием сообщений SCTE-104/35.

Виды команд в сообщениях SCTE-35

Сообщение SCTE-35 может содержать одну из шести возможных команд. Две команды – Splice_schedule() и Splice_insert() – предназначены для передачи информации об одном или нескольких предстоящих событиях сплайсинга. Наличие скобок в обозначении команды говорит о том, что в ее составе передается набор данных, определяемых в спецификациях SCTE для каждой команды.

Определены четыре вида вспомогательных команд: Splice_null(), Bandwidth reservation(), Time_signal(), Private_command().

Команда Splice_null() не передает каких-либо данных и используется для проверки отклика от устройств-получателей сообщений. Команда Bandwidth reservation() используется для отправки системе компрессии запроса на выделение дополнительной полосы пропускания, которая будет использоваться для передачи элементарного PID-потока с сообщениями SCTE-35. Команда Time_signal() используется для передачи меток точного времени, на основании которых устройства-получатели команды могут синхронизировать выполнение своих действий с устройствами-отправителями команд. А команда Private_command() может использоваться для передачи других данных, не оговоренных в спецификациях SCTE-104/35.

Виды команд в сообщениях SCTE-104

Сообщение SCTE-104 принципиально может содержать до 2¹⁶ различных команд, однако из этого множества реально используются только несколько десятков. Конкретный список используемых команд различается для двух типов сообщений – тех, что могут содержать только одну команду (Single Operation Message), и тех, которые могут содержать одну и более команд (Multiple Operation Message). На практике в основном используются сообщения второго типа.

Сообщения SCTE-104 типа Multiple Operation Message

На рис. 2-1 показаны поля сообщений SCTE-104 типа Multiple Operation Message.

Рис. 2-1. Поля данных сообщений SCTE-104 и SCTE-35

Сообщение состоит из двух частей. Первая часть – набор полей заголовка Multiple Operation Message, этот заголовок содержит общие для всех команд поля. Вторая часть – набор полей передаваемой в сообщении команды. Здесь для примера даны поля двух команд – Schedule_definition_request и Splice_request.

В составе заголовка Multiple Operation Message находятся поля:

• Reserved – всегда устанавливается в значение FFFFh;
• Message Size – содержит размер всего сообщения в байтах;
• Protocol Version – для актуальных реализаций устанавливается в 0. В будущих реализациях с иной укладкой в сообщение полезной нагрузки будут использоваться иные значения;
• AS_index – идентифицирует для инжектора систему автоматизации, которая является источником сообщения SCTE-104. В то же время основная и резервная системы автоматизации, работающие на один программный канал (один инжектор), должны иметь общий индекс, но в каждый момент времени на связи должна находиться (быть активной) только одна из них. Нулевое значение игнорируется;
• Message_number – идентифицирует каждое отдельное сообщение SCTE-104. В то же время, если несколько повторяющихся сообщений имеют общее содержание, они должны иметь один и тот же номер. Для последовательных различающихся сообщений используется инкрементируемое по модулю 256 значение Message_number;
• DPI_PID_index – несет информацию об идентификаторе PID-пакетов MPEG-2 TS, в которых система автоматизации планирует передавать элементарный поток сообщений SCTE-35. Этот индекс используется, если в составе одной программы передаются несколько потоков сообщений SCTE-35, каждый из которых формируется своим выделенным инжектором. Другой вариант использования – адресация сообщений от системы автоматизации одному из нескольких инжекторов, использующих общую линию SDI для связи с системой автоматизации через один инсертер. Нулевое значение игнорируется;
• SCTE-35 Protocol Version – предназначены для использования в будущих реализациях, когда актуальная нулевая версия получит дальнейшее развитие;
• Timestamp() – содержит значение времени, когда инжектором должны обрабатываться поступающие в данном сообщении команды. Это режим отложенной (deferred) обработки команд в инжекторе. В таком режиме время в системе автоматизации и в инжекторе должно быть общим с точностью до нескольких миллисекунд. Если в сообщении SCTE-104 содержится несколько команд, то они должны обрабатываться инжектором в указанное время, начиная с первой команды и далее в порядке расположения команд в теле сообщения. Поле Timestamp() имеет различную длительность в зависимости от варианта передачи данных. Возможны три варианта форматирования времени в этом поле: время UTC с точностью до микросекунд (отсчитывается от 0 часов 6 января 1980 г), временной код VITC HH:MM:SS:FF, номер и активный фронт триггера GPI, который инициировал передачу сообщения. В режиме немедленного выполнения (immediate mode) поле Timestamp() устанавливается равным 0, команда обрабатывается инжектором без задержки, синхронизация времени между системой автоматизации и инжектором не требуется. Такой вариант рекомендуется использовать при формировании сообщений SCTE-104 в составе сигнала SDI, тогда данные SCTE-104 помещаются инсертером в пакеты VANC ближайшего кадра. Размер поля Timestamp() в этом случае равен 1 байту;
• Num_ops – определяет количество команд, которое передается в данном сообщении SCTE-104 в виде блоков. В каждый блок данных входят поля Op_ID, Data_length, Data() передаваемой в этом блоке команды. Для передачи одной команды используется значение Num_ops=1. Важно отметить, что каждая из команд в одном сообщении SCTE-104 преобразуется инжектором в отдельное сообщение SCTE-35, всегда содержащее только одну команду;
• Op_ID – идентифицирует команду, которая передается в блоке данных. Связь идентификатора и команды определена в [SCTE 104]. В данном примере значение Op_ID=0101 указывает на передачу данных команды splice_request_data(), Op_ID=010Е указывает на передачу данных команды schedule_definition_data();
• Data_length – указывает на общее количество байтов в команде;
• Data() – содержит данные (параметры) команды, определенной ранее в поле Op_ID.

Команды управления сплайсингом

Среди множества возможных команд в сообщениях SCTE-104/35 выделяются две пары взаимосвязанных команд SCTE-104 и SCTE-35, проходящих по всей цепи система автоматизации → система компрессии → сплайсер. Обе пары команд передаются в широковещательном (broadcast) режиме для всех ЦРП в составе сети распространения программного сигнала ЦФП. Спецификация [SCTE 35] описывает варианты шифрования сообщений SCTE-35, которые могут декодироваться на приемной стороне при наличии ключа. Однако по данным [SCTE 67] шифрование этих сообщений на практике не используется.

Команда SCTE-104 Schedule_definition_request() преобразуется инжектором в команду SCTE-35 Splice_schedule(), обе переносят уведомляющую информацию о расписании предстоящего события сплайсинга. Команда SCTE-104 Schedule_definition_request() обычно следует за командой start_schedule_download request(), которая подготавливает инжектор к приему относительно большой (до 4096 байт) порции данных, содержащихся в последующих сообщениях Schedule_definition_request().

Команда SCTE-104 Splice_request() преобразуется инжектором в команду SCTE-35 Splice_insert(). Последовательная передача этих команд обеспечивает управление сплайсером от системы автоматизации при переключении между основным каналом и каналом ввода.

Практика работы систем DPI, приведенная в [SCTE 67], указывает на преобладающее использование пары команд Splice_request() и Splice_insert() для управления сплайсингом. По этой причине ниже более подробно анализируется состав полей данных именно этих команд. Поля, выделенные одинаковым цветом в таблицах данных Schedule_definition_request() и Splice_request(), обладают идентичным содержанием. Специфическими для команды Schedule_definition_request() являются поля Spice_schedule_command и Time(). Первое поле определяет вид точки сплайсинга – вход или выход, значение Spice_schedule_command=5 означает отмену ранее переданных данных. Поле Time() содержит время в формате UTC, на которое планируется событие сплайсинга.

Поля данных команды Splice_request()

• Splice_insert_type определяет тип запроса на выполнение сплайсинга. Запросы SpliceStart_normal (Splice_insert_type=1) и SpliceEnd_normal (Splice_insert_type=3) определяют команды «нормального» старта и окончания рекламного брейка, когда соответствующее событие сплайсинга должно произойти через интервал времени pre-roll_time. Значение pre-roll_time передается в соответствующем поле этой же команды. Запросы SpliceStart_immediate (Splice_insert_type=2) и SpliceEnd_immediate (Splice_insert_type=4) определяют команды «немедленного» старта и окончания рекламного брейка. В таком режиме значение поля pre-roll_time игнорируется или передается равным 0. Запросы «немедленного» действия не рекомендуются к использованию, поскольку могут приводить к нарушению условий бесшовного сплайсинга. Значение Splice_insert_type=5 означает запрос на отмену предыдущего запроса SpliceStart_normal.
• Splice_event_id содержит уникальный идентификатор события сплайсинга. Допускается использовать один и тот же идентификатор для точки входа и точки выхода брейка. 32-разрядное поле позволяет использовать этот идентификатор для передачи дополнительной информации о рекламном брейке.
• Unique_program_id служит для идентификации региональным вещателем программы центральной станции, во время которой должно произойти событие сплайсинга. Нулевое значение игнорируется.
• Pre-roll_time указывает в миллисекундах интервал времени от выдачи сообщения splice_request до выполнения события сплайсинга. Минимальное рекомендуемое значение для «нормальных» команд сплайсинга составляет 4 с. Можно использовать и другие значения pre-roll_time, в том числе различные значения для событий SpliceStart_normal и SpliceEnd_normal, относящихся к одному рекламному брейку. Для «немедленных» команд сплайсинга значение pre-roll_time либо равно 0, либо игнорируется. Если для одного события сплайсинга с единым Splice_event_id последовательно формируются несколько сообщений, то в каждом из следующих за первым сообщением должно содержаться свое уменьшенное значение pre-roll_time. Если между несколькими командами на один переход возникает рассогласование значений pre-roll_time, то учитывается значение pre-roll_time из последнего принятого сообщения.
• Break_duration указывает в десятых долях секунды длительность рекламного брейка, выполнение которого инициируется данной командой. Обычная практика заключается в отправке пары сообщений: первое – на старт, второе – на окончание рекламного брейка при нулевых значениях Break_duration и Auto_return_flag. Передача в составе сообщения истинного значения Break_duration вместе с ненулевым значением Auto_return_flag указывает на автоматический возврат к программе центральной станции по истечении времени рекламного брейка без отправки команды SpliceEnd_normal. Рекомендуется передавать в составе сообщения истинное значение Break_duration и при нулевом Auto_return_flag для аварийного возврата к программе центральной станции при неполучении сообщения SpliceEnd_normal или ошибке при его приеме.
• Avail_num идентифицирует рекламный слот внутри программы с идентификатором Unique_program_id. Каждый последующий слот должен иметь инкрементированный Avail_num. Нулевое значение игнорируется.
• Avails_expected указывает на общее количество слотов внутри программы с идентификатором Unique_program_id. Обычно Avail_num меньше или равен Avails_expected. Для программ, хронометраж которых заранее точно не известен (прямые трансляции спортивных событий), значение Avail_num может превышать Avails_expected в интервале «перебора» запланированного хронометража программы.
• Auto_return_flag передает информацию о планируемом режиме выхода из рекламного брейка. Ненулевое значение совместно с полем Break_duration указывает на автоматический возврат к программе центральной станции по истечении времени рекламного брейка без отправки команды SpliceEnd_normal. Нулевое значение указывает на ожидание команды с сообщением SpliceEnd_normal.

Передача данных между командами SCRTE-104 Splice_request и SCTE-35 Splice_insert

На рис. 2-1 показана та часть данных сообщения SCTE-35 Splice_insert, которая формируется на основе информации, принятой инжектором в составе сообщения SCTE-104 Splice_request.

Поля Splice_event_id, Unique_program_id, Avail_num, Avails_expected переносятся из байтового (SCTE-104) в битовое (SCTE-35) представление без изменений.

Данные Pre-roll_time переходят в два поля – Time_specified_flag и Pre-roll_time, при этом мера времени меняется от счета миллисекунд к счету отметок времени PTS. Битовое поле Time_specified_flag, равное 1, указывает на последующую передачу данных Pre-roll, нулевой флаг указывает на отсутствие передачи данных Pre-roll. При этом значение Pre-roll_time в сообщении SCTE-35 практически всегда будет отличаться от этого же значения в сообщении SCTE-104 в большую сторону за счет учета задержки при кодировании.

Данные Break_duration и Auto_return_flag переходят в поля Auto_return и Duration, при этом мера времени меняется от счета десятых долей секунды к счету отметок времени PTS. Единичное значение флагов указывает на передачу длительности брейка и планирование его окончания в ЦРП по истечению времени Duration без дополнительной команды от системы автоматизации. Нулевое значение флагов означает ожидание команды на окончание брейка от системы автоматизации. В этом случае значение Duration может использоваться для дублирования возврата к сигналу центральной станции, если по каким-либо причинам команда на окончание брейка не поступит до истечения Duration. Единичное значение битового поля Duration_flag указывает на присутствие в сообщении SCTE-35 поля Duration.

Битовый флаг Out_of_network_indicator (OON) сообщает о виде точки сплайсинга на основе данных Splice_insert_type из сообщения SCTE-104. Единичное значение указывает на точку Splice In, нулевое значение – на точку Splice Out.

Битовый флаг Splice_immediate_flag при нулевом значении указывает на нормальное планирование сплайсинга с использованием времени pre-roll. Если этот флаг равен единице, то требуется немедленное (Immediate Mode) выполнение сплайсинга, при этом поля Time_specified_flag и Pre-roll_time в сообщении SCTE-35 не передаются.

Битовый флаг Splice_event_cancel_indicator при единичном значении отменяет ранее запланированное событие сплайсинга с тем же идентификатором Splice_event_id.

Битовый флаг Program_splice_flag передается равным 1, если во входной точке сплайсинга планируется переключать все PID-компоненты транспортного потока. Это режим Program Splice Mode. Нулевое значение флага указывает на переключение только части PID-компонентов транспортного потока в режиме Component Splice Mode. В таком случае в составе сообщений SCTE-104/35 дополнительно к показанным на рис. 2-1 полям передается количество переключаемых компонентов Component Count и за ним в цикле указывается PID переключаемого компонента (Component tag) и время Pre-roll для переключения каждого компонента.

Различное форматирование одних и тех же данных сплайсинга в сообщениях SCTE-104 и SCTE-35 не препятствует их прямому и обратному преобразованию без потерь информации. Однако представление данных сплайсинга чаще используется именно в формате полей Splice_request, как более удобное для человеческого восприятия.

Взаимодействие компонентов системы DPI при выполнении брейка

На рис. 2-2 показано взаимодействие компонентов системы DPI на примере выполнения старта и окончания брейка в нормальном режиме.

Рис. 2-2. Диаграмма взаимодействия компонентов системы DPI при нормальном старте и завершении регионального брейка

Предполагается, что система автоматизации и инсертер взаимодействуют по двунаправленному соединению TCP/IP в локальной сети ЦФП, сплайсер и рекламный сервер также взаимодействуют по соединению TCP/IP, но уже в пределах локальной сети ЦРП. В ответ на инициирующее сообщение адресат отвечает подтверждающим сообщением. Взаимодействие между инсертером и инжектором, а также между инжектором и сплайсером – однонаправленное. В первом случае транспорт сообщений происходит по интерфейсу SDI, во втором – по интерфейсу MPEG-2 TS.

Сессия вставки регионального брейка начинается с отправки системой автоматизации сообщения Splice_request с параметром SpliceStart Normal. Инсертер вставляет данные Splice_request в пакет VANC ближайшего кадра. Если поле Timestamp() содержит ненулевое значение времени UTC, то инжектор именно в это время должен отправить сообщение Splice_insert, в котором значение Out_of_network_indicator (OON) равно 1. Если же поле Timestamp() равно 0, то инжектор отправляет сообщение Splice_insert немедленно.

На рис. 2-2 предполагается, что задержка сообщений TCP/IP существенно меньше критической для систем DPI длительности одного кадра. Задержки в интерфейсах SDI и MPEG-2 TS могут превышать это время, причем существенно. Спецификации SCTE-104/35 разработаны именно таким образом, чтобы нивелировать влияние задержек в интерфейсах SDI и MPEG-2 TS на кадровую точность выполнения вставки брейков. Сообщения SCTE-104/35 претерпевают такие же задержки, что и несущий их сигнал – SDI или MPEG-2 TS. Время задержки не имеет значения, вставка регионального брейка произойдет корректно даже при задержке сигнала на несколько часов. В тракте передачи потока MPEG-2 TS между центром компрессии и ЦРП задержки могут быть не только порядка нескольких секунд, но и иметь джиттер. Чтобы максимально исключить влияние задержки и джиттера на точность вставки, время pre-roll в сообщении отсчитывается в формате времени PTS. Обрывы PTS будут влиять на точность вставки, только если они произошли внутри относительно короткого интервала времени pre-roll.

Обмен сообщениями между сплайсером и рекламным сервером (помечены*) нормируется в документе [SCTE 30]. Сразу же после приема Splice_insert (OON=1) сплайсер отправляет на рекламный сервер запрос Cue_request на воспроизведение рекламного блока. В это сообщение переходят все данные сплайсинга из Splice_insert (OON=1), поэтому сервер получает всю необходимую информацию, в том числе и время pre-roll. Идентифицировать требуемый файл или лист воспроизведения рекламный сервер может, например, по значению Splice_Event_ID. Не более, чем за 3 с до начала брейка, сервер извещает сплайсер о своей готовности сообщением Splice_request. Через интервал времени pre-roll сервер посылает поток MPEG- 2 TS на канал ввода сплайсера, сплайсер переключает потоки и уведомляет об этом сервер отправкой сообщения Splice_complete.

Выход из брейка в нормальном режиме происходит по такой же схеме взаимодействия. Отличие в том, что сообщение Splice_request от системы автоматизации отправляется с параметром SpliceEnd Normal, в Splice_insert поле OON=0, сплайсер отправляет в адрес сервера только одно сообщение Splice_complete об окончании брейка. Сервер заканчивает воспроизведение регионального брейка по его запланированному хронометражу.

При выполнении старта или окончания брейка в режиме Immediate время pre-roll не учитывается, сплайсинг выполняется в ближайшей возможной точке переключения потоков. Для старта брейка в таком режиме сервер должен обеспечивать минимально возможное время подготовки.

Источник:

• Александр Перегудов. Использование меток SCTE-104/35 в системах цифровой вставки программ // MediaVision. — 2016 — 02. — 46-49

Теги

DAI (Digital Ad Insertion)DPI (Digital Program Insertion)MPEG-2 TSSCTE-104SCTE-35Вставка рекламыМетки SCTEРекламаРекламный серверСплайсерТелевидениеТранспортный потокЦифровое телевидениеЦФП (центр формирования программ)

Сохранить или поделиться

Технические новинки CSTB 2019. Часть 1

Самое время сделать новый технический обзор, тем более именно сейчас проходит выставка-форум CSTB 2019. Каждая из компаний постаралась подготовить для посетителей интересные новинки: SoftLab приготовила новые технологии сплайсинга для региональных кабельных операторов, «Кабельные сети» презентовали усовершенствованные кодеры, измерители и модуляторы. Финская компания Teleste удивила универсальными приемниками серии LRM для платформы Luminato, а «Контур М» — трансмодулятором, головной станцией и обновленной линейкой оптических приемников.

SoftLab

В настоящее время подавляющее большинство телеканалов поддерживает стандарт SCTE35, необходимый для сплайсинга – бесшовной врезки локального контента без перекодирования видео. За пределами врезки данные не должны меняться в принципе, то есть качество видео за пределами врезки сохраняется полностью на 100%.

В 2018 году аппаратный сплайсер компании «СофтЛаб-НСК» был успешно испытан РТРС для врезки локальной рекламы для наземного цифрового вещания. Сплайсер позволяет выполнять бесшовную врезку рекламных вставок и местных передач во все или в некоторые программы цифрового мультиплекса. При врезке сплайсер замещает только видео и звуковые данные, полностью сохраняя данные T2-MI. Разработанный в компании жестко детерминированный алгоритм врезки гарантирует совпадение до бита выходных потоков разных сплайсеров, что позволяет использовать сплайсер компании для работы в одночастотной сети. Сплайсер реализован в виде платы в шасси Profnext компании «Профитт». В шасси высотой 1U можно установить четыре платы, а в шасси высотой 3U– 12 плат. Сплайсер может работать с ASI и IPсигналами, передающими мультиплекс без данных T2-MI или с ними.

Сплайсер может с успехом применятся региональными кабельными операторами для решения разных задач. Одной из наиболее очевидных является врезка локальных передач и рекламных блоков в программы кабельной сети. Врезку можно выполнять отдельно для каждого мультиплекса, разместив сплайсер после мультиплексора перед головной станцией.

Все расписания и видеоматериалы централизованно подготавливаются на одном локальном FTP сервере в соответствии со стандартом SCTE118, а каждый сплайсер загружает необходимые ему рекламные ролики и передачи и по расписанию врезает их в нужную программу. Обслуживание сплайсера не сложнее обслуживания обычного декодера или транскодера – управление и мониторинг состояния могут осуществляться через Web или SNMP. Формирование расписаний врезки и подготовка роликов не требуют высокой квалификации.

Другим вариантом использования сплайсера является формирование нескольких различных локализованных программ из одной программы. Например, формирование семи разных программ губернаторского канала для семи регионов области.

В каждом регионе области готовится собственный выпуск новостей и формируется собственный рекламный блок. Все данные своевременно закачиваются в областной центр. Вещательный сервер губернаторского канала выдает в эфир сначала общие областные новости, а затем городские, которые окружаются стандартными метками. Сплайсер заменяет помеченный блок соответствующим новостийным блоком, в результате чего каждый регион увидит собственные новости. Таким же образом заменяются рекламные блоки. Аналогично можно формировать разные региональные программы для различных участков крупной кабельной сети.

«Кабельные сети»

Измеритель ТСВ Комбо UHD предназначен для настройки спутниковых и эфирных антенн, а также для возможности проведения измерений в кабельных цифровых сетях. Устройство поддерживает цифровые стандарты DVB-S/S2, DVB-T/T2, DVB-C/C2. Основная задача заключается в том, чтобы измерять уровень сигнала C/N, BER, MER. Измеритель ТСВ Комбо UHD может функционировать в режиме спектроанализатора. В нем реализована поддержка разрешения 2160, 1080P, 1080I, 720P, 576P, 576I. Используемые видеодекодеры являются стандартными в стеке протоколов: H.265/HEVC/AVC/AVS+, AVC/H.264.

Трансмодулятор tdq420c M.1 – это специальная разработка компании Terra (Литва) для российского рынка. По сути, этот продукт – аппаратная и программная доработка спутникового трансмодулятора tdq420c. Теперь появилась возможность приема напрямую инкапсулированных потоков РТРС-1 и РТРС-2 в формате T2-MI. Блок выдает на выходе две QAM частоты (в цифровом стандарте DVB-C).

Устройство mhi430 считается одним из новейших кодирующих устройств, предназначенных для шифрования сигналов типа HDMI с их дальнейшей конвертацией в тип DVB-ІР. Принимаемый с трех входов в стандарте HDMI видеосигнал с высоким качеством (Full HD) конвертируется в SPTS потоки типа DVB-ІР по стандартам UDP/RTP протоколов. Преобразуемый видеосигнал с высоким качеством может иметь разрешение до 1920 пикселей на 1080 пикселей c 60p. Наибольшим разрешением зашифрованного сигнала является величина 1920 пикселей на 1080 пикселей с 30p. Этот кодирующий прибор может послужить источником сигнала для модуляторов типа DVB-Т (mix440) или DVB-С (miq440).

Устройство miq440 считается одним из новейших модуляторов, используемых в качестве конвертера сигналов типа DVB-ІР в DVB-С. Также модулятор может послужить приемником транспортных потоков MTPS или STPS по ІР протоколу (или протоколам UDP/RTP), которые преобразовываются в четыре DVB-С канала высокой частоты. Скорость входных потоков может достигать 400 Мбит/c. Модулятор можно также применять при работе с системами видеонаблюдения (конвертация ТВ сигналов от IP камер).

Модель MHD001P используется в качестве цифрового одноканального модулятора (в стандарте DVB-T), который подключается на входе через стандартный порт типа HDMI, выдающего на выходе модулированные сигналы стандарта DVB-Т с разрешением 1920 пикселей на 1080 пикселей. Выходные частоты задаются в пределах от 174 МГц до 230 МГц или от 470 МГц до 862 МГц.

Teleste

Финская компания Teleste представляет на CSTB 2019 универсальные приемники серии LRM для платформы Luminato. Напомним, устройство представляет собой многоцелевую универсальную DVB/IPTV платформу, позволяющую организовать полнофункциональную цифровую головную станцию в одном юните. Платформа применяется как для создания новых самостоятельных DVB/IPTV комплексов, так и для решения различных задач по цифровой обработке потоков в существующих цифровых головных станциях. Luminato может нести на своем борту до шести съемных модулей различного функционального назначения: DVB-S/S2/S2X приемники, DVB-T приемники, ASI in/out модули,ProFEC кодеры и декодеры, EPG модуль, QAM и COFDM модуляторы, модуль приложений. Функции демультиплексирования, мультиплексирования, CAS и AES скремблера, создания PSI/SI информации и д.р. активируются соответствующими лицензиями и могут приобретаться по мере необходимости. Базовый блок по умолчанию имеет два порта по 1 GbE для стримминга, поддерживающих электрические и оптические SFP модули, два порта 10/100BaseT-X для управления и подключения системы условного доступа и USB порт.

Универсальные приемники серии LRM доступны к заказу в двухканальном и четырехканальном исполнении. Модуль объединяет в себе функционал DVB-S/S2/S2X, DVB-Tи DVB-C приемников, а четырехканальная модель является еще и IP приемником. В режиме спутникового приемника на каждый вход может пода­ваться поток со скоростью в диапазоне 1,5…67,5 Мсим/с и битовой скоростью до 145 Мбит/с. При работе в формате DVB-T2 приемник поддерживает режимы FFT 1k, 2k, 4k, 8k, 16k и 32k. В качестве приемника DVB-Cмодуль принимает потоки с символьными скоростями от 4 до 7,2 Мсим/с. На  блок-схеме показан алгоритм обработки при­нимаемых потоков модулями LRM. Потоки, в частности, могут быть демультиплексированы, заскремблированы и инкапсулиро­ваны в IP пакеты и через GbE порты платформы выданы в IP сеть.

«Контур М»

Одно из утройств от компании «Контур М» – трансмодулятор NDS3348С торговой марки FiberLabs производства компании Dexin/Dexing.

NDS3348C– это современный, высокоэффективный DVB-S/S2 в QAM трансмодулятор, реализованный в корпусе 1RU. Устройство выполняет прием DVB-S/S2 сигналов, демодуляцию, дескремблирование, мультиплексирование, DVB скремблирование и QAM модуляцию. Обеспечивает PID remapping и формирование PSI/SI сервисной информации. Трансмодулятор имеет на борту восемь тюнеров DVB-S/S2 (четыре входа по два транспондера каждый), четыре CI слота, один из которых поддерживает режим многопрограммного дескремблирования как для тюнеров, так и для IP входа, и четырехканальный высокопроизводительный DVB-Cмодулятор. Устройство также принимает до 128 MPEG over IP транспортных потоков и может продублировать на IP выходе сформированные мультиплексы в виде транспортных потоков MPTS over UDP/RTP.

Конструктив NDS3348C позволяет осуществить при необходимости монтаж/демонтаж модулей спутниковых приемников. Устройство может управляться через WEB NMS систему, а также поддерживает удаленное обновление ПО. По сути, NDS3348C является полнофункциональной standalone головной станцией для организации вещания как открытого, так и закрытого цифрового телевидения в кабельной сети.

Компания «Контур-М» представляет следующий виток развития платформ ASTRO U100. С моделью устройства U159 из этой линейки кабельные операторы знакомы уже давно. Данный модуль является высококачественным EdgeQAM модулятором. При этом в наличии имеется высокая канальная плотность с большими возможностями резервирования. Один элемент U159 может обеспечить при необходимости 64 выходных потока формата QAM, что формируются из потоков MPEG over IP. Они, в свою очередь, поступают через четыре входных гигабитных порта GigE.

Доработанная модель модуля стала обеспечивать помимо перечисленного функционирование мультиплексных выходных однопрограммных потоков (SPTS) DVB методом. Это позволяет существенно расширить и без того большую ширину канального планирования. Ранее она могла быть в широком диапазоне на выходе от 47 до 1006 МГц. При этом полоса должна была иметь не больше 760 МГц в своей ширине.

Функционал с включением DVB вещания позволяет проектировать и проводить монтаж сети региональных головных станций (РГС) с подключением и монтажом выходных мультиплексов. Они могут быть настроены в соответствии со спецификой того места или даже региона, которые действуют непосредственно на небольшой территории. Количество РГС при этом не ограничено, они будут работать с относительно большой автономностью от центральной головной станции (ЦГС). При этом большая настройка не нужна.

Кроме того, в состав РГС есть возможность добавить выходные мультиплексы местных каналов. Цифровой сигнал от них будет также доступен для пользователей. При этом не потребуется дополнительная обработка или прогонка в ЦГС: все они вместе со спутниковыми или цифровыми каналами будут доступны. Для этого в составе U100 существуют разнообразные ресиверы форматов DVB-S/S2 и DVB-T2.

 

Модуль U159 дополнен функцией резервирования по входу.

Могут использоваться два типа технологий.

* Link – Redundancy, можно перевести как резервирование по направлению; позволяет гарантированно доставить видеосигнал в том случае, если где-то на линии магистрального оптического линка произошел обрыв.

* Source – Redundancy, или резервирование источника, позволяет решить доставку видеоконтента, если IP мультикаст на входе пропадает.

Помимо этого, в модуле присутствуют надежная поддержка протокола RTP, коррекция ошибок FEC (SMPTE 2022-1/2) и резервирование по различным схемам: N + 1, N + M, N + N.

С учетом возможности установки в компактном шасси U100 до трех модуляторов типа U159 суммарное число выходных потоков поддерживается на уровне 192. Именно это влечет за собой значительное увеличение используемых сегментов сети. При этом наполнение сегмента возможно несколькими сотнями телевизионных программ. Это позволяет сделать усовершенствованный модуль U159 ключевым модулем ЦГС любого по размерам кабельного оператора. Кроме того, данное устройство выделяется умеренной ценой, сохраняя традиционное качество и проработку функциональности производителем. Благодаря использованию модуля можно надолго закрыть проблему частотного планирования и канального наполнения.

Оптические приемники FiberLabs OR-I и OR-III предназначены для использования в сетях кабельного телевидения с архитектурой FTTC (оптика на группу домов) и/или FTTB (оптика в здание).

Приемники реализованы по технологии GaAs MMIC, имеют высокий выходной уровень (≥116дБмкВ) и широкий диапазон входной оптической мощности (–9 … +2 дБм). Устройства оснащены автоматической регулировкой уровня выходного сигнала (АРУ), привязанной к входной оптической мощности с регулируемым нижним порогом включения (–9, –8 или –7дБ). Модель OR-III обеспечивает электронную установку всех настроек и оснащена встроенным LED дисплеем для контроля параметров. Корпуса устройств обеспечивают защиту от пыли и влаги по классу IP54, что позволяет устанавливать приемники в помещениях со сложной окружающей средой. Приемники имеют опциональную возможность установки модуля удаленного мониторинга и управления устройством по протоколу SNMP. Как правило, оптические приемники моделей OR-I и OR-III устанавливают в подвальных или чердачных помещениях высотных многоквартирных домов.

Оптические приемники OR-VI, OR-IX и OR-X предназначены для установки в многоквартирных домах среднего размера. Выходной уровень ≥112 дБмкВ, АРУ, SNMP, электронная установка параметров,LED дисплей, небольшие габариты.

Модели OR-IX и OR-X имеют внешний блок питания, который поставляется в комплекте с устройством.

Оптические приемники серии OR-XII предназначены для установки в небольших домах, коттеджах или квартирах. Bыходной уровень ≥88 дБмкВ, АРУ, диапазон входной оптической мощности –15 … +2 дБ, внешний блок питания в комплекте, маленькие размеры.

Продолжение следует….

Пресс-релизы и анонсы | РТРС

Санкт-Петербург

А

Алтайский край Амурская область Архангельская область Астраханская область

Б

Белгородская область Брянская область

В

Владимирская область Волгоградская область Вологодская область Воронежская область

Е

Еврейская автономная область

З

Забайкальский край

И

Ивановская область Иркутская область

К

Кабардино-Балкарская Республика Калининградская область Калужская область Камчатский край Карачаево-Черкесская Республика Кемеровская область Кировская область Костромская область