High value entertainment zoals live-events en grote sportwedstrijden vereisen steeds meer investeringen in IT. Almaar meer compute-, storage- en networking-capaciteit installeren, is echter niet genoeg. We moeten vooral veel slimmer gaan werken, vertelt Gerard Phillips, Systems Engineer bij Arista Networks. Automation speelt hierbij een belangrijke rol.
De traditionele broadcast-infrastructuur van omroepen en productiemaatschappijen werd in het verleden vrijwel altijd opgebouwd met SDI-baseband-routers, coaxkabels en BNC-connectoren. “We zien inmiddels de overgang naar Ethernet met gebruik van standaard netwerk-switches en Software Defined Networking (SDN). De toenemende snelheden ondersteund door Ethernet-switches en de bijbehorende verbetering in samengestelde non-blocking switch- en netwerkdoorvoer heeft de weg vrijgemaakt voor het gebruik van IP/Ethernet voor het transport van uitzendtoepassingen op een kosteneffectieve manier, terwijl dezelfde robuustheid en stabiliteit van legacy SDI en MADI router-operaties behouden blijven”, legt Gerard Phillips, Systems Engineer bij Arista Networks, uit.
Enorme groei
Tot voor kort werd de via lokale faciliteiten gerealiseerde routering van TV-uitzendsignalen bereikt met behulp van baseband-schakelmatrixes die een specifieke invoer met een specifieke uitvoer verbinden via handmatige operator-selecties of via automatisering. De router was oorspronkelijk analoog. Analoog migreerde naar digitaal toen NTSC/PAL werd gecodeerd met behulp van SDI (Serial Digital Interface) op 270 Mbps.
“Op dat moment werd een router-matrix van 256×256 nog als groot beschouwd”, vertelt Phillips. “Rond het jaar 2000 kwam de behoefte aan 1,5 Gbps HD-SDI-routering naar voren om digitale televisie te ondersteunen. Hier zijn aanzienlijk grotere netwerkfaciliteiten voor nodig. Dit zorgde voor de behoefte aan router-matrices die opschalen naar 1152×1152. Een van de aanjagers van deze trend is natuurlijk de enorme vraag naar live sportuitzendingen.”
Meer recentelijk kwam de televisie-industrie overeen dat 1080p50/60 1080i moet vervangen in sommige acquisitie- en productie-omgevingen. Dat vereist dat 1,5 Gbps HD-SDI wordt verdubbeld tot de 3 Gbps-standaard van 3G-SDI. Uitzendfaciliteiten vereisen nu een 75-ohm coaxkabel om 3 Gbps te dragen, ofwel 10x meer bits dan de originele SDI op 270 Mbps, waardoor de interne schakelmatrixontwerpen erg duur zijn om te produceren. De televisie-industrie heeft nieuwe geavanceerde technologie nodig om aan deze prestatie-eisen te voldoen, terwijl de deterministische betrouwbaarheid van de huidige infrastructuur behouden blijft.
Omarmen van IP
Phillips: “De professionele televisie-industrie heeft inmiddels op vele gebieden IP-technologie omarmd, waaronder video punt-tot-punt transport en draadloze HD-ENG backhaul. Maar tv-specifieke professionele coax-gebaseerde streamingformaten (SDI, HD-SDI, 3G-SDI), die tv-specifieke digitale router-systemen vereisen, werden geacht toegewijde punt-tot-punt-technologieën te vereisen en commerciële IP-gebaseerde datacenternetwerken werden niet geïmplementeerd in de uitzendinstallatie. Terwijl de tv-uitzendindustrie druk bezig was met het overschakelen van 270 Mbps coax naar 3 Gbps coax, was de markt voor high-speed datacenter switches echter druk bezig met het volgen van de Wet van Moore bij het creëren en implementeren van 10/25/40/50/100 en 400 Gbps, kosteneffectieve IP-netwerken en gerelateerde apparaten.”
De televisie-industrie wordt momenteel geconfronteerd met de behoefte aan enorme hoeveelheden contentdistributie en ondersteuning voor nieuwe 4K-UHD-formaten die het schakelen van ongecomprimeerde video vereisen met bitrates van 12 Gbps en hoger. “Het is simpelweg onpraktisch, of zelfs onmogelijk, om dit te bereiken met traditionele schaalbare router-ontwerpen”, zegt Phillips. “Omroepen en productiemaatschappijen zijn daarom begonnen met het omarmen van commerciële ‘datacenter grade’ IP-netwerken (COTS) om de efficiëntie van de uitzendinstallatie te verbeteren.”
Belangrijker is nog dat de flexibiliteit die wordt geboden door packet-based architecturen de nieuwe realiteit van flexibele productie en veelzijdige distributiestrategieën effectief ondersteunt, met het extra voordeel van Ethernet-economie in plaats van dure en op maat gemaakte uitzendinfrastructuren. Deze overgang van legacy uitzendsystemen naar IP/Ethernet voldoet aan zowel de korte als lange termijneisen van productie, bijdrage, distributie en contentlevering.
Nieuwe producten en APIs
Om op deze ontwikkelingen in te spelen, heeft Arista Networks het aanbod van haar mediaspecifieke oplossingen steeds verder uitgebreid. Deze producten zijn bedoeld om netwerkoperaties in live productieworkflows te vereenvoudigen. Met de schaal en connectiviteit die IP-technologie biedt, ontstaan steeds meer en bovendien zeer waardevolle nieuwe mogelijkheden voor creativiteit en flexibiliteit, vertelt Phillips, “Echter, deze voordelen komen met uitdagingen die een slim beheer van compute- en netwerkresources vereisen.”
Centraal in Arista’s aanbod staan drie pijlers: betrouwbaarheid, prestaties en zichtbaarheid. Deze zijn alledrie essentieel voor liveproductie en mediaworkflows. Het portfolio is gebouwd op een basis van geïntegreerde tools en diensten:
1. EOS: Een kwalitatief hoogwaardig, performant besturingssysteem dat op elke switch kan draaien, waardoor operationele kosten en complexiteit verminderen.
2. CloudVision: Een beheerplatform dat zowel geavanceerde configuratie, wijzigingsbeheer als realtime zichtbaarheid biedt.
3. MCS (Media Control Service): Een snelle liveproductie SDN Orchestration layer voor efficiënte netwerkorchestratie.
4. Flexibele open API’s: een serie interfaces die de integratie met broadcast- en andere mediagerelateerde systemen mogelijk maken.
Arista’s Media Control Service (MCS) heeft zich in de praktijk al bewezen, met een snelle, betrouwbare en bandbreedtebewuste multicast-orchestratie. Een nieuwe feature, ‘maintenance drain down’ geheten, vereenvoudigt nu bovendien onderhoudstaken en zorgt voor continue network resilience tijdens onderhoudsprocedures.
SMPTE
EOS ondersteunt al lang industriestandaard PTP (Precision Time Protocol) kwaliteit, schaal en betrouwbaarheid voor op de SMPTE-standaard gebaseerde live productiesystemen. Het is beschikbaar op vrijwel elk switch-platform van Arista. Dit is cruciaal voor systemen die blijven groeien in omvang, iets wat in de broadcast-wereld zeker geen uitzonderlijke situatie is.
In het tijdperk van snelle digitale transformatie zijn traditionele configuratiemethoden onvoldoende. Phillips pleit daarom al geruime tijd voor automatisering om menselijke fouten te vermijden en provisioning van netwerken te versnellen. In de praktijk ziet hij dat dit pleidooi ook steeds meer gehoor krijgt. “Met CloudVision Studios bieden we nu een op een GUI gebaseerde aanpak voor automatisering, terwijl Arista Validated Designs (AVD) een op scripts gebaseerde, Ansible-georiënteerde workflow biedt voor complexere behoeften.”
Maximale zichtbaarheid
Maximalisatie van zichtbaarheid is eveneens cruciaal, meent Phillips. CloudVision is Arista’s Management and Visibility-platform. Het is beschikbaar voor gebruik vanuit een eigen IT-omgeving of As-a-Service. CVaaS transformeert netwerkdata naar ‘events’, wat de rol van netwerkbeheerders in een live-productieomgeving vergemakkelijkt door hen te wijzen op netwerkactiviteiten die hun aandacht vereisen.
De uitbreiding van het partner-ecosysteem is minstens zo belangrijk als alle technische ontwikkelingen, meent hij. “Samenwerken met ervaren, op uitzendingen gerichte partners voor systeembrede zichtbaarheid is een voorbeeld van hoe Arista’s geïntegreerde monitoringstrategie een best of breed-aanpak omarmt.
De migratie van de omroepwereld naar de IP-infrastructuur is flink op gang gekomen, zoals wel blijkt uit de vroege adoptie in een aantal zeer grote en invloedrijke televisiefaciliteiten die al gebruik maken van IP-netwerkarchitecturen. De introductie van IP-videorouters en IP-netwerken in de televisiesector in de komende jaren vereist echter substantiële inspanningen van omroepen en leveranciers van uitzendapparatuur. Dit is vergelijkbaar met de inspanningen die we hebben gezien bij de transformatie van analoge naar digitale televisie, die meer dan een decennium in beslag nam voordat deze volledig werd gerealiseerd. Deze nieuwe migratie voegt de disciplines ‘broadcast’ en ‘IT’ samen, wat cross-functionele vaardigheden en kennis vereist die de industrie zeker de komende jaren bezig zullen houden.
