Integridad, sincronización y calidad en vídeo por IP

 

STE2022C01: Cuádruple convertidor 3G/HD/SD-SDI <=> 10 GbE

 

La llamada convergencia de las TIC se está extendiendo a todos los ámbitos de las telecomunicaciones y la televisión no es una excepción.

Entre los profesionales del Broadcast no son pocos los que expresan sus reticencias a la transmisión de vídeo por IP al considerar que este medio no es lo suficientemente robusto para obtener señales con la calidad que se viene exigiendo a los demás medios. La pérdida de paquetes y la falta de la necesaria sincronización son algunos de los problemas que más preocupan a estos profesionales.

El equipo de Albalá Ingenieros, consciente y partícipe de esta preocupación, decidió ponerse manos a la obra y desarrollar un equipo capaz de suplir las deficiencias de este medio de transmisión y garantizar la integridad, sincronización y calidad de las señales transmitidas de acuerdo a las normas de la ITU.

El resultado de este esfuerzo es el módulo STE2022C01, que permite transmitir y recibir señales de vídeo digital 3G/HD/SD-SDI a través de una interfaz Ethernet de 10 Gbit/s utilizando el protocolo RTP sobre UDP/IP de acuerdo con el estándar SMPTE ST 2022-6.

El STE2022

 

El equipo dispone de cuatro secciones independientes. Cada sección cuenta con una interfaz de entrada/salida 3G/HD/SD-SDI, un sincronizador de cuadro y un puerto bidireccional con la interfaz de Ethernet de 10 Gbit/s común a todas las secciones. A través de esta interfaz se pueden transmitir o recibir hasta cuatro flujos RTP SMPTE ST 2022-6 sobre UDP/IP con o sin FEC. Cada sección se puede configurar para convertir vídeo SDI a IP, para convertir vídeo por IP a SDI o bien deshabilitarse.

Dispone de tres mecanismos para corregir las posibles pérdidas de paquetes, reordena los paquetes RTP, protección de errores mediante FEC y los sincronizadores de cuadro. Se trata de un sistema muy robusto con el que se obtienen señales de calidad, siempre sincronizadas y dentro de las normas de la ITU.

El número de señales que se pueden transmitir a través de la interfaz Ethernet depende del formato de vídeo aplicado a sus entradas. Dado que la capacidad máxima de la interfaz es de 10 Gbit/s en cada sentido, pueden transmitirse y recibirse cualquier combinación de señales de vídeo hasta ocupar ese ancho de banda.

Teniendo en cuenta que las señales de SD requieren 270 Mbit/s, las de HD 1.5 Gbit/s y las de 3G 3 Gbit/s, es posible transmitir en el mismo sentido cualquier combinación de señales de diferentes formatos con la excepción de cuatro señales 3G, que requerirían 12 Gbits/s, y tres señales 3G junto a una HD, que necesitarían 10.5 Gbits/s.

 

Funcionamiento

 

La transmisión de video SDI a través de redes IP mediante el protocolo SMPTE ST 2022-6 utiliza el protocolo RTP sobre UDP. Cada paquete RTP incluye una cabecera (High Bit Rate Media Payload Header) propia del estándar SMPTE ST 2022-6 que se emplea para identificar el estándar de transmisión, especificar parámetros del vídeo que se transmite y añadir información de temporización (timestamps) para facilitar la reconstrucción de la trama en el receptor.

 El estándar SMPTE ST 2022-5 contempla además la transmisión de uno (FEC Tipo A) o dos flujos (FEC Tipo B) de datos auxiliares para detectar y corregir errores o pérdidas de paquetes (Forward Error Correction, FEC).En el modo SDI a IP es posible configurar el modo de transmisión (unicast o multicast), las direcciones y máscaras IP, los puertos, los parámetros relativos al FEC, la configuración de la VLAN y otros parámetros de la capa IP. Se supervisan el estado de la señal SDI que se recibe y de la presencia del receptor en la red en el caso de transmisiones unicast.

En el modo IP a SDI la configuración es más sencilla e incluye el modo de transmisión (unicast o multicast), las direcciones y máscaras IP, los puertos, el uso del FEC y la configuración de la VLAN. La supervisión proporciona información detallada y estadísticas instantáneas o totales del flujo recibido.

 

Sincronizador de Cuadro

 

Cada una de las secciones del STE2022C01 cuenta con un sincronizador de cuadro que permite regenerar la base de tiempos y mantener la continuidad del vídeo que se transmite independientemente de lo que se recibe. Esto permite que el comportamiento del equipo sea bueno incluso ante pérdidas de paquetes o jitter cuando se está recibiendo el vídeo por IP y ante conmutaciones cuando se está recibiendo el vídeo a través de la interfaz SDI.

Los cuatro sincronizadores de cuadro comparten la misma base de tiempos y pueden funcionar en modo libre (free-run) o bien utilizar una señal de referencia externa para engancharse a ella. Como señal de referencia se puede utilizar la señal de vídeo SDI que recibe la sección A (I/O1) o la señal de reloj de referencia del bus del chasis si este último dispone de un módulo que la genere como por ejemplo el HTG2000C01 o el GPS2000C01.

Si se pierde la señal de referencia el STE2022C01 pasa a funcionar en modo libre y cuando ésta se recupera se vuelve a enganchar a ella. Es posible configurar el modo de enganche para que se realice de forma suave y de esta forma evitar discontinuidades en el vídeo de salida.

El STE2022C01 es un módulo más de la línea terminal TL2000 y puede ser alojado en el chasis de 2 RU UR2000.

 

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