MÉTODOS DE DISTRIBUCIÓN DE VÍDEO: DIFUSIÓN, NUBE Y FUTURO

EL FUTURO DEL VÍDEO

Aunque en un principio los sistemas de vídeo en línea sólo se consideraban competidores de los sistemas de difusión tradicionales, existen argumentos a favor de la convergencia de ambos sistemas. Al revisar los flujos de trabajo de producción y distribución de cada uno de ellos, encontramos varias arquitecturas posibles para esta convergencia que podemos utilizar como hoja de ruta hacia el futuro del vídeo.

SISTEMAS DE DIFUSIÓN DE VÍDEO

Los sistemas de televisión terrestre han sido históricamente las primeras tecnologías de difusión de vídeos a las masas. Las tecnologías de cable y satélite DTH (directo al hogar) han sido la evolución natural y de gran éxito de estos sistemas. Históricamente, estos sistemas se han desplegado en locales, utilizando instalaciones construidas a propósito, hardware y redes / enlaces dedicados que permiten la transmisión de vídeo entre diferentes instalaciones y entidades de la cadena de distribución.

En la siguiente figura se muestra un diagrama conceptual del sistema de distribución de radiodifusión.

Como se muestra en esta figura, hay dos clases de contenidos que se utilizan como entrada para los sistemas de difusión. Los contenidos en directo suelen llegar en forma de fuentes de vídeo en directo procedentes de la producción remota y sobre el terreno. Los contenidos pregrabados, o a la carta, también pueden llegar en forma de archivos mezzanine procedentes de estudios de producción o distribuidores de vídeo.

Tanto los vídeos en directo como los pregrabados se dirigen entonces como entradas a los sistemas de control maestro o playout, responsables de la formación de un conjunto de canales de televisión en directo. La composición de segmentos de vídeo insertados desde distintas fuentes en cada canal se denomina programa. Los sistemas de playout también suelen ser responsables de la inserción de registros de canal ("bugs"), tercios inferiores, espacios para anuncios, subtítulos, metadatos, etc. Los sistemas de emisión son manejados por personas y suelen instalarse en salas de control.

Tras la emisión, todos los flujos del canal se codifican y pasan a un multiplexor, que los combina en un flujo de transporte multiprograma (también conocido como TS o MPEG-2 TS) destinado a la distribución. Además del contenido multimedia del canal, el TS multiplexado final también transporta información del programa y del sistema (PSIP), marcadores de anuncios SCTE-35 y otros metadatos necesarios para la distribución de la emisión. Todas estas operaciones suelen realizarse in situ, utilizando codificadores, multiplexores, moduladores y otros equipos específicos.

Como se muestra en la figura anterior, la cadena de distribución de los sistemas de radiodifusión puede tener varios niveles: desde el centro de la red principal hasta las emisoras locales, pasando por los distribuidores de programación de vídeo multicanal (MVPD), como las empresas de televisión por cable o satélite. En cada etapa, los flujos de medios correspondientes a cada canal pueden extraerse, modificarse (por ejemplo, añadiendo contenido local o anuncios), volver a multiplexarse en un nuevo conjunto de canales, con nuevas tablas de programación y otros metadatos insertados, y enviarse de nuevo a la distribución o a la siguiente cabecera.

PLATAFORMAS DE DISTRIBUCIÓN DE VÍDEO OTT BASADAS EN LA NUBE

En la siguiente figura se muestran los flujos de trabajo típicos utilizados en las plataformas de vídeo en línea basadas en la nube.

Al igual que los sistemas de emisión, estos flujos de trabajo también ingieren vídeos de diversas fuentes de contenidos en directo y pregrabados. Sin embargo, la mayoría de las plataformas OVP actuales no incluyen funciones de control maestro o emisión, ni forman o multiplexan canales para su distribución. Se limitan a codificar el contenido de entrada tal cual y empaquetarlo en formatos adecuados para la distribución OTT. Lo más habitual es que se utilicen protocolos de streaming adaptativo basados en HTTP, como HLS o DASH, como formatos de entrega final.

Todos los pasos de procesamiento en los sistemas OPV basados en la nube se implementan normalmente en software y se operan utilizando la infraestructura de proveedores de servicios en la nube, como AWS, GCP, Azure, etc.

LAS DIFERENCIAS ENTRE LOS SISTEMAS DE DIFUSIÓN DE VÍDEO OTT Y LOS BASADOS EN LA NUBE

El uso de implantaciones de software y despliegues basados en la nube tiene una serie de ventajas bien conocidas. Minimiza las inversiones en hardware, permite el funcionamiento de pago por uso, resuelve problemas de escalabilidad, simplifica la gestión, las actualizaciones, hace que todo el diseño sea más flexible y preparado para el futuro, etc. Sin embargo, también conlleva algunos requisitos únicos y obliga a que los diseños de varios componentes y mecanismos de coordinación en sistemas basados en la nube se hagan de forma diferente a los sistemas on-prem.

Las diferencias específicas incluyen:

• Granularidad del procesamiento de datos y retrasos en los sistemas OTT basados en la nube frente a los sistemas de difusión on-prem;
• Mecanismos utilizados para permitir la redundancia y el funcionamiento tolerante a fallos de dichos sistemas;
• Medios de escalabilidad, equilibrio de carga, aprovisionamiento de recursos y otras operaciones propias del funcionamiento basado en la nube;
• Formatos intermedios, enlaces de contribución y protocolos de transporte utilizados para la ingesta en sistemas de difusión en la nube frente a sistemas de difusión locales;
• Codificadores y multiplexores de radiodifusión frente a codificadores y empaquetadores utilizados para la distribución OTT;
• Implantación de análisis de empalmes y de impresiones publicitarias, etc.

LA CONVERGENCIA DE LOS SISTEMAS DE DIFUSIÓN Y DISTRIBUCIÓN BASADOS EN LA NUBE

Existen varias arquitecturas posibles que permiten la convergencia de los sistemas OTT basados en la difusión y en la nube, tal y como los vemos evolucionar en el futuro.

La figura siguiente muestra el modelo más sencillo de integración, que ya se utiliza en muchas implantaciones actuales.

Como se puede observar fácilmente, este modelo ofrece un acoplamiento de los flujos de trabajo existentes de difusión y OTT basados en la nube mediante la adición de varios codificadores de contribución adicionales, dirigiendo canales/programas de difusión totalmente formados a la plataforma OTT basada en la nube.

Para poner en marcha un sistema de este tipo se necesitan unos esfuerzos de integración mínimos. Sin embargo, requiere la instalación de codificadores de contribución adicionales in situ y solo descarga en la nube las funciones relacionadas con la cadena de distribución OTT. Todas las operaciones esenciales para la difusión siguen siendo locales.

En la siguiente figura se muestra un diagrama de un sistema que permite una descarga mucho más completa de la funcionalidad relacionada con la difusión en la nube.

En este caso, la mayoría de las operaciones de la cadena de difusión se implementan eficazmente en la nube.

El componente más importante que permite esta migración es el sistema de emisión en la nube. Funciona íntegramente en la nube, pero permite el control y la supervisión humanos desde terminales remotos en el centro de emisión. Desde el punto de vista funcional, es totalmente equivalente a los sistemas de emisión existentes, lo que permite conmutar, editar, colocar anuncios en pausas y realizar otras operaciones de control con precisión de fotogramas, tal y como se requiere en la emisión.

El traslado de la emisión a la nube también permite que las fuentes de producción remota y de campo sean recogidas por la plataforma en la nube. Esto elimina la necesidad de mantener una granja de receptores/decodificadores, servidores de archivos y otros equipos utilizados normalmente para la ingesta. También permite una distribución mucho más eficaz y, en caso necesario, operaciones a escala mundial, ya que los centros de datos de la plataforma en nube están presentes en la mayoría de las regiones.

Por último, una vez que el sistema de emisión se traslada a la nube, la mayoría de las operaciones posteriores necesarias para la distribución de emisiones -codificación y multiplexación de emisiones- también pueden migrarse fácilmente a la nube. Esto elimina aún más la necesidad de instalar y mantener granjas de codificadores de emisión, multiplexores, empalmadores y otros equipos en las instalaciones de emisión.

Esto hace que todo el sistema sea mucho más sencillo de manejar y mantener, y permite aprovechar todas las demás ventajas del funcionamiento en nube: escalabilidad, garantía de futuro, mayor fiabilidad, etc.

EVOLUCIÓN DE LA PLATAFORMA BRIGHTCOVE VIDEO CLOUD

En Brightcove, siempre estamos buscando formas de mejorar nuestra plataforma Video Cloud y convertirla en una opción natural para los organismos de radiodifusión que estén considerando ampliar sus ofertas OTT y/o descargar componentes de sus flujos de trabajo existentes en la nube.

En los últimos años, hemos hecho esfuerzos considerables en este sentido. Por ejemplo:

• Añadir compatibilidad con protocolos de ingesta nativos de emisión: TS sobre RTP, SMPTE 2022-1, SMPTE 2022-2, SRT, etc.
• Mejora de las capacidades de ingesta de nuestros transcodificadores: mejor tratamiento de contenidos entrelazados, telecine, contenidos de cadencia mixta, flujos de refresco gradual, etc.
• Mejora del preprocesamiento y la generación dinámica de perfiles (eliminación de ruido, conversión de formatos de alta calidad, codificación contextual),
• Mejorar nuestros codificadores para generar flujos compatibles con la radiodifusión (control estricto de HRD, funcionamiento CBR, transmisión de metadatos específicos de radiodifusión, etc.).
• Mejorar la redundancia en directo y la capacidad de tolerancia a fallos del sistema
• Incorporación a la plataforma de la función Cloud Playout.

Pero, de hecho, nuestro trabajo continúa y esperamos muchas otras formas de mejorar nuestro sistema y trabajar con los clientes del sector, los proveedores de plataformas en la nube y otros proveedores de tecnología para hacer realidad las operaciones de emisión a gran escala en la nube.

Encontrará más información en el número de octubre de 2021 de SMPTE Motion Imaging Journal. Encuentre el artículo "Transitioning Broadcast to Cloud", escrito por los propios expertos en ingeniería de Brightcove.