MÉTHODES DE DIFFUSION VIDÉO : DIFFUSION, NUAGE ET AVENIR

L'AVENIR DE LA VIDÉO

Alors que les systèmes de vidéo en ligne étaient initialement considérés comme des concurrents des systèmes de radiodiffusion traditionnels, il existe des arguments en faveur de la convergence des deux systèmes. En examinant les flux de production et de distribution de chacun d'entre eux, nous trouvons plusieurs architectures possibles pour cette convergence, que nous pouvons utiliser comme feuille de route pour l'avenir de la vidéo.

SYSTÈMES DE DIFFUSION VIDÉO

Historiquement, les systèmes de radiodiffusion télévisuelle terrestre ont été les premières technologies de diffusion de vidéos au grand public. Les technologies du câble et du satellite DTH (direct to home) sont venues ensuite comme des évolutions naturelles et très réussies de ces systèmes. Historiquement, ces systèmes ont été déployés dans des locaux, à l'aide d'installations, de matériel et de réseaux/liens spécialisés permettant la transmission de flux vidéo entre différentes installations et entités de la chaîne de distribution.

Un schéma conceptuel du système de distribution de la radiodiffusion est présenté dans la figure ci-dessous.

Comme le montre cette figure, il existe deux catégories de contenus utilisés en entrée des systèmes de radiodiffusion. Le contenu en direct arrive généralement sous la forme de flux vidéo en direct provenant de la production à distance et sur le terrain. Le contenu préenregistré, ou à la demande, peut également être fourni sous la forme de fichiers mezzanine provenant des studios de production ou des distributeurs vidéo.

Les vidéos en direct et préenregistrées sont ensuite dirigées vers les systèmes de contrôle ou de diffusion, responsables de la formation d'un ensemble de chaînes de télévision en direct. La composition des segments vidéo insérés à partir de différentes sources dans chaque canal est appelée programme. Les systèmes de diffusion sont aussi généralement responsables de l'insertion des journaux de chaînes ("bugs"), des tiers inférieurs, des emplacements pour les publicités, des sous-titres, des métadonnées, etc. Les systèmes de diffusion sont gérés par des personnes et sont traditionnellement déployés dans des installations dédiées (salles de contrôle).

Après la diffusion, tous les flux des chaînes sont ensuite codés et transmis à un multiplexeur, qui les combine dans un flux de transport multiprogramme (également appelé TS ou MPEG-2 TS) destiné à la distribution. Outre le contenu médiatique de la chaîne, le flux de transport multiplexé final contient également des informations sur le programme et le système (PSIP), des marqueurs publicitaires SCTE-35 et d'autres métadonnées nécessaires à la distribution de la radiodiffusion. Toutes ces opérations sont généralement effectuées sur place, à l'aide d'encodeurs, de multiplexeurs, de modulateurs et d'autres équipements spécialisés dans la radiodiffusion.

Comme le montre la figure ci-dessus, la chaîne de distribution des systèmes de radiodiffusion peut comporter plusieurs niveaux - du centre principal du réseau aux stations locales et aux distributeurs de programmes vidéo multicanaux (MVPD), tels que les sociétés de télévision par câble ou par satellite. À chaque étape, les flux de médias correspondant à chaque chaîne peuvent être extraits, modifiés (par exemple, par l'ajout de contenu local ou de publicités), re-multiplexés en un nouvel ensemble de chaînes, avec de nouvelles tables de programmes et d'autres métadonnées insérées, puis à nouveau envoyés à la distribution ou à la tête de réseau suivante.

PLATES-FORMES DE DIFFUSION VIDÉO OTT BASÉES SUR L'INFORMATIQUE DÉMATÉRIALISÉE

Les flux de travail typiques utilisés dans les plateformes vidéo en ligne (OVP) actuelles basées sur le cloud sont illustrés dans la figure ci-dessous.

À l'instar des systèmes de diffusion, ces flux de travail ingèrent également des vidéos provenant de diverses sources de contenu en direct et préenregistré. Cependant, la plupart des plates-formes OVP actuelles n'incluent pas de contrôle principal ou de fonctionnalité de diffusion, et ne forment pas ou ne multiplexent pas de canaux pour la distribution. Elles se contentent d'encoder le contenu d'entrée tel quel et de le conditionner dans des formats adaptés à la diffusion OTT. Le plus souvent, les protocoles de streaming adaptatif basés sur HTTP, tels que HLS ou DASH, sont utilisés comme formats de diffusion finaux.

Toutes les étapes de traitement des systèmes OPV basés sur le cloud sont généralement mises en œuvre dans un logiciel et exploitées à l'aide de l'infrastructure de fournisseurs de services cloud, tels que AWS, GCP, Azure, etc.

LES DIFFÉRENCES ENTRE LES SYSTÈMES DE DIFFUSION VIDÉO OTT BASÉS SUR LA DIFFUSION ET CEUX BASÉS SUR L'INFORMATIQUE DÉMATÉRIALISÉE

L'utilisation d'implémentations logicielles et de déploiements basés sur l'informatique en nuage présente un certain nombre d'avantages bien connus. Il minimise les investissements en matériel, permet un fonctionnement "pay-as-you-go", résout les problèmes d'évolutivité, simplifie la gestion, les mises à niveau, rend l'ensemble de la conception plus flexible et à l'épreuve du temps, etc. Cependant, cela entraîne également des exigences uniques et oblige à concevoir différemment les divers composants et mécanismes de coordination des systèmes basés sur l'informatique dématérialisée, par rapport aux systèmes sur site.

Les différences spécifiques sont les suivantes

• Granularité du traitement des données et délais dans les systèmes de radiodiffusion OTT basés sur l'informatique dématérialisée par rapport aux systèmes de radiodiffusion sur site ;
• Mécanismes utilisés pour permettre la redondance et le fonctionnement tolérant aux pannes de ces systèmes ;
• Moyens d'extensibilité, d'équilibrage des charges, d'approvisionnement en ressources et autres opérations propres à l'exploitation en nuage ;
• Formats mezzanine, liens de contribution et protocoles de transport utilisés pour l'acquisition dans les systèmes de diffusion en nuage ou sur site ;
• Encodeurs et multiplexeurs de radiodiffusion par rapport aux encodeurs et encodeurs utilisés pour la diffusion OTT ;
• Mise en œuvre de l'échantillonnage des publicités et de l'analyse des impressions publicitaires, etc.

LA CONVERGENCE DES SYSTÈMES DE RADIODIFFUSION ET DE DIFFUSION EN NUAGE

Il existe plusieurs architectures possibles permettant la convergence des systèmes de radiodiffusion et des systèmes OTT basés sur l'informatique en nuage, tels que nous les voyons évoluer à l'avenir.

La figure ci-dessous présente le modèle le plus simple d'une telle intégration, déjà utilisé dans de nombreux déploiements aujourd'hui.

Comme on peut facilement le constater, ce modèle permet de coupler les flux de travail existants de la radiodiffusion et de l'OTT basés sur l'informatique dématérialisée en ajoutant plusieurs encodeurs de contribution supplémentaires, qui dirigent des chaînes/programmes de radiodiffusion entièrement formés vers la plateforme OTT basée sur l'informatique dématérialisée.

Des efforts d'intégration minimes sont nécessaires pour lancer un tel système. Cependant, il nécessite l'installation d'encodeurs de contribution supplémentaires sur site, et décharge uniquement la fonctionnalité liée à la chaîne de diffusion OTT dans le nuage. Toutes les opérations essentielles à la diffusion restent sur place.

La figure suivante présente le schéma d'un système permettant un transfert beaucoup plus complet des fonctionnalités liées à la radiodiffusion dans l'informatique dématérialisée.

Ici, la plupart des opérations de la chaîne de diffusion sont effectivement mises en œuvre dans le nuage.

Le composant le plus important qui permet cette migration est le système de diffusion en nuage. Il fonctionne entièrement dans le nuage, mais permet un contrôle humain et une surveillance à partir de terminaux distants dans le centre de diffusion. D'un point de vue fonctionnel, il est totalement équivalent aux systèmes de diffusion existants, permettant des commutations, des montages, des placements de coupures publicitaires et d'autres opérations de contrôle à l'image près, comme l'exige la radiodiffusion.

Le passage de la diffusion dans le nuage permet également de collecter les flux provenant de la production à distance et sur le terrain par le biais de la plateforme dans le nuage. Il n'est donc plus nécessaire de maintenir une ferme de récepteurs/décodeurs, des serveurs de fichiers et divers autres équipements généralement utilisés pour l'ingestion. Cela permet également des opérations distribuées beaucoup plus efficaces et, si nécessaire, des opérations à l'échelle mondiale, car les centres de données de la plateforme en nuage sont présents dans la plupart des régions.

Enfin, une fois que le système de diffusion est transféré dans le nuage, la plupart des opérations ultérieures nécessaires à la distribution de la diffusion (codage et multiplexage) peuvent également être facilement transférées dans le nuage. Il n'est donc plus nécessaire d'installer et d'entretenir des parcs d'encodeurs de diffusion, de multiplexeurs, d'épisseurs et d'autres équipements dans les installations de diffusion.

L'ensemble du système est ainsi beaucoup plus simple à exploiter et à entretenir, et permet de bénéficier de tous les autres avantages de l'exploitation en nuage : évolutivité, pérennité, fiabilité accrue, etc.

ÉVOLUTION DE LA PLATE-FORME VIDÉO EN NUAGE DE BRIGHTCOVE

Chez Brightcove, nous cherchons constamment à améliorer notre plate-forme Video Cloud et à en faire un choix naturel pour les diffuseurs qui envisagent d'étendre leurs offres OTT et/ou de décharger des composants de leurs flux de travail existants dans le nuage.

Ces dernières années, nous avons déployé des efforts considérables dans ce sens. Il s'agit notamment de

• Ajout de la prise en charge des protocoles d'acquisition propres à la radiodiffusion : TS sur RTP, SMPTE 2022-1, SMPTE 2022-2, SRT, etc.
• Amélioration des capacités d'ingestion de nos transcodeurs : meilleure gestion du contenu entrelacé, du télécinéma, du contenu à cadence mixte, des flux à rafraîchissement progressif, etc.
• Amélioration du prétraitement et de la génération de profils dynamiques (débruitage, conversion de format de haute qualité, encodage contextuel),
• Améliorer nos encodeurs afin de générer des flux conformes aux normes de diffusion (contrôle strict du DRH, fonctionnement CBR, transmission de métadonnées spécifiques à la diffusion, etc.)
• Améliorer la redondance en direct et les capacités de tolérance aux pannes du système
• Ajout de la fonction Cloud Playout à la plateforme.

Mais en effet, notre travail continue et nous nous réjouissons des nombreuses autres façons d'améliorer notre système et de travailler avec les clients de la radiodiffusion, les fournisseurs de plateformes en nuage et d'autres fournisseurs de technologie pour faire des opérations de radiodiffusion à grande échelle dans le nuage une réalité.

Pour en savoir plus, consultez le numéro d'octobre 2021 du SMPTE Motion Imaging Journal. Retrouvez l'article "Transitioning Broadcast to Cloud", rédigé par les experts en ingénierie de Brightcove.