Der neue Weg zur Audio-Verteilung in Echtzeit im LAN/WAN

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1 White Paper: AUDIO GATEWAY CODEC WP0503, MAYAH Communications GmbH InHouseStreaming Der neue Weg zur Audio-Verteilung in Echtzeit im LAN/WAN Paper Status: White Paper Language: German Keywords, Summary: English, German Author: Detlef Wiese Contact: Stichworte: Streaming, Media, InHouseStreaming, Audio Router, WebRadio, IP-Audio, TCP, UDP, Multicast, Unicast, ATM, LAN, WAN, Verzögerung, MPEG, AAC, CT-aacPlus, mp3pro, MP3, Layer 2, Layer 3, MPEG4, Video, J.52, J.52+, FlashCast, Kompatibilität Keywords: Streaming, Media, InHouseStreaming, Kreuzschiene, WebRadio, IP-Audio, TCP, UDP, Multicast, Unicast, ATM, LAN, WAN, delay time, MPEG, AAC, CT-aacPlus, mp3pro, MP3, Layer 2, Layer 3, MPEG4, video, J.52, J.52+, compatibility

2 2 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis... 2 Summary... 3 Zusammenfassung Stand der Technik: Audio-Verteilung Stand der Technik: IT-Netze Audio-Verteilung über IT-Netze = InHouseStreaming InHouseStreaming in verschiedenen Qualitäten... 9

3 3 Summary In broadcasting, various networks are used to get audio information, such as programs and current news into the radio station. Conventionally, audio routers are used to distribute such programs and news via a dedicated analog or digital cable network which transports certain audio signals to certain destinations. The application of InHouseStreaming by MAYAH is offering new possibilities by streaming some or all audio signals in Multicast within the LAN/WAN environment at different quality levels simultaneously. Thus, all workstations can access such signals and at a quality level according to their needs. Zusammenfassung Die beim Rundfunk über verschiedene Netze eingehenden Audio-Signale werden innerhalb des Hauses üblicherweise mit Kreuzschienen und einem dafür speziell vorgesehenen analogen oder digitalen Netz verteilt. Die Verteilung bestimmter Signale erfolgt an bestimmte Destinationen. Die Anwendung InHouseStreaming von MAYAH zeigt neue Möglichkeiten auf, in dem einige oder alle Signale mit Multicast im LAN/WAN gestreamt werden, und zwar in unterschiedlichen Qualitätsstufen. So können alle Arbeitsplätze mit den Audio- Signalen versorgt werden und sogar in der entsprechenden Qualität.

4 4 1 Stand der Technik: Audio-Verteilung Bei der Verteilung von Audio-Signalen innerhalb der Rundfunkstation sind verschiedene Parameter zu berücksichtigen. Abbildung 1 zeigt die heute angewendete Struktur in vereinfachter Darstellung. Die an einer Kreuzschiene (Audio Router) anliegenden Audio-Signale werden mittels Umschaltung der Kreuzschiene verteilt. Eine Kreuzschiene, die analoge und/oder digitale Signale führen kann wird heute üblicherweise mittels Software von einer Workstation aus gesteuert. An einer solchen Kreuzschiene können bis zu mehrere hundert Signale anliegen und darüber verteilt werden. Die tatsächliche Verteilung erfolgt dann über eine haus-interne Verkabelung. Abbildung 1: Klassische Audio-Verteilung in der Rundfunkstation Diese Verkabelung ist speziell für analoge und/oder digitale Tonsignale ausgelegt. Mit dem Konzept der konventionellen Audio-Signal-Verteilung werden einzelne, dedizierte haus-interne Lokationen erreicht. Für das Erreichen sehr vieler Lokationen bis hin zu allen Arbeitsplätzen ist dieses System nicht vorgesehen bzw. der Verkabelungsaufwand zu kostenintensiv.

5 5 2 Stand der Technik: IT-Netze In den letzten Jahren wurde die LAN/WAN-Struktur im Rundfunk zunehmend ausgebaut. Audio- und Videosignale werden in der Produktion durch das LAN/WAN transportiert und definieren klar die Anforderungen an Kapazität, Geschwindigkeit und Speicher. In den meisten Fällen erlaubt die zur Verfügung stehende neueste Technik eine logische Verwaltung der Netze hinsichtlich der zu verwendenden Segmente und ist fähig, Multicast zu unterstützen. Während das Internet weiterhin ein eher unzuverlässiges Netz für den 24 Stunden / 7 Tage Betrieb darstellt, so können im eigenen LAN/WAN auch Streaming-Lösungen angewendet werden, sogar mit sehr geringen Verzögerungszeiten. Dabei ist es notwendig Produkte zu verwenden, die für die Bedürfnisse des professionellen Betriebes ausgelegt sind.

6 6 3 Audio-Verteilung über IT-Netze = InHouseStreaming MAYAH schlägt eine Verknüpfung der beiden verfügbaren Techniken Audio- Verteilung über Kreuzschienen und IT-Netze vor. Diese Kombination nennt MAYAH InHouseStreaming. In den folgenden Abbildungen 2 bis 5 wird ein möglicher Migrationsprozess von der aktuellen Situation auf der Basis der Verwendung von Kreuzschienen bzw. Audio- Routern bis zu einer Umsetzung, die diese Audio-Router gänzlich überflüssig macht. In Abbildung 2 wird das Audio-Signal PRG1 über eine im Schaltraum befindliche Kreuzschiene zu einer Wiedergabeeinheit mit zwei Lautsprechern gemacht, die sich beispielsweise in einer Regie oder einem Newsroom befinden könnte. Abbildung 2: Konventionelle Audio-Verteilung über Audio-Router In Abbildung 3 wird das Audio-Signal PRG1 über eine im Schaltraum befindliche Kreuzschiene zu dem MAYAH StreamingServer geschaltet. Der StreamingServer encodiert das Signal simultan in vier verschiedene Formate oder in vier verschiedenen Bit-Raten eines Formates, sogenannte Aggregate. Alle vier Aggregate werden im Multicast in das LAN/WAN transportiert.

7 7 Abbildung 3: Integration eines StreamingServers Sie sind somit zeitgleich von allen am LAN/WAN angeschlossenen Workstations abrufbar. Die unterschiedlichen Streams ermöglichen anwendungsbezogene Nutzung: Kleine Bit-Raten und mittlere Qualität zum Vorhören bis zu höheren Bit- Raten und Post-Produktions-Qualität für die Archivierung. Die Kreuzschiene wird hier dazu verwendet einerseits die anderen Signale in konventioneller Art an die verschiedenen Lokationen zu verteilen, andererseits das jeweils für das Streaming interessanteste Signal an den StreamingServer zu geben. Die nächste Stufe der Integration von InHouseStreaming zeigt Abbildung 4. Dort werden jetzt beispielhaft drei StreamingServer an drei Ausgänge der Kreuzschiene geschaltet um hier PRG1, PRG2 und NEWS in verschiedenen Formaten und Bit- Raten heißt Qualitäten in das LAN/WAN zu streamen. Abbildung 4: Integration mehrerer StreamingServer

8 8 Der vollständige Ausbau ist in Abbildung 5 erreicht. Hier werden alle eingehenden Signale, wie SPORT, NEWS; PRG1, PRG2, REP1 und REP2 direkt an StreamingServer angeschaltet. Die StreamingServer streamen alle in verschiedenen Formaten in das LAN/WAN. Abbildung 5: Ersatz des Audio-Routers durch StreamingServer Alle Programme und News, die ursprünglich über Kreuzschienen verteilt wurden, sind jetzt über Multicast Streaming im LAN/WAN verfügbar.

9 9 4 InHouseStreaming in verschiedenen Qualitäten Das MAYAH InHouseStreaming unterscheidet sich deshalb so gravierend von WebRadio-Streaming-Lösungen, da die damit zu erreichenden Qualitätsstufen einen extremen Bereich abdecken. MAYAH InHouseStreaming unterstützt: - CT-aacPlus, mp3pro - Linear, Layer 2 - MP3, apt-x Mit den einstellbaren Algorithmen ist es möglich, ganz unterschiedliche Anforderungen und Anwendungen im Rundfunk gleichzeitig zu unterstützen. Der StreamingServer kann simultan vier verschiedenen Formate streamen, so z.b. CT-aacPlus mit 24kBit/s zum Vorhören, MPEG Layer 2 mit 256kBit/s für die Sende-Automation und Linear Audio für die Archivierung.

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