RUNDFUNK Audio / Video-Headends

Transkript

1 RUNDFUNK Audio / Video-Headends 36

2 Headend von Rohde & Schwarz bricht mit überholten Traditionen Dass Headends ultrakompakt, vielseitig anpassbar, einfach zu bedienen und noch ausfallsicherer sein können, beweist das neue R&S AVHE100 für DVB von Rohde & Schwarz. Radikal bricht es mit veralteten Prinzipien: Statt vieler einzelner Geräte nutzt es hochleistungsfähige und äußerst kompakte IT-Hardware, hat alle wesentlichen Funktionen flexibel in Software realisiert und verwendet intern ausschließlich das Internet-Protokoll. RUNDFUNK Audio/Video-Headends Der Trend: Paradigmenwechsel bei Headends Die Broadcast-Welt bereitet sich auf die Zukunft vor. Neue, effizientere Techniken halten Einzug, auch bei den Headends Stichwort Internet-Protokoll (). Dieser Standard ersetzt Schritt für Schritt herkömmliche Formate wie ASI oder SDI. Das reduziert die Zahl bislang notwendiger unterschiedlicher Schnittstellen und schafft einen einheitlichen durchgängigen Verbindungsstandard vom Playout über das Head end bis hin zum Sender. Flexibel und vielseitig ohne komplex zu sein Das R&S AVHE100 kombiniert anspruchsvolle Eigenentwicklungen mit neuester -Technologie. Dabei ist es äußerst kompakt und besteht in seiner einfachsten Ausführung aus nur zwei Geräten: dem A/V Gateway und dem A/V Server (BILD 1 und 2). Was bisher eine Vielzahl eigenständiger Hardwarekomponenten erforderte, ist beim A/V Server von Rohde&Schwarz in nur einem Gerät mit einer Höheneinheit integriert. Die Nachfrage nach kompakten, flexibel einsetzbaren Systemen, die mehrere Funktionen vereinen, steigt. Solche Systeme bieten neben niedrigeren Betriebskosten den Vorteil vereinfachter, einheitlicher Bedienung aller enthaltenen Komponenten. Kein Wunder also, dass konventionelle Headends, die aus zahlreichen Einzelgeräten bestehen, nach und nach von diesen effizienteren, platz- und energiesparenden Systemen abgelöst werden. An der Spitze des Trends steht das hochintegrierte A/V Headend R&S AVHE100 für DVB von Rohde& Schwarz, das komplett -basiert arbeitet. Kaum auf dem Markt und schon preisgekrönt Das A/V Headend R&S AVHE100 wurde erstmals auf der IBC 2012 in Amsterdam vorgestellt und gleich mit dem begehrten TV Technology STAR Award ausgezeichnet (siehe Kurznachrichten Seite 54). BILD 1 Es geht auch ganz kompakt: Hauptkomponenten des Headends: A/V Gateway (oben) und A/V Server R&S AVS. NEUES 207/12 37

3 A/V Headend R&S AVHE100 A /V-Decoder (Re)Multiplexer SFN-Adapter A/V-Encoder EPG T2-Gateway SDI StatMux Redundancy Controller ASI Video Wall (Option) Headend Management System (HMS) ASI A/V Gateway A/V Server A/V Gateway BILD 2 Die Kernkomponenten des A/V Headends R&S AVHE100. Die im Broadcast-Bereich bisher an den Eingängen üblichen Formate SD-SDI, HD-SDI, ASI und AES EBU konvertiert das A/V Gateway in das Format und verwendet dieses konsequent zur Datenübertragung zwischen den einzelnen Komponenten innerhalb des Systems. Am Ausgang wandelt es die erzeugten Transportströme bei Bedarf in das Format ASI. Mit passenden Einsteckmodulen können die unterschiedlichen Eingangsformate verarbeitet oder Signale vervielfältigt werden, z.b. für Redundanzpfade. Kernkomponente: leistungsstarker Server Schlüsselkomponente des Systems ist der A/V Server, der auf leistungsstarker IT-Hardware basiert (BILD 1). Das ultrakompakte Gerät enthält alle für die jeweiligen Anforderungen notwendigen Funktionen. Anliegende A/V-Ströme decodiert er, um sie anschließend entsprechend den Standards MPEG-2 bzw. MPEG-4/ H.264 in SD- / HD-Auflösung zu encodieren. BILD 3 Konfiguration eines TS-Multiplexes über das zentrale Headend Management System. 38

4 Der Server multiplext die encodierten A/V-Ströme und wird dazu über die komfortable Bedienoberfläche konfiguriert (BILD 3). Vorkomprimierte A/V-Signale können entweder neu encodiert oder unverändert durchgeleitet werden. Erweiterte Programminformationen (Electronic Program Guide EPG) von externen Quellen werden durch das Headend-System geleitet und in den Ausgangsdatenstrom eingebunden. Die Option Statistischer Multiplex bewertet die Komplexität der Video-Ströme in einem Programmbündel und weist den Encodern eines StatMux-Pools automatisch passende Bit raten zu. Dieses Verfahren steigert die Effizienz, denn es werden gleichzeitig mehr Programme übertragen oder vorhandene Programme in höherer Bildqualität. Die Priorisierung der Programme innerhalb der Pools ist veränderbar, sodass komplexe Szenen in höher eingestuften Programmen in besserer Bildqualität übertragen werden. Klar im Vorteil: standardisierte Hardware und vielseitige Software Dank der Hardware, die aus nur wenigen standardisierten Modulen besteht, und der vielen in Software implementierten Funktionen ist das R&S AVHE100 vielfältig konfigurierbar. Erweiterungen oder Umrüstungen des Systems lassen sich in vielen Fällen einfach über zusätzliche Software-Lizenzen durchführen, ohne dass Hardware-Erweiterungen erforderlich sind. Dies gilt zum Beispiel auch für den Wechsel des Übertragungsstandards von DVB-T auf DVB-T2. Sind umfangreichere Headends mit einer Vielzahl von HD- / SD- Programmen mit und ohne Redundanzkonzept erforderlich, so lassen sich diese auf einfache Weise unter Verwendung zusätzlicher hochwertiger IT-es zusammenstellen. Die robusten Standardkomponenten und die interne Verkabelung per Ethernet begünstigen Installation und Wartung. Und weil die vielen verschiedenen Funktionen platzsparend auf nur wenigen leistungsstarken IT-Servern implementiert sind, reduzieren sich Stromaufnahme und Wärmeemission und senken damit auch die Investitionen sowie die laufenden Kosten für die Raumkühlung. Das neue All-in-one-Konzept Integriertes Headend Management System (HMS) Das neuartige Systemkonzept zeigt seine Vorteile auch beim Bedienkomfort. Über ein zentrales integriertes Headend Management System (HMS) werden alle Funktionen des Systems übersichtlich konfiguriert, gesteuert und überwacht basierend auf einer dem Workflow nachempfundenen Logik (BILD 3 und 4). Vorbei sind die Zeiten, als sich Anwender noch in unterschiedlichste Bedienoberflächen einarbeiten und sie handhaben mussten. Damit ist auch ein übergeordnetes Network Management System überflüssig. BILD 4 Die grafische Bedienoberfläche des Headend Management System im R&S AVHE100. NEUES 207/12 39

5 Das integrierte kontextsensitive Hilfesystem gestattet komfortables Suchen im Handbuch und in weiteren abgelegten Informationen, beispielsweise in der Dokumentation zum Übertragungs standard DVB-T2. Interaktive Tutorials leiten Anwender Schritt für Schritt an und vereinfachen die Bedienung. Das Hilfesystem lässt sich dauerhaft mit individuellen Informationen anreichern (BILD 5). So können an jeder Stelle im Handbuch digitale Notizen hinterlegt werden, beispielsweise spezielle, das eigene System betreffende Einstellungen. Diese Informationen stehen allen Nutzern dieses Systems zur Verfügung. SFN-Adapter für DVB-T Der integrierte SFN-Adapter für DVB-T stellt alle erforderlichen Informationen (SFN Ms) für die synchronisierte Übertragung des Transportstroms an mehrere DVB-T-Sender zur Verfügung und überträgt die Modulationsparameter an den Sender. Diese Synchronisation erfolgt -basiert unter Verwendung eines mit GPS- / NTP (Network Time Protocol) arbeitenden Zeitservers. T2-Gateway für DVB-T2 Für DVB-T2-Übertragungen ist ein integriertes Gateway erhältlich, das aus den vom Multiplexer generierten MPEG-2-Transportströmen Single / Multiple Physical Layer Pipes (SPLP / MPLP) erzeugt. Des Weiteren stellt es die für den Gleichwellennetzbetrieb notwendigen Informationen zur Synchronisation der Sender zur Verfügung. Über die enthaltene Inband- Signalisierung kann der DVB-T2-Modulator gesteuert, konfiguriert und synchronisiert werden. Integrierte Broadcast Video Wall Eine Broadcast Video Wall stellt die Inhalte aller Eingangsströme (ASI, oder 3G / HD / SDI) und Ausgangsströme (ASI oder ) auf einem Bildschirm dar und überwacht sie. Die - Technik ermöglicht das Monitoring an den kritischen Schnittstellen der Signalkette auf einem eigenständigen A/V Server. Dabei werden unter anderem A/V- Parameter wie Video Loss, Video Freeze, Audio Loss, Audio Silence, Teletext und Subtitle Errors überwacht. Das Layout der Broadcast Videowall wird im HMS bearbeitet (BILD 6). Höchste Verfügbarkeit dank R&S CrossFlow Bei A/V Headends spielt die Ausfallsicherheit eine dominante Rolle. Und auch bei diesem heiklen Punkt überzeugen die Vorteile der durchgängig -basierten Technik des R&S AVHE100, denn sie erlaubt eine verbesserte Redundanz. Ausgestattet mit der R&S CrossFlow-Technologie routet sie den Signalfluss adaptiv durch die Komponenten im Hauptund Redundanzpfad. Selbst wenn in beiden Pfaden einzelne Komponenten ausfallen, generiert das Headend trotzdem weiterhin ein valides Ausgangssignal. Diese Technik ermöglicht im Fehlerfall das Umgehen defekter Komponenten mittels flexibler Ersatzschaltungen in kürzester Zeit. Dank der -Technik stehen dafür Punkt-zu-Multipunkt-Verbindungen zur Verfügung (BILD 7). R&S CrossFlow macht das manuelle Umschalten von Ein- und Ausgangssignalen über einen BILD 5 Hilfeseite mit Handbuch und Anwendernotizen im Headend Management System. 40

6 BILD 6 Konfigurieren der Broadcast Video Wall im Headend Management system. Headend R&S AVHE100 mit einer Redundanzkonfiguration 1+1 Unterbrechungsfreie Umschaltung des Signalflusses (Beispiel 1) Unterbrechungsfreie Umschaltung des Signalflusses (Beispiel 2) BILD 7 Signalfluss in einem redundant auf- gebauten Headend R&S AVHE100. NEUES 207/12 41

7 Matrix-Router sowie dessen Steuerung per Network Management System überflüssig, denn das Headend R&S AVHE100 schaltet automatisch und unterbrechungsfrei um. Ein Head end in 1+1-Konfiguration kann folglich ohne Kreuzschienen für die Redundanzverschaltung auskommen mit signifikant einfacherem und robusterem Systemaufbau. Das minimiert die Reaktionszeit und vermeidet analoge Schaltvorgänge sowie damit verbundene Signalunterbrechung; zusätzliches Fehlerpotenzial wird vermieden. Die Möglichkeit, den Signalfluss mit R&S CrossFlow fast beliebig kreuz und quer zu routen, gewährleistet im Fehlerfall mehr Sicherheit und bringt auch bei Wartungsarbeiten entscheidende Vorteile: So können einzelne Geräte problemlos aus dem Systemverbund genommen werden, z.b. um deren Software zu aktualisieren oder um ein Gerät auszutauschen. Der Betrieb des Headends geht ungestört weiter. Nach erfolgter Wartung können die betroffenen Komponenten wieder unterbrechungsfrei in das Gesamtsystem integriert werden. Bei der Übertragung der Ein- und Ausgangssignale per wird im Vergleich zu herkömmlichen Methoden eine zusätzliche Sicherungsschicht eingesetzt. Dies steigert die Robustheit des Systems. Für ASI-Signale wird hierfür das Verfahren nach Pro-MPEG CoP#3 / SMPTE2022 genutzt. Fazit Mit dem R&S AVHE100 steigt Rohde&Schwarz in den Markt für DVB-Headends ein. Im Gegensatz zu konventionellen Headends mit ihren verschiedenen Hardwarekomponenten besteht das Headend von Rohde&Schwarz aus nur wenigen standardisierten Geräten. Das A/V Gateway des Systems konvertiert herkömmliche Signale wie SDI oder ASI bereits an den Systemgrenzen in das Internet-Protokoll. Ausschließlich über dieses Format wird die Signalverteilung und Kommunikation innerhalb des Headends abgewickelt. Auf dem leistungsstarken Server sind alle Funktionen eines Headends zur Verarbeitung von A/V-Signalen eingerichtet. Da wesentliche Funktionen des Headends rein mit Softwaremodulen realisiert sind, ist das System vielseitig und zukunftssicher. So sind beispielsweise Upgrades der Funktionalität, etwa von SD- auf HD-Encodierung oder von DVB-T auf DVB-T2, ohne Änderung der Hardware durchführbar. Über das leicht zu bedienende integrierte Headend Management System werden alle Funktionen zentral überwacht und gesteuert. Optional ist eine Video Wall erhältlich. Die speziell entwickelte R&S CrossFlow-Technologie gewähr leistet die hohe Verfügbarkeit redundant aufgebauter Systeme selbst dann, wenn Komponenten im Haupt- und im Redundanzpfad gleichzeitig ausfallen. Die Signalumschaltung ist dabei unterbrechungsfrei und es entfallen die sonst üblichen Kreuzschienen (Cross es). Dieser einzigartige Ansatz des Headends R&S AVHE100 kombiniert leistungsstarke Softwaremodule mit äußerst zuverlässiger und kompakter Hardware beste Voraussetzungen also, um das erste All- -Broadcast-Headend erfolgreich am Markt zu etablieren. Claudia Görig; Denis Hagemeier 42