Использование меток SCTE-104/35 в системах цифровой вставки программ. Часть 4. Требования к тракту SDI и методы контроля пакетов VANC SCTE-104
Требования к тракту SDI для корректного прохождения сообщений SCTE-104
В схеме рис. 3-1 сигналы SDI с пакетами VANC сообщений SCTE-104 от видеосервера и от эфирного микшера проходят через сигнальный тракт, что предъявляет ряд специфических требований. Все компоненты тракта должны пропускать пакеты VANC в составе сигнала. Синхронизаторы сигналов могут пропускать или дублировать кадры в видеосигнале от несинхронных источников, что может приводить к потере или повторению пакетов VANC в смежных кадрах. В наилучшем варианте синхронизатор должен изменять время pre-roll в поле данных на интервал времени кадра при перемещении пакета между смежными кадрами. Рекомендуется вычеркивать один из повторяющихся в смежных кадрах пакетов SCTE-104. Во избежание подобных проблем используется повторение с интервалом в несколько секунд сообщений, ссылающихся на общее событие сплайсинга, а аппаратные инсертеры обычно устанавливаются на выходе сигнального тракта.
На практике имеет место каскадное включение устройств, формирующих пакеты VANC SCTE-104. На схеме рис. 3-1 сигнал SDI, подаваемый к системе компрессии, может содержать пакеты VANC от трех устройств, поэтому инсертеры должны обладать функциями обработки сообщений SCTE-104 в составе входных сигналов SDI. Обработка может заключаться в вычеркивании входных пакетов, объединении нескольких сообщений в один пакет Multiple Operation Message, перемещении пакета в свободный кадр с соответствующим изменением времени pre-roll.
Операции обработки требуют фильтрации данных в полях входящих сообщений, в частности, в поле Splice_event_ID. Спецификация SCTE 67 выделяет 4 старших бита этого поля для передачи информации об источнике сообщения Event Source в виде номера источника в диапазоне значений 0…15. Значение Event Source=0 резервируется для меток, записанных в исходном материале. Значение Event Source=4 относится к сообщениям, генерируемым системой автоматизации. Значения 6 и 12 относятся к командам ручной генерации и к командам региональной системы автоматизации соответственно. Остальные 28 бит используются для нумерации события сплайсинга от одного источника. Возможно также использование поля DPI_PID_Index для идентификации источника сообщения SCTE-104 в ЦФП и в сетевом центре вещания. При этом следует учитывать, что это поле данных не переносится в сообщение SCTE-35, поэтому не может использоваться в региональном центре вещания.
Контроль сообщений SCTE-104 в пакетах VANC сигнала SDI
Современные осциллографы позволяют контролировать содержание пакетов VANC в составе сигнала SDI. На рис. 3-4 (в пределах поля черного цвета) показан вид пакета VANC реального сообщения SCTE-104 с командой splice_request() на экране прибора Tektronix WFM7120 в режиме анализа данных ANC.
В верхней части экрана выводятся значения DID и SDID, номер строки и поля, в которых передается пакет, общее количество слов данных Data Counter (DC). Для передачи байтовых данных сообщения SCTE-104 используются младшие 8 бит 10-битных слов SDI, при этом 9-й бит слова SDI есть бит четности байта данных, а 10-й бит – инверсное значение 9 бита.
Слово Payload Descriptor формируется инсертером в зависимости от варианта укладки одного сообщения SCTE-104 в один или несколько пакетов VANC. Значение 08 этого слова (биты 1 и 2 равны 0) указывает, что сообщение передается полностью в составе одного пакета, максимальная емкость которого составляет 254 байта. Иные значения битов 1 и 2 в слове Payload Descriptor указывают на первый, промежуточные и последний пакет VANC, в которых последовательно могут передаваться данные «длинного» сообщения SCTE-104. Таких пакетов может быть до 10, и тогда передача всего сообщения потребует такого же количества кадров, поскольку в одном кадре может передаваться только один пакет VANC с данными SCTE-104. Младший бит слова Payload Descriptor устанавливается в 1, если в этом пакете дублируется ранее переданное сообщение. Дублирующая передача одного и того же сообщения может инициироваться как системой автоматизации, так и самим инсертером для повышения надежности доставки сообщения до инжектора SCTE-35.
На рис. 3-4 даны поясняющие выноски синего цвета для данных таблицы Multiple Operation Message. В анализируемом сообщении поля AS_index и DPI_PID_index равны 0, что указывает для инжектора, принимающего сообщение, на игнорирование этих полей. Нулевое поле Timestamp означает указание на немедленную трансляцию данных инжектором в сообщение SCTE-35. Задана одна операция (Num_ops=1), тип операции – Splice_request (Op_ID=0101h). Значение Data_length=000Eh (14 в десятичном эквиваленте) указывает, что в последующих 14 байтах будут переданы данные команды Splice_request.
Выноски красного цвета отмечают общий набор из 8 полей данных, которые переносятся инжектором из сообщения SCTE-104 в сообщение SCTE-35.
Splice_insert_type=1 означает команду на нормальный старт брейка с идентификатором Splice_event_ID=54321. Этот брейк предназначен для размещения внутри программы с идентификатором Unique_program_id=0002 в слоте с номером Avail_num=3 из Avails_expected=4 запланированных для этой программы слотов.
Время подготовки Pre-roll_time составляет 4 с, планируемый хронометраж брейка Break_duration – 51,4 с. Значение Auto_return=0 указывает, что следует ожидать от системы автоматизации сообщения Splice_request на нормальное (SpliceEnd_normal) окончание брейка.
Система вещания с использованием серверов CIAB
Вычислительные мощности современных компьютеров позволяют развертывать большое количество ресурсоемких программных приложений обработки сигналов в реальном масштабе времени на одной аппаратной платформе. В применении к телевизионному вещанию такие решения получили название «канал в коробке» – Channel-In-A-Box (CIAB).
Система вещания с поддержкой DPI на один или несколько каналов может полностью функционировать на одном сервере. На рис. 3-5 показан вариант компоновки системы вещания с резервированием серверов CIAB, работающих в связке с общей базой медиаданных. Серверы имеют входы/выходы SDI, и если используемые видеоплаты поддерживают передачу данных VANC в составе сигналов SDI, инсертеры сообщений SCTE-104 могут быть реализованы в виде дополнительных программных модулей, работающих под управлением системы автоматизации на единой платформе.
В таком варианте все операции генерации и обработки данных сообщений SCTE-104 не выходят за рамки внутреннего механизма обмена информацией между программными компонентами видеосервера. Для интеграции с внешними системами сервер может иметь ППО, компоненты которого могут быть установлены во внешней системе автоматизации или входить в состав программных компонентов видеосервера на его платформе.
В настоящее время все ведущие компании мира выпускают модели серверов CIAB с поддержкой функционала генерации и обработки сообщений SCTE-104. В России это компании SkyLark, BRAM Technology и «Софт-Лаб-НСК».