IP 도메인의 비디오, 오디오 및 메타데이터 모니터링에는 IT에서 볼 수 있는 주류 모니터링 도구에서 일반적으로 사용할 수 있는 것과는 다른 매개변수 검사가 필요합니다. 데이터 페이로드의 내용은 예측 가능성이 낮고 패킷 배포가 더 엄격하게 정의되어 있어 전문 미디어 스트림 중심 모니터링 도구를 사용해야 합니다.
ST2110은 많은 사람들이 IP 세계로 진출하는 첫 번째 단계입니다.
대기 시간을 낮게 유지하기 위해 설계자는 ST2110 IP 패킷 배포를 엄격한 허용 오차로 제한하여 더 작은 수신 버퍼가 필요하므로 대기 시간이 낮아집니다. 이는 기존 IT 워크플로의 패킷이 보다 유연한 배포를 지향하는 경향이 있기 때문에 IP 네트워크에 대한 매우 고유한 작동 방법입니다. 더 높은 수준의 응용 프로그램을 위한 데이터를 다시 작성하려면 수신기에 큰 버퍼가 필요하므로 지연 시간이 길어집니다.
PTP가 더 넓은 산업 분야에서 사용되지만 일반 NIC(네트워크 인터페이스 카드)는 ST2110 요구 사항의 엄격한 타이밍 제약을 충족할 수 없으며 하드웨어 PTP 처리 기능이 있는 전문 NIC가 필요합니다. 이는 방송사가 모니터링 장비에 요구하는 복잡성으로 이어집니다.
방송 IP 환경에서 데이터 도메인은 비디오, 오디오 및 메타데이터를 나타냅니다. 테스트 신호를 사용하는 경우 외에는 비디오 및 오디오의 동적 특성으로 인해 데이터 값을 확실하게 예측하기 어렵습니다. 인간의 시각 및 청각 시스템은 차이점과 결함을 감지하는 데 매우 능숙합니다. 따라서 방송 엔지니어가 종종 화면에 비디오 데이터를 표시하고 확성기로 오디오 데이터를 듣는 것을 선택하는 이유입니다.
전통적인 방송 의미에서의 모니터링은 단지 다른 영역, 즉 시각과 소리의 기본 데이터를 나타내는 것입니다. 우리의 눈을 지나치는 수천 개의 데이터 샘플을 보는 것이 가끔 사용될 수 있지만 결함을 감지하고 품질을 모니터링하는 가장 좋은 방법은 화면에 표시하고 확성기로 듣는 것입니다.
기존 IT 모니터링을 사용하는 것은 단순히 우리가 방송환경에서 필요로 하는 모니터링 수준을 제공하지 않으며 확실히 용도가 있으며 기본 IP 배포 및 데이터 정확성에 대한 많은 정보를 제공하지만 유용한 정보를 제공하지는 않습니다.
비디오 및 오디오 모니터링 장치를 기존 IT 모니터링 도구로 개조하는 것이 가능하지만 이를 용이하게 하기 위해 코드를 재작성해야 하는 것은 불가피하며 둘 사이에 실행 가능한 연결을 달성하는 것은 매우 어렵습니다.
종종 비디오 이미지를 볼 때 기본 전송 스트림은 물론 파형 다이어그램과 벡터스코프를 동시에 보고 싶어할 것입니다.
이것은 특히 고부가가치 스포츠 경기와 같이 생방송 TV 송출 시 다양하고 단절된 장치 솔루션을 사용할 때 더욱 더 어렵습니다. 비디오, 오디오 및 메타데이터의 모니터링을 기본 IP 전송 스트림과 쉽고 인체 공학적으로 연결하는 통합 모니터링 솔루션을 보유하는 것은 방송 시설에서 일하는 모든 사람에게 매우 중요합니다.
IT 모니터링 장비의 데이터가 통합 방송 솔루션의 데이터와 동일할 수 있지만 서로 다른 모니터링 도메인 간에 전환하는 기능이 핵심입니다.
HDR과 같은 시스템 사용으로 인해 새로운 메타데이터 세트도 등장했습니다. 메타데이터는 최고의 몰입형 시청 경험을 유지할 수 있도록 디스플레이 및 획득 형식을 설명하는 데 필수적입니다. 우리는 이 데이터를 모니터링할 수 있을 뿐만 아니라 텔레비전 제작을 위한 스트리밍 비디오 및 오디오의 맥락에서 실시간으로 모니터링할 수 있어야 합니다.
고급 모니터링은 IP로 전환하거나 이미 IP로 전환 중인 모든 방송사에게 가장 중요한 도구 중 하나입니다. 통합 모니터링은 이 프로세스를 한 단계 더 발전시켜 방송사가 시청자를 유지하고 몰입형 경험을 향상시키는 데 도움이 되는 완전한 도구 세트를 제공합니다.
IP로의 전환은 방송사에게 놀라운 기회를 제공합니다. 그러나 패킷 교환 네트워크의 비동기적 특성은 대부분의 엔지니어에게 새로운 것이며 네트워크 내에서 무슨 일이 일어나고 있는지 이해할 수 있어야 합니다. 우리가 네트워크 동작을 관찰하는 가장 좋은 방법은 모니터링을 통한 것이며 IP는 여기에도 이점이 있습니다.
돌이켜 보면 SDI 네트워크가 비교적 이해하기 쉽다는 것이 분명해졌습니다. 동기 신호의 지점 간 연결은 예측 가능성을 높이지만 유연성이 낮아집니다. 그러나 IP 및 패킷 교환 네트워크 토폴로지를 사용하면 예측 가능성을 희생하면서 유연성을 높일 수 있습니다.
IP 패킷의 연속적인 스트림은 각 패킷이 네트워크를 통해 동일한 경로를 사용한다는 것을 보장하지 않습니다. 브로드캐스터가 선택하는 비교적 간단한 스파인 리프 또는 모놀리스 스위치 기술을 사용하더라도 패킷이 네트워크 내에서 경로를 변경하여 순서가 다른 패킷이 수신기에 도착할 수 있는 확률이 있습니다.
네트워크 실용성
패킷 멀티플렉싱은 이더넷 스위치 내에서 작동하는 기본적인 방법으로 패킷 지터를 증가시킬 가능성이 있으며, 이는 지터가 과도할 경우 타이밍 이상으로 이어집니다.
SDI에 필요한 것보다 IP 네트워크 내에서 모니터링해야 할 것이 훨씬 더 많다는 것은 분명합니다. 그러나 이러한 수준의 복잡성은 정적 SDI 시스템의 한계를 훨씬 능가하며 동적이고 확장 가능한 IP를 제공합니다. HDR 및 WCG(Wide Color Gamut)를 통한 시청자 몰입형 경험의 발전을 고려하기 전입니다.
스포츠는 전통적으로 기술 우수성의 최전선을 보여주는 리더였습니다. HD, UHD, WCG 및 HDR은 주요 스포츠 이벤트에서 입증된 기술 발전의 일부일 뿐입니다. 각각의 새로운 기술 발전은 스포츠 스토리에 무게를 더하여 제작 팀이 진정으로 뛰어난 프로그램을 만들기 위해 지속적으로 제작물을 구축할 수 있도록 합니다.
OB Advances
IP는 OB 트럭이 이 기술과 자연스럽게 어울리는 것처럼 보였기 때문에 이 기술 이점 목록에 추가되었습니다. 장비 공간과 무게의 감소는 놀라운 이점을 제공했으며 이는 IP가 제공하는 애플리케이션 불가지론적 이점을 생각하기도 전입니다.
모니터링은 현실에 대한 우리의 창입니다. 네트워크를 모니터링할 수 없다면 네트워크 내에서 무슨 일이 일어나고 있는지 이해할 방법이 없습니다. SDI 네트워크에서는 오실로스코프의 변형을 사용할 수 있지만 IP 네트워크에서는 수명이 훨씬 더 흥미로워집니다. 전송 스트림의 세부 사항뿐만 아니라 전송되는 미디어별 데이터가 어떻게 작동하는지 고려해야 합니다.
이것은 IP 네트워크에 대해 생각할 때 SDI 비유가 무너지기 시작하는 영역 중 하나입니다. 비디오와 오디오는 SDI 전송 스트림의 본질적인 부분이었습니다. 비트 레이트, 프레임 레이트, 컬러 서브샘플링 및 프레임 크기는 모두 SDI 동기 시스템의 기능이었고 본질적으로 270Mb/s, 1.485 Gb/s 또는 1.485/1.001 Gb/s의 기본 클럭에 연결되었습니다. 그러나 이것은 더 이상 IP 네트워크의 경우가 아닙니다.
유연성 및 복잡성
기본 IP 전송 스트림에서 응용 프로그램 비디오 및 오디오를 분리하여 시스템 유연성과 확장성을 크게 높였지만 전송 구조는 더욱 복잡해졌습니다.
각 IP 패킷에는 고유한 소스 및 대상 주소가 있으므로 네트워크 자체에서 패킷을 전송할 때 최적의 경로를 결정할 수 있습니다. 이는 종종 브로드캐스트 인프라의 직접 제어 외부에 있는 시스템이 패킷이 네트워크를 통과하는 방법을 결정한다는 것을 의미합니다.
소프트웨어 정의 네트워크가 방송국에서 점점 인기를 얻고 있고 네트워크와 SDI 라우터 사이에 약간의 유사점이 있지만 인텔리전스와 라우팅 옵션이 패킷 수준에서 존재한다는 점을 기억하는 것이 중요합니다. 이 라우팅은 IP 네트워크의 기본이며 인터넷이 성공한 이유 중 하나이며 방송사를 위한 IP 네트워크가 인기를 얻게 되는 이유 중 하나입니다. 그러나 IP 네트워크의 의도하지 않은 결과는 SDI 네트워크보다 훨씬 더 복잡하므로 유연한 모니터링이 필요하다는 것입니다.
미디어 스트림의 기반
IP 패킷 비디오 및 오디오의 본질, 심지어 메타데이터를 단순한 데이터로 생각하는 것은 흥미롭습니다. IT 세계에서는 이것이 바로 그런 것입니다. 그러나 방송 인프라에서는 특히 PTP 타이밍에 대해 생각하기 시작할 때 본질적으로 정렬되어 있기 때문에 데이터를 IP 네트워크에서 완전히 분리할 수 없습니다.
SMPTE의 ST2110은 IP 네트워크와 독립적으로 작동할 수 있습니다. 이것은 미디어가 스트리밍되고 하드 디스크 드라이브에 저장될 때 볼 수 있습니다. 그러나 일반적인 IT 데이터와 달리 ST2110은 패킷의 스트리밍 및 시간 간격에 엄격한 타이밍 구조를 적용합니다. 이것이 방송 엔지니어에게 전문 모니터링 도구가 필요한 이유 중 하나입니다.
IT 중심의 모니터링 및 로깅 도구를 사용하는 것이 가능하며 많은 방송사가 상황에 따라 사용하지만 미디어 본질과 IP 네트워크의 복잡한 상호 작용으로 인해 방송 전용 도구를 사용해야 합니다. 또한 IT 모니터링은 일반적으로 패킷 분배를 매우 정확하게 측정하지 않으며 ST2110에 필요한 세부 사항까지 측정하지 않습니다. IT는 네트워크의 IP 패킷 배포가 폭발적일 것으로 예상하고 균등하게 간격이 있는 패킷은 약간의 저주를 받습니다.
모니터링 편의성
방송사의 모니터링은 전송 스트림에 국한되지 않습니다. 비디오의 높은 비트 전송률로 인해 비디오를 나타내는 수천 개의 숫자를 보는 것보다 화면에서 디코딩된 그림을 보는 것이 더 편리한 경우가 많습니다. 그러나 우리는 여전히 측정된 값 중 일부를 살펴볼 필요가 있으며 결합된 IP, 비디오, 오디오 및 메타데이터 시스템이 이를 제공할 수 있습니다.
소프트웨어 시스템은 전체적인 모니터링 시스템을 제공할 수 있는 유연성과 확장성을 제공하지만, 특히 이 둘을 함께 결합할 때 맞춤형 하드웨어 설계는 여전히 그 자리를 지키고 있습니다.
IP 패킷 타이밍 측정은 발신자 타이밍 사양의 엄격한 허용 오차로 인해 ST2110 시스템에서 매우 중요합니다. 이렇게 하면 패킷 간격이 균일하고 버스트되지 않으므로 버퍼를 작게 유지하여 대기 시간을 줄일 수 있습니다.
NIC(네트워크 인터페이스 카드)가 패킷을 이더넷 네트워크에서 메모리 버퍼로 직접 복사하고 운영 체제가 데이터를 애플리케이션으로 전송할 때까지 기다리기 때문에 규정 준수를 위해 패킷 사이의 시간 거리를 계산하는 것은 완전한 소프트웨어 장치에서 종종 어려운 일입니다. 이로 인해 패킷이 파괴되는 양적 시간적 관계가 발생합니다.
하드웨어 개선
커널 바이패스와 같이 패킷 처리를 개선하고 속도를 높이는 데 사용할 수 있는 몇 가지 소프트웨어 가속 방법이 있지만 여전히 NIC의 수신 버퍼링 프로세스에 의해 파괴된 시간 정보는 복원되지 않습니다. 대부분의 운영 체제에서 타이밍 참조가 하드웨어 클록에 소프트웨어 래퍼를 사용하여 불확실한 측정 지터를 발생시키기 때문에 NIC 버퍼를 우회하기 위해 애플리케이션 버퍼에 직접 데이터 패킷을 하나씩 쓰는 것조차 도움이 되지 않습니다.
실제 이더넷 회선에서 시간 패킷 측정을 개선하는 데 사용할 수 있는 한 가지 방법은 하드웨어 타임스탬프를 사용하여 달성됩니다. 여기서 NIC는 패킷이 NIC에 들어간 시간을 나타내는 필드를 추가합니다(버퍼에 저장되기 전에). 따라서 패킷의 절대 타임스탬프가 달성되고 서버에 있을 때 패킷 기록 전체에 걸쳐 유지될 수 있습니다. NIC에는 보정된 시간 진실의 소스가 하나 있기 때문에 NIC에 들어가는 다른 모든 패킷에는 자체 절대 시간에 대한 타임스탬프가 있으므로 의미 있는 시간 패킷 측정을 수행할 수 있습니다.
이 방법을 사용하려면 전문 NIC가 필요할 뿐만 아니라 이러한 기능을 활용하려면 맞춤형 소프트웨어 드라이버를 제공해야 하므로 프로그래머 측의 기본 운영 체제에 대한 많은 지식이 필요합니다. 또한 NIC는 하드웨어 PTP 동기화를 제공하여 더 큰 PTP 측정을 달성할 수 있습니다.
조정 솔루션
고속 하드웨어와 소프트웨어의 유연성을 결합하여 방송사의 고유한 요구 사항을 구체적으로 충족하는 모니터링 솔루션을 제공합니다.
스포츠는 또한 HDR 및 WCG의 채택을 주도했습니다. 그러나 HDR로의 전환은 HD에서 UHD 및 4K로 전환하는 것보다 훨씬 더 복잡합니다. HDR을 SDR로 하향 변환하든 그 반대로 변환하든, 높은 동적 공간은 변환하기 어렵고 듀얼 SDR 및 HDR 서비스를 제공하기가 훨씬 더 어렵습니다. HD에는 SDR이 여전히 필요하며 각 카메라 위치에 두 대의 카메라를 제공하고 듀얼 채널링과 함께 모든 프로덕션 워크플로는 실행 가능하지 않습니다. SDR과 HDR 간의 변환에는 정확하고 유연한 통합 모니터링이 추가로 필요합니다.
소프트웨어 유연성을 통해 이미지에 오버레이를 배치할 수 있으므로 기존 파형 모니터링 유형 제품에 익숙하지 않은 사용자도 사용 가능한 방대한 양의 정보를 활용할 수 있습니다. 여기에 HDR 및 노출 영역 또는 비색 영역 감지가 포함되는지 여부에 관계없이 유연한 모니터링 화면의 가용성은 다양한 생산 기술 세트 및 엔지니어링 분야의 요구 사항을 충족할 수 있습니다.
유연한 모니터링
새로운 유형의 네트워크 IP 방송 모니터링 시스템은 분산 모니터링 및 시청을 권장합니다. 신호 분석 장치는 데이터를 표시하는 화면과 분리되어 여러 화면을 물리적으로 서로 분리하고 분석 장치 자체를 분리할 수 있습니다. IP 네트워크를 통해 가능해진 이러한 물리적 연결 해제는 각 모니터링 위치에서 전문 케이블링이 필요하지 않기 때문에 시스템 인프라를 단순하고 안정적으로 유지하는 데 도움이 됩니다.
데이터 분석기 및 캡처 장치는 네트워크의 모든 위치에서 데이터를 수집 및 처리하고 해당 연결 근처에서 모든 실시간 분석을 제공합니다. 사용자에게 제공되는 모니터링 정보는 데스크탑 장치에서 휴대용 WiFi 장치에 이르기까지 다양한 장치로 스트리밍할 수 있는 데이터를 나타냅니다. 따라서, 물리적 모니터링 장치의 근접 내에서 작업의 제한에서 사용자를 해방합니다.
하드웨어 폼 팩터는 작업 위치의 인체 공학적 요구 사항으로 인해 모니터링에 지속적인 영향을 미쳤습니다. 랙 엔지니어, 생산 직원 및 편집자는 모두 모니터링 화면에 쉽게 액세스할 수 있어야 하며 원격 모니터링에서 데이터 분석기 및 캡처 장치의 분리된 특성은 특히 한 번에 여러 시간 동안 작업 위치에 참석해야 하는 경우 이를 가능하게 합니다.
고급 모니터링 솔루션은 IP로의 마이그레이션 위험을 감수하고 있습니다. 미디어 컨텍스트 내에서 전송 계층에서 무슨 일이 일어나고 있는지 볼 수 있는 것은 IP로 마이그레이션하려는 방송사에게 필수적입니다. 소프트웨어 지원 시스템을 사용하면 하드웨어 타임스탬프 지원 NIC와 같은 주요 하드웨어가 여러 미디어 사양에서 작동하므로 새로운 형식으로 더 간단하게 업그레이드할 수 있습니다. 또한 미래 보장이 보장되며 예를 들어 8K로의 전환은 소프트웨어 업그레이드의 문제가 됩니다.
<출처 : https://www.thebroadcastbridge.com/content/entry/17564/flexible-ip-monitoring-part-1 >
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