С какой задержкой идет прямой эфир на телевидении
Опубликовано: 22.04.2024
Содержание
- 1 Использование
- 2 История
- 3 Компьютеризированная задержка
- 4 См. Также
- 5 ссылки
- 6 Внешние ссылки
использование
Короткая задержка часто используется для предотвращения выхода в эфир ненормативной лексики , ляпов , наготы или других нежелательных материалов , включая более прозаические проблемы, такие как технические неполадки (отключается отворотный микрофон якоря). В этом случае это часто называют «семисекундной задержкой» или «задержкой ненормативной лексики». Однако могут быть также введены более длительные задержки, часто для того, чтобы шоу могло транслироваться в одно и то же время для местного рынка, как это иногда делается с программами национального вещания в странах с несколькими часовыми поясами . Считается сдвигом во времени , который часто достигается «задержкой на магнитной ленте» с использованием видеомагнитофона , современных цифровых видеомагнитофонов или других аналогичных технологий.
В странах, которые охватывают несколько часовых поясов и имеют влиятельные внутренние восточные регионы, такие как Австралия , Канада, Мексика и США , телевизионные сети обычно откладывают все свое расписание радиостанций на западе, поэтому программы в прайм-тайм могут быть сдвинуты по времени на выходить в эфир в прайм-тайм по местному времени, чтобы повысить доступность и аудиторию. Хотя Мексика и Канада теперь регулярно транслируют свои прямые трансляции в реальном времени одновременно на всех своих территориях, в США "восточные" каналы обычно нацелены на восточные и центральные часовые пояса, а "западные" каналы обычно ориентированы на тихоокеанское время. зона . В результате до сегодняшнего дня многие прямые трансляции, такие как музыкальные шоу и конкурсы талантов , обычно откладываются на магнитную ленту для западной половины страны и транслируются в прямом эфире (хотя они могут включать в себя правки для оптимизации трансляции или устранения технических неисправностей). . Расписание австралийского сетевого телевидения в значительной степени построено по образцу американского формата.
В странах, которые охватывают несколько часовых поясов и являются наиболее густонаселенными в своих западных или центральных регионах, таких как Бразилия , Россия и Индонезия , все телевизионные расписания по всей стране совпадают с их источниками вещания, что позволяет вести полные общенациональные прямые телетрансляции независимо от часовых поясов (хотя Россия проводит отдельные версии выпусков новостей в прайм-тайм в прямом эфире для каждого диапазона часовых поясов в этой стране). Континенты Европы и Африки, которые находятся в одном диапазоне часовых поясов, восприимчивы к прямым телетрансляциям друг друга, в то время как большая часть Азии от Индии на восток, которая включает Китай наряду с самым густонаселенным часовым поясом в мире , также принимает одновременные передачи. прямые телетрансляции внутри кластера регионов.
До начала 2010-х годов в мировом телевидении доминировали задержки на магнитофонной записи мировых событий в прямом эфире, запланированные крупными телевизионными сетями. Например, во время Олимпийских игр в Сиднее в 2000 году и Олимпийских игр в Пекине в 2008 году дневные события происходили в ранние утренние часы в Северной и Южной Америке, Африке и Европе, но транслировались днем, а вечерние часы - полностью в Азии, Австралии и Океании. . Это заставило некоторых вещателей показывать громкие события дважды (в прямом эфире, а затем ретранслировать в прайм-тайм), но другие отказывались транслировать одно и то же событие только в прайм-тайм. Часто задержка на ленте этих событий означала бы их редактирование для учета времени, выделение того, что вещатель считает наиболее интересными частями события, или рекламу, что приводит к уменьшению желаемого телевизионного освещения для данных нескольких спортивных мероприятий.
Однако с тех пор, как в конце 2000-х многие прямые трансляции стали доступны через социальные сети , задержки записи стали все более неуместными из-за возрождения прямой трансляции в качестве формата вещания. С середины 2010-х годов было проведено несколько громких развлекательных программ с огромной живой аудиторией по всему миру, таких как Оскар , Primetime Emmy Awards и Grammy Awards , ежегодные специальные предложения, такие как конкурсы Мисс Вселенная и Мисс Мира , а также крупные спортивные мероприятия, такие как Олимпийские игры , ФИФА. Кубок мира и Национальная футбольная лига «s Super Bowl , воздух тотальности в прямом эфире на телевидении и в интернете практически по всему миру в часовых поясах и из их стран происхождения, с мандатом простой ретрансляцией времени (отличая изменения по желанию вещателей ) для регионов, которые ранее полагались исключительно на отложенные телетрансляции в прайм-тайм среди этих прямых трансляций.
История
Радиостанция WKAP в Аллентаун, штат Пенсильвания , была введена система задержки ленты , состоящей из головки внешнего воспроизведения, который был разнесенных достаточно далеко от записи головы , чтобы произвести шесть-секундной задержки. Система роликов направляла ленту по воспроизводящей головке до того, как она намоталась на приемную бобину. Эта система была представлена в 1952 году, когда WKAP запустил ток-шоу под названием Open Mic . Считается, что это была первая передача телефонного разговора с телефонным разговором "в прямом эфире". Правила FCC в то время запрещали прямую трансляцию телефонного разговора. Однако не существовало правила, запрещающего запись телефонного разговора на пленку, при условии, что звонящий слышит звуковой сигнал каждые 15 секунд, чтобы звонящий знал, что его записывают. Шестисекундная задержка представляла собой "записанный на пленку" телефонный разговор, таким образом, в соответствии с правилами Федеральной комиссии по связи, что является юридической фикцией .
Задержка передачи ненормативной лексики была изобретена К. Франком Кордаро (13 июля 1919 г. - 20 февраля 1997 г.), который был главным инженером WKAP в 1950-х и начале 1960-х годов. Огден Дэвис, тогдашний генеральный директор WKAP, поручил Кордаро разработать устройство, с помощью которого ведущий ток-шоу на радио мог бы удалить ненормативную лексику во время «живого» разговора до его трансляции. Это новое устройство должно было использоваться в ток-шоу на радио Open Mic . Устройство, разработанное Кордаро, было первой системой задержки ленты. WKAP была одной из нескольких станций, принадлежащих братьям Рахал из Западной Вирджинии (позже Rahal Communications). Впервые протестированная и использованная в WKAP, эта ленточная система для задержки передачи ненормативной лексики была затем установлена на других радиостанциях, принадлежащих Rahal. От станций братьев Рахал задержка с ненормативной лексикой стала обычным явлением по всей территории США.
Джон Небель , который начал новаторское ток-шоу на радио в Нью-Йорке в 1954 году, был одним из первых пользователей системы задержки на магнитной ленте, изобретенной его инженером Расселом Тинклепо. Еще одним диктором, который, как говорят, использовал задержку на пленке, был пионер ток-шоу Джерри Уильямс на WMEX в Бостоне в конце 1950-х годов.
Компьютеризированная задержка
Доброго дня!
Говорят, что "лучшее - враг хорошего. ", и возможно это правильно. Аналоговое ТВ в общем-то обеспечивало весьма неплохое качество вещания даже во многих отдаленных уголках нашей страны.
Заменив же его на цифровое (напомню, что в июне/июле этого года на него начинает переходить вся наша страна) — многие столкнулись с тем, что качество трансляции заметно упало, и смотреть ТВ как раньше - они не могут, т.к. изображение дергается, идет "кубиками", звук заикается, какие-то зависания и т.д. Причем, происходит это ни где-нибудь в отдаленной местности, а рядом с крупными городами (да и в них самих тоже)!
Что еще характерно : если раньше несколько каналов можно было ловить весьма сносно ("Первый", "Россию" и ряд других), то сейчас если трансляция идет с помехами — то смотреть нельзя ни один из телеканалов.
В этой заметке приведу несколько рекомендаций, которые могут помочь снизить помехи и улучшить прием трансляции (многое, конечно, зависит от вашего месторасположения и используемого оборудования).
И так, ближе к теме.
Что делать, если цифровое ТВ показывает плохо, с помехами
Проверьте, какие каналы в вашем регионе должны транслироваться
Очень большое влияние на качество приема оказывает оборудование (ТВ, антенна, усилитель и пр.) , местность и расположение дома относительно эфирной башни. Если ваш дом располагается среди леса (условно) и телевышка очень далеко от вас — то ждать хорошего приема (как и раньше), увы, не стоит.
Вообще, для начала, чтобы я порекомендовал сделать — это проверить на официальном сайте http://rtrs.ru/ какие из цифровых телеканалов доступны в вашей области. Обычно это 2 цифровых пакета РТРС-1 и РТРС-2, в которые входят 20 бесплатных каналов : Первый, Россия, Матч!, НТВ, 5-й, ТВЦ, Звезда, Спас, ТВ3, ТНТ, Звезда, Пятница!, Муз-ТВ и др. (см. скрин ниже).
Какие каналы показывают в моей области
Кроме того, на этом же сайте можно посмотреть зоны покрытия и частоты вещания конкретно для вашего региона. Несмотря на то, что в июне 2019г. на цифровое вещание должна перейти практически вся страна - есть еще уголки, где этого нет.
Что с кабелем и штекером
Очень сильное влияние на передачу пойманного сигнала антенной оказывает кабель. И у многих людей его состояние оставляет желать даже не лучшего (а наилучшайшего 👌).
Вообще, если вы сталкиваетесь с какими-то помехами при настройке цифрового ТВ - обязательно проверьте состояние кабеля и штекера. Нет ли на нем скруток, цел ли он вообще (иногда его перегрызают домашние животные).
Кроме этого, старайтесь избегать различных двойников, тройников и т.д. В идеале, для хорошего приема, у вас должен быть цельный кабель, идущий от антенны к ТВ без всяких скруток. Если она необходима (например, нет возможности заменить кабель на новый) — то в это место приобретите лучше спец. F-гнездо. (более подробно о правильном соединении кабеля).
Обратите внимание на антенну
Наибольшее влияние (помимо вашего расположения) на прием сигнала влияет антенна (и ее размещение, но об этом следующий пункт) . Как правило, если к вашему ТВ-тюнеру (ресиверу, телевизору) шла в комплекте антенна - она небольшая и слабая: способна обеспечить нормальный прием, если вы находитесь не дальше 10-15 км от телевизионной вышки (причем, перед вашим домом нет каких-то серьезных преград) .
Антенна от ТВ-тюнера (пример)
Именно поэтому, от подобной антенны (см. пример на фото выше) я бы порекомендовал отказаться. Даже самодельная антенна из старых алюминиевых банок способна обеспечить гораздо лучший уровень приема.
Пример самодельной антенны из алюминиевых банок
Если подобные обычные антенны принимают сигнал плохо — рекомендую обратить внимание на наружные антенны с активным усилителем (для DVB-T2). Почему именно такую? Дело в том, что комнатные антенны гораздо хуже принимают сигнал, чем наружные (тем более, если речь заходит о загородном доме). Ну а активный усилитесь существенно улучшит принимаемый сигнал (обратите внимание, что есть еще пассивные усилители - они обычно несколько слабее) .
Антенна - наружная с усилителем
Пару слов о расположении антенны
Качество принимаемого сигнала может сильно варьироваться от размещения антенны. Даже слабые комнатные антенны в одном месте вашей квартиры могут ловить сигнал, а в другом - нет.
Можно порекомендовать попробовать подключить антенну к ТВ, а после поэкспериментировать с ее расположением: сначала поставить у окна в одной комнате, затем в другой и т.д.
Разумеется, использование внешней антенны значительно повысит уровень приема. Причем, обратите внимание на один момент: установка антенны выше на 2-3 метра, чем уровень деревьев и зданий в ближайшем окружении — может дать потрясающие результаты!
Антенна на крыше дачи
Слабый сигнал из-за непогоды.
Если за окно сильный ливень, гроза, метель и т.д. и т.п. - все это можно сказываться на примем эфирного DVB-T2 телевидения. В это время трансляция обычно идет скачкообразно, прерывисто (и с этим ничего нельзя поделать).
Кстати, в случае с обычным классическим телевидением - при ухудшении сигнала происходило искажение картинки (появлялись красные горизонтальные полосы), но его все же можно было смотреть. С цифровым же телевидением: при уменьшении уровня сигнала - смотреть трансляцию становится невозможно 😢. И в этом плане я не понимаю, в чем преимущество нового формата вещания.
Разница в картинке между аналоговым и цифровым вещанием
Можно подключить кабельное телевидение
Если все вышеперечисленное не помогло — то, как вариант можно подключить либо кабельное телевидение, либо установить спутниковую тарелку. Где бы вы ни жили: в городе или сельской местности — один из вариантов подключения почти наверняка будет доступен.
Кстати, нельзя на отметить, что стоимость на подобное оборудование значительно снизилось по сравнению с тем, что было лет 10-15 назад. Причем, сейчас оборудование некоторые компании представляют бесплатно при условии, что вы будете пользоваться им 2-3 года. В общем-то, варианты есть.
Можно смотреть ТВ по интернету
Ну и не могу не отметить, что с развитием сетей в нашей стране у многих пользователей появилась возможность смотреть ТВ через интернет. Причем, для этого совсем не обязательно быть обладателем высокоскоростного доступа в интернет (главное, чтобы подключение было стабильным и не "прерывалось").
О том, как все это настроить - у меня есть отдельная заметка на блоге, ссылка на нее ниже.
В помощь!
Как смотреть ТВ через интернет - онлайн просмотр ТВ: лучшие программы и каналы — https://ocomp.info/kak-smotret-tv.html
На этом пока все, дополнения приветствуются.
Около недели назад здесь была интересная статья о методах организации видеотрансляций с минимально возможной задержкой, и в комментариях прозвучал ряд закономерных вопросов, на многие из которых я не увидел полноценного и содержательного ответа. В своём посте я хотел бы дополнить материал коллег, и поделиться с читателями своими мыслями по следующим вопросам:
Зачем вообще нужна минимальная задержка?
Как можно просто и наглядно замерять задержку при трансляции видеосигнала?
Какие элементы видеотракта влияют на увеличение задержки?
Наш топовый результат — FullHD сигнал пролетел до сервера и обратно менее чем за полсекунды.
Интересно? Тогда читайте дальше.
Итак, зачем вообще нужна минимальная задержка?
Моя компания занимается организацией онлайн-видеотрансляций, и в последнее время мы очень активно развиваем тему телемедицины — устраиваем трансляции хирургических мастер-классов, и организовываем почти что полноценные телемосты между операционными и конференц-залами: из оперблока транслируется картинка с внешних камер и медицинских аппаратов (эндоскопов, лапароскопов, роботов-хирургов), зрители сидят в комфортных креслах в другом конце города, смотрят на здоровом экране FullHD-картинку, и по мере необходимости задают вопросы врачам. При таком сценарии заказчикам оказался очень важен комфорт в общении — все привыкли к телефону и скайпу, и даже 3-4-ёх секундная задержка существенно усложняет взаимодействие зала и операционной, и очень отвлекает хирургов, которые делают самые настоящие операции.
Вот типовые условия, в которых нам приходится работать:
— сигнал 720p или 1080i, чаще всего в формате SDI, получаемый или напрямую с камеры или медицинской стойки, или с программного выхода видеомикшера;
— чаще всего достаточно медленный интернет, или полное его отсутствие — немалую часть проектов мы делаем через сети 4G;
— отсутствие внешних IP;
— высокодинамичная и крайне детализированная картинка, необходимость сохранить адекватную цветопередачу;
Скажу сразу: варианты Skype и систем ВКС (видеоконференцсвязи) мы изучали, тестировали, и благополучно похоронили.
Главные проблемы Скайпа — невозможность ручной настройки параметров качества видео, и свой «слишком умный» алгоритм кодирования, который может самостоятельно начать ухудшать качество картинки, если вдруг решит что ему не хватает ширины интернет-канала. Ну и завести в Скайп картинку с SDI-выхода видеомикшера это отдельное колдунство, не всякому маглу подвластное…
С ВКС тоже оказалось не всё гладко — существенные требования к пропускной способности канала, наличие внешних IP, отсутствие профессиональных видео и аудиовходов, совершенно конский ценник как на покупку, так и на аренду, и при этом «никакое» качество. Да, возможно, ВКС позволяют красиво показать дядь и тёть в костюмах, сидящих в модно отделанном митинг-руме, но когда на одном статусном медмероприятии наши конкуренты запустили трансляцию с лапароскопической стойки через ВКС, картинка пришла ужасающая — система просто не могла быстро кодировать весьма динамичный видеосигнал с высокой детализацией, и вместо FullHD на экранах был совершенно инфернальный калейдоскоп, больше всего напоминающий трейлер к фильму «Пиксели».
Качество картинки на наших массовых трансляциях, проводимых через собственные сервера на базе Wowza, было намного лучше чем и на Скайпе и на ВКС, плюс у нас накопился приличный парк кодировщиков — мощных компактных компьютеров с SDI-платами видеозахвата, что позволяло без нервов делать несколько проектов одновременно.
Я поставил перед своими инженерами задачу «выжать» из Wowza максимум возможной скорости, и сразу же встал вопрос — как и чем измерять задержку? Скажу честно — думали долго, и потому еще более забавным выглядит результат, в очередной раз подтверждая что всё гениальное — просто.
Мы взяли за основу классический «обратный отсчёт», используемый (вернее, давно уже не используемый) в кино- телепроизводстве, сделав его чуть более информативным и детализированным.
Процедура измерения до смешного проста: включаем в плеере ролик, прогоняем через весь видеотракт, ставим рядом экраны передающего и принимающего компьютера, банально фотографируем на телефон оба экрана, вычитаем из большей цифры меньшую, и получаем длительность задержки с точностью до кадра. Соответственно, если точки передачи и приёма удалены, то можно отправить сигнал с площадки А, принять его на площадке Б, сразу отправить его обратно на площадку А, аналогично сфотографировать, и полученный результат поделить на два. Крутящийся таймкод и кандыбающийся туда-сюда красный квадрат позволяют наглядно мониторить возможные косячки передачи видеопотока типа «залипов» и «подрывов» картинки.
Используя этот нехитрый инструмент мы провели тотальную ревизию своего видеотракта, поколдовали с настройками сервера, и буквально по миллисекундам выжали все задержки, получив весьма недурственный результат — при трансляции через «выделенку» мы получали скорость пролёта FullHD видео с битрейтом 4-5 Мбит/сек в 11-16 кадров (примерно полсекунды). При трансляции через сети 4G и при передаче на большие расстояния (например, тестили Санкт-Петербург — Астана) задержка возрастала ещё примерно на полсекунды. Здесь, конечно, уже начинает сказываться сложная маршрутизация между точками передачи и приёма.
Нюансы «тюнинга» вещательного сервера я по понятным причинам раскрывать не буду, но хочу обратить внимание на немаловажный нюанс — зачастую ощутимые задержки дают «железные» элементы видеотракта, о которых при подготовке проекта мало кто думает. Например, делаем телемост с конференц-залом в отеле, где вся коммутация по проекторам сделана на VGA, а у вас весь приёмный тракт на SDI или HDMI — можете быть уверены, что микшер и конвертация в VGA вам еще минимум полсекунды добавят. Допотопный проектор подключеный по «композиту»? Секунда. В точке передачи поставили дешевенькую камеру с HDMI выходом, и скотчем прикрутили к ней конвертер SDI-HDMI? Потеряли три кадра. Посчитайте сколько у вас в тракте таких конвертеров, сплиттеров и прочих железяк, и получите очень внушительные цифры, нередко сводящие на нет все усилия инженеров трансляции. Вывод простой — оптимизируйте тракт, убирая все лишние преобразования сигнала.
А для тестирования можете смело использовать наш ролик, его можно свободно скачать по этой ссылке.
Все основные принципы съемки и производства кино подходят и для телевидения, так например используются те же идеи и принципы монтажа, постановки кадра и плана, а также ракурса. Но все же методика применения обычно различается. Больше всего отличия видны во время прямого эфира на телевидение.
Сравнение съемок в кино и прямого эфира на телевидение
Прямой эфир на телевидение
В кино все действие происходит в своем относительном неестественном — экранном времени, переходя от одной временной точки к другой, буквально за секунду может пролететь год или наоборот зритель увидит прошлое. В телевидение эфир снимается не одной камерой, и переход от крупного плана к среднему или общему происходит не за счет монтажа, а благодаря переходу от одной камеры к другой в действительности. И время на экране равно настоящему. Творческий процесс происходит при монтаже во время подбора кадров и их очередности, а затем уже склейка. На прямом эфире это происходит одновременно. Главный на прямом эфире — эфирный режиссер. Процедура его монтажа начинается с режиссерского сценария, а в новостной передаче прям в эфире.
Прямой эфир с монтажом
Как снимать прямой эфир
Вопрос более актуален для социальных сетей и видеохостингов. Для того чтобы запустить прямую трансляцию в онлайн просторы потребуется несколько программ и некоторые манипуляции с настройками. И все что видит ваша камера будет идти в эфир, без сложных коммуникаций и знаний телевизионных процессов. Говорить о монтаже в прямом эфире и других творческих операциях, в данных случаях не стоит. Запись прямого эфира в социальных сетях предоставляющих возможность стрима, происходит в автоматическом режиме. Видео опять же без возможности его отмонтировать, будет доступно через небольшой отрезок времени, в том же окне где был прямой эфир. Как снимать прямой эфир на телевидение уже более сложная тема. Во первых потребуется специально оборудованная студия и аппаратно-студийный блок. Если вещание идет вне помещения, то вместо студии будет тихое местечко в живописным фоном, которое выберет оператор, а АСБ заменит передвижная телевизионная станция.
Почему прямой эфир должен быть с монтажом
Если бы на студии телевидения была тоже 1 камера, как в случае со стримом дома, то сложная телевизионная структура тоже бы упростилась. Микшерный пульт для плавного перехода с камеры на камеру тоже бы не понадобился, и вообще возможность монтажа в прямом эфире перестала бы существовать. Возможно это будущее телевидения. Мы будем получать нужные сведения от говорящей в экране головы, грубым переключением на снятый заранее сюжет нам покажут о чем речь в подводке.
Тип монтажа в эфире, полностью зависит от типа прямого телевизионного эфира.
Особенность прямых эфиров на телевидение
Показ видео и воспроизведение аудио информации происходящей в данный момент, но в другом месте. Передаваемой по системам телепередачи, например по кабельным путям. Называется прямой эфир! Обычно такая передача передается с пометкой «Прямой эфир».
Прямой эфир
Тем не менее принадлежность нашей страны нескольким часовым поясам, вносит некоторые коррективы. Конкретную программу необходимо показать одновременно во всех часовых поясах. Для этого телевизионщики нашли простой выход: программа записывается с пометкой «Прямой эфир» и поочередно показывается во всех регионах страны.
Псевдо Прямой эфир
Но в данных манипуляциях есть строгое правило: единственное что могут добавить или исправить телевизионщики — это пометка «Прямой эфир». За иные поправки могут наложить штраф.
Задержка прямого эфира
Даже не учитывая вышеописанную особенность прямой эфир не возможно сделать полностью «прямым». Запаздывание (задержка) прямой трансляции будет в любом случае. Она связанна с использованием длинной цепочки устройств и расстояний для передачи сигнала от объектива камеры до глаза зрителя. К примеру, трансляцию Чемпионата мира по футболу 2018 зрители смотрели на 5 секунд позже реального времени.
Особенно заметна задержка сигнала при прямых включениях с места событий
Наибольшее распространение прямой эфир получил в телевизионных новостях и телетрансляциях важных мировых событий.
Материал основан на техническом описании, разработанном компанией Harmonic, при участии Akamai, THEOplayer, Viaccess-Orca и NexStreaming.
Ранние форматы потоковой передачи, в основном разработанные для SVOD, были ориентированы на то, чтобы избежать двойной буферизации при обработке видео на проигрывателе. Но чтобы обеспечить гарантированное вещание на любом устройстве, в цепочке доставки и обработки видео и в первую очередь на плеере, приходилось использовать буферизацию памяти. Такой подход способствовал успешному распространению OTT, но в то же время приводил к существенной суммарной задержке в тракте доставки и обработки. Например, в протоколе HTTP Live Streaming (HLS) от Apple, выпущенном в 2009 году, рекомендовано было использовать 10-секундные сегменты, причем для начала воспроизведения проигрыватель должен буферизовать не менее трех сегментов. По этой причине для многих OTT-сервисов характерна задержка в 40 секунд и более. Позже Apple пересмотрела свою рекомендацию в пользу шестисекундных сегментов, но это все равно дает 18-секундную задержку только на стороне абонента.
Задержка в 20 секунд и более не является проблемой для сервисов SVOD, но она становится таковой для живых трансляций и спортивных событий премиум-класса. Для видео такого рода задержка ОТТ-распространения должна быть сопоставимой с задержкой в вещательной сети, а именно составлять около 5 секунд. В противном случае неизбежна негативная реакция абонента, узнающего о голе из новостной ленты или по радостным крикам из соседнего окна за 20 секунд до того, как этот гол появится у него на экране. Кроме того, обеспечение одинаковой задержки в ОТТ и вещательных сетях позволяет использовать интерактивные приложения второго экрана, так как обеспечивает временную корреляцию событий на экране телевизора и в приложении на планшете.
Растущая потребность в снижении задержки при потоковой передаче подтверждается и всеми нашим партнерами по созданию законченного решения, особенно теми, кто связан с разработками видеоплееров.
Факторы, определяющие задержку вещания
В этом материале мы рассматриваем совокупную задержку как суммарную задержку всех процессов обработки и доставки между системой производства видеосигнала (обычно это некомпрессированный сигнал с выхода центральной аппаратной) и до воспроизведения на экране конечного пользователя (см. рисунок 2).
Как CMAF решает вопросы задержки
MPEG Common Media Application Format (MPEG-CMAF) — это стандартизированный медиаконтейнер, недавно введенный для упрощения масштабного распространения OTT-услуг.
Другим важным преимуществом MPEG-CMAF является появление возможности организации низкой задержки LLC (Low Latency Chunk — чанки с низкой задержкой). MPEG-CMAF LLC предоставляет возможность доставки сегмента небольшими частями (чанками), длительностью, например, по 200 мс, до формирования полного двухсекундного или шестисекундного сегмента. В режиме CMAF LLC передача данных ускоряется по всей цепочке, в том числе в декодере, который может начать декодирование, не дожидаясь получения всего сегмента. MPEG CMAF LLC — очень эффективный инструмент, который при использовании кодера с низкой задержкой и плеера с поддержкой DASH (так как iOS 11 поддерживает CMAF, но не LLC) может обеспечить суммарную задержку в тракте в пределах трех секунд или меньше. Конечно, проигрыватель HLS также может декодировать данный поток, но при этом будет вносить дополнительную задержку по сравнению с плеером MPEG DASH CMAF LLC (см. рисунки 3 и 4).
Чтобы в полной мере использовать преимущества CMAF LLC, необходимо обеспечить поддержку CMAF и передачи HTTP-чанков во всех звеньях цепи доставки, включая пакетизатор, вещающий сервер, CDN и плеер. Судя по тестам Harmonic и обсуждениям с партнерами, можно говорить о широкой поддержке CMAF LLC со стороны отраслевых игроков, включая операторов CDN и разработчиков плееров. Тем не менее отметим, что проигрыватели, которые поддерживают CMAF, но без LLC, по-прежнему могут декодировать видео только после приема полного медиасегмента.
Результаты практического применения
Совместными усилиями компаний Harmonic и Akamai была реализована демонстрация работы комплексной системы CMAF LLC, для OTT-доставки видео в реальном времени с задержкой до пяти секунд. Но, как известно, условия реальной среды могут отличаться от демонстрационных. Поэтому, поскольку технология CMAF LLC уже интегрирована в продукты Harmonic, производитель совместно с партнерами и клиентами начал проводить ее испытания в экосистемах, включающих разные компоненты, от локальных устройств до облачных SaaS-решений. Передача видео велась с использованием общественных или частных CDN-сетей на телеприставки путем потоковой передачи через управляемые сети, а также на смартфоны по сетям LTE.
Условия испытаний
В следующих разделах представлена сводка первых результатов, собранных в реальных условиях. Предлагается подробный обзор того, чего можно добиться с помощью имеющихся решений CMAF LLC. Тестовая система включала два экрана: один воспроизводил видео, переданное по эталонному вещательному каналу, а другой экран (телевизора или смартфона) демонстрировал видео, доставленное с применением технологии OTT DASH CMAF LLC. Задача состояла в том, чтобы обеспечить одинаковую задержку в вещательной сети и на OTT-платформе.
Эталонная вещательная сеть
Совокупная задержка вещания обычно измеряется между выходом несжатого студийного сигнала и телевизионным экраном. Средняя задержка для вещательной сети в разных тестовых проектах составляет от пяти до шести секунд и обычно включает кодер, мультиплексор, модулятор, телевизионную приставку и в некоторых случаях также спутниковый канал доставки.
Для вещания необходимо высокое качество видеоизображения и низкая скорость, что требует предварительной фильтрации, предварительного анализа изображения, использования алгоритмов многопроходного кодирования и длинных групп кадров (GOP). Каждый из этих инструментов компрессии добавляет задержку, поэтому вклад кодера в суммарную задержку в вещательной сети составляет более 90%. Помимо вещательного кодера, задержка добавляется главным образом мультиплексорами/скремблерами, модуляторами, спутниковым трактом (
250 мс) и декодером в абонентском устройстве. Можно уменьшить задержку самого кодера за счет реализации кодера с более низкой или даже сверхнизкой задержкой, но это будет влиять на качество видео или битрейт кодера. В большинстве случаев снижение задержки не является основной задачей вещателей. Пока она составляет около пяти секунд, основное внимание вещателей и операторов уделяется высокому качеству видео при минимальной скорости передачи данных. Это ключевые факторы, позволяющие соответствовать экономическим и конкурентным требованиям их бизнес-моделей.
Внедрение DASH CMAF LLC на головной станции
Задержка в цепочке DASH CMAF LLC может сильно различаться в зависимости от метода реализации (на аппаратной или облачной платформе) и стабильности пропускной способности сети. Если OTT-платформа развернута на аппаратной платформе, то ABR-кодер обычно получает тот же сигнал, что и вещательный кодер. Поскольку качество видео и скорость битрейта являются общими задачами для операторов вещания и OTT-услуг, то кодеры в обоих случаях дают схожую задержку. Остальная часть цепочки DASH CMAF LLC (пакетизатор, сервер вещания, CDN и плеер) вносит незначительный вклад в общую задержку, особенно при использовании сетей доступа с хорошей пропускной способностью (например, проводные сети). В этом случае при использовании двухсекундных сегментов и фрагментов CMAF длительностью 100 мс средняя совокупная задержка видео от вещания до его отображения на абонентском устройстве составляла около 5,5 секунд, то есть примерно столько же, сколько и в вещательной сети (см. рисунок 5).
Внедрение DASH CMAF LLC при облачной реализации OTT
Поскольку все больше операторов рассматривают применение облачной инфраструктуры для развертывания OTT-сервисов, в Harmonic провели тестирование с использованием видео SaaS от Harmonic. Производительность кодера Harmonic, включая задержку, была одинаковой, независимо от того, работал он в составе локального или облачного решения (см. рисунок 6).
Основная трудность облачной реализации заключается в том, что сигнал из аппаратной должен быть доставлен до облачного сервиса транскодирования. Обычно для преобразования студийного сигнала в IP-поток, который может быть отправлен в облако, требуется кодер для межстудийного обмена. Такие кодеры обеспечивают видеопоток хорошего качества с задержкой в несколько сотен миллисекунд. Затем поток IP отправляется в облако через управляемую сеть с хорошим QoS или через открытый Интернет.
В зависимости от качества (QoS) используемой сети, может появиться необходимость защиты потока от ошибок с помощью помехоустойчивого кодирования (FEC) или за счет повторных передач. Эти методы защиты реализуются довольно легко, однако приводят к увеличению задержки. Ниже приведена таблица, в которой обобщенно показано, как уровень помехозащищенности влияет на задержку на этапе доставки потока в облако.
Таблица 1. Влияние режима помехозащищенности на задержку
Помехозащищенность в канале доставки в облако
Суммарная задержка в канале доставки в облако
Работает в обычном режиме
Работает в усиленном режиме
В ходе тестов компания Harmonic обнаружила, что все процессы, связанные с загрузкой потока в облако, в большинстве регионов добавляли дополнительные 1,4 секунды задержки. В результате общая задержка HD-потока с момента его выхода из аппаратной до начала воспроизведения плеером при использовании облачных систем компрессии и доставки составляла приблизительно семь секунд.
Влияние качества сети доступа на задержку в плеере
Приведенные результаты были получены в условиях распространения видео по качественным сетям доступа, как правило, по управляемым сетям, с хорошим Wi-Fi-покрытием. В таких случаях сетевой буфер DASH CMAF LLC плеера может быть уменьшен до минимума без риска его опустошения из-за перегрузки сети.
В сетях LTE, характеризующихся более длительными задержками и быстрым изменением пропускной способности, OTT-потоки сталкиваются с более сложными условиями доставки мультимедиа.
Тесты, проводившиеся в сетях LTE, подтвердили важность увеличения глубины сетевого буфера на 1-2 секунду для обеспечения непрерывности обработки и воспроизведения видео (см. таблицу 2).
Таблица 2. Результаты испытаний
DASH CMAF LLC доставка
Кодирование ОТТ-потока на головной станции
Кодирование ОТТ-потока в облаке
Управляемая проводная сеть
Таким образом, качество сети доступа является основным фактором, определяющим задержку, а следовательно, и качество восприятия услуги (QoE). С этой точки зрения возможность адаптироваться к изменяющимся условиям сети нужнее, чем доработка клиентской части.
Влияние UHD-разрешения на задержку в OTT-сети
Необходимость распространять спортивные события премиум-класса с задержкой не больше, чем в вещательных сетях, — один из основных факторов внедрения решений с низкой задержкой вещания. Эти премиум-события также должны доставляться на экраны телевизоров в UHD-формате. Самым простым способом охватить большую аудиторию UHD-вещанием часто оказывается OTT-доставка по оптоволоконному соединению. Поэтому стриминг UHD с низкой задержкой также становится важной задачей В большинстве испытаний систем с низкой задержкой, проведенных компанией Harmonic, включая тесты с облачным транскодированием, использовалось как раз видео формата UHD. Мы не обнаружили каких-либо существенных различий в задержке между HD и UHD, поэтому приведенные выше цифры применимы и к UHD.
Альтернативы DASH CMAF LLC
Как показано выше, DASH CMAF LLC — это проверенная на практике технология, снижающая суммарную задержку. Компания Harmonic и некоторые ее партнеры являются активными сторонниками этой технологии, однако существуют и другие варианты решения проблемы. Рассмотрим эти альтернативы.
Оптимизация потоковой передачи ABR с применением механизмов HLS и DASH
Сегодня подавляющее большинство OTT-проектов реализовано на базе адаптивной потоковой HTTP-передачи с использованием HLS или DASH. Поскольку плеерам необходимо буферизовать определенное количество сегментов, прежде чем они смогут начать декодировать видео (три в случае HLS), существует прямая зависимость между размером сегмента и суммарной задержкой. Одним из наиболее простых подходов к снижению суммарной задержки является простое сокращение длительности сегмента. Основное преимущество такого подхода в том, что он не требует никакого изменения компонентов экосистемы. Тем не менее эта опция имеет некоторые важные ограничения:
• Согласованность экосистемы. Cокращение длительности сегмента в технологии DASH и особенно в HLS возможно с определенными оговорками. Для пакетов формата HLS компания Apple изначально установила минимальную длительность сегмента в 10 секунд, которая затем была сокращена до шести секунд. И хотя опуститься ниже этого порога технически возможно, это потребует нестандартной реализации плеера. Кроме того, это означает, что вся экосистема (пакетизатор, сервер-источник, CDN, клиент, проигрыватель) должны согласовать возможность совместной работы в таком режиме.
• Рост трафика. При стандартной реализации каждый раз, когда плеер запрашивает сегмент, в сеть отправляется HTTP-запрос. Чем короче продолжительность сегмента, тем больше HTTP-запросов будет циркулировать в сети. Сильное снижение длительности сегмента приведет к тому, что сеть доставки будет загружена большим количеством HTTP-запросов на всем пути от сервера-источника до пограничных кеширующих CDN серверов.
• Качество видео. Как показано на рисунке 7, уменьшение длительности сегмента с 10 до 2 секунд не влияет на качество видео. Тем не менее снижение ниже двухсекундного порога приведет к использованию кодером более короткой последовательности кадров, что, в свою очередь, немедленно повлечет за собой снижение качества видео. А снижения длительности сегмента двухсекундного порога, к сожалению, недостаточно для обеспечения задержки, сопоставимой с вещательной.
Таким образом, задержку в стандартных системах ABR-стриминга на базе HLS и DASH снизить можно, но до определенного уровня. Переход в режим с действительно низкой задержкой приводит к риску появления несогласованностей в экосистеме, дополнительным затратам на настройку и снижению качества восприятия услуги (QoE).
WebRTC
WebRTC — это протокол с открытым исходным кодом, изначально разработанный для взаимодействия между браузерами в одноранговых сетях. С точки зрения показателей задержки протоколы WebRTC и Web-socket актуальны в первую очередь для приложений со сверхнизкой задержкой. Типичные приложения, для которых предназначен WebRTC, — задачи близкие к вещанию в реальном времени (например, приложения для интерактивных социальных сетей, видеоконференции и т. д.). Следует признать, что с точки зрения задержки данная технология может работать даже лучше, чем это необходимо для соответствия параметрам задержки в вещательных сетях. Однако к ОТТ-платформам предъявляются и другие требования.
Комплексное сравнение различных решений
В таблице 3 представлено обобщенное сравнение различных реализаций низкой задержки, позволяющее лучше понять сильные и слабые стороны каждого решения и технологии.
Таблица 3, сравнение потоковых технологий с низкой задержкой
Читайте также: