Métodos de entrega de vídeo: transmissão e nuvem

Entenda como funcionam os métodos de entrega de vídeo (transmissão e nuvem), quais são as principais diferenças entre eles e os seus pontos de convergência.

Embora os sistemas de vídeo online fossem inicialmente vistos apenas como concorrentes dos sistemas de transmissão tradicionais enquanto métodos de entrega de vídeo, há um argumento a ser feito sobre como convergir os dois sistemas. Ao revisar os fluxos de trabalho de produção e distribuição de cada um, o pessoal da Brightcove encontrou várias arquiteturas possíveis para essa convergência, as quais podem ser usadas como um roteiro para o futuro do vídeo.

É isso que veremos a seguir.

Sistemas de transmissão de vídeo

Os sistemas de transmissão terrestre de TV têm sido historicamente as primeiras tecnologias para a entrega de vídeos para as massas.

As tecnologias de satélite a cabo e DTH (direct to home -direto para casa) vieram a seguir como evoluções naturais e altamente bem-sucedidas de tais sistemas. E, historicamente, esses sistemas foram implantados on-premise (no local), usando instalações construídas, hardware e redes/links dedicados, permitindo a transmissão de feeds de vídeo entre diferentes instalações e entidades na cadeia de distribuição.

Existem duas classes de conteúdo usadas como entrada para sistemas de transmissão:

• O conteúdo ao vivo normalmente chega na forma de feeds de vídeo ao vivo da produção remota e de campo.
• O conteúdo pré-gravado ou sob demanda também pode ser fornecido na forma de arquivos “mezanino” (arquivos de origem de alta qualidade em vez de versões transcodificadas) de estúdios de produção ou distribuidores de vídeo.

Tanto os vídeos ao vivo quanto os pré-gravados são então direcionados como entradas para os sistemas de controle mestre ou playout, responsáveis pela formação de um conjunto de canais de TV ao vivo.

As composições de segmentos de vídeo inseridos de diferentes fontes em cada canal são chamadas de programa. Os sistemas de playout também são normalmente responsáveis pela inserção de logs de canal (bugs), lower thirds, slots para anúncios, legendas, metadados etc.

Os sistemas de playout de transmissão são operados por humanos e tradicionalmente implantados em instalações dedicadas (salas de controle).

Após a reprodução, todos os streams de canal são posteriormente codificados e passados para um multiplexador, que os combina em um stream de transporte multiprograma (também conhecido como TS ou MPEG-2 TS) destinado à distribuição.

Além do conteúdo de mídia do canal, o TS multiplex final também carrega informações do programa e do sistema (PSIP), marcadores de anúncios SCTE-35 e outros metadados conforme necessário para distribuição de transmissão. Todas essas operações também são normalmente realizadas no local, usando encoders de transmissão em hardware, multiplexadores, moduladores e outros equipamentos específicos.

A cadeia de distribuição em sistemas de transmissão pode ter vários níveis – do centro de rede principal às estações locais e também aos distribuidores de programação de vídeo multicanal (MVPDs), como empresas de TV a cabo ou satélite.

Em cada estágio, os streams de mídia correspondentes a cada canal podem ser extraídos, modificados (por exemplo, adicionando conteúdo local ou anúncios), re-multiplexados em um novo conjunto de canais, com novas tabelas de programas e outros metadados inseridos e, em seguida, enviados novamente para distribuição ou próximo headend (instalação principal para receber sinais de televisão para processamento e distribuição em um sistema de televisão a cabo).

Plataformas de entrega de vídeo OTT baseadas em nuvem

Semelhante aos sistemas de transmissão, esses fluxos de trabalho também ingerem vídeos de uma variedade de fontes de conteúdo ao vivo e pré-gravadas.

No entanto, a maioria das plataformas OVP (Online Video Platform) de hoje não inclui controle mestre ou funcionalidade de playout e não formam ou multiplexam canais para distribuição. Eles simplesmente codificam o conteúdo de entrada como está e o empacotam em formatos adequados para entrega OTT (Over The Top).

Mais comumente, protocolos de streaming adaptáveis baseados em HTTP, como HLS ou DASH, são usados como formatos de entrega final.

Todas as etapas de processamento em sistemas OPV baseados em nuvem são normalmente implementadas em software e operadas usando a infraestrutura de provedores de serviços em nuvem, como AWS, GCP, Azure etc.

As diferenças entre sistemas de entrega de vídeo OTT baseados em nuvem e transmissão

O uso de implementações de software e implantação baseada em nuvem tem uma série de vantagens bem conhecida: minimiza investimentos em hardware, permite operação de pagamento conforme o uso, resolve problemas de escalabilidade, simplifica gerenciamento e atualizações, torna todo o projeto mais flexível e à prova de futuro etc.

No entanto, também traz alguns requisitos exclusivos e força os designs de vários componentes e mecanismos de coordenação em sistemas baseados em nuvem a serem feitos de maneira diferente em comparação com sistemas locais.

As diferenças específicas incluem:

• Granularidade do processamento de dados e atrasos em sistemas de transmissão OTT baseados em nuvem versus sistemas locais;
• Mecanismos utilizados para permitir a operação de redundância e tolerância a falhas de tais sistemas;
• Meios de escalabilidade, balanceamento de carga, provisionamento de recursos e outras operações exclusivas da operação baseada em nuvem;
• Formatos de mezanino, links de contribuição e protocolos de transporte usados para ingestão em sistemas de transmissão na nuvem versus no local;
• Encoders e multiplexadores de transmissão versus encoders e empacotadores usados para entrega OTT;
• Implementações de ad-splicing e análise de impressões de anúncios etc.

A convergência de métodos de entrega de vídeo baseados em nuvem e transmissão

Existem várias arquiteturas possíveis que permitem a convergência de sistemas OTT de transmissão e baseados em nuvem, à medida que os vemos evoluindo para o futuro.

▶️ Há um modelo que oferece um acoplamento dos fluxos de trabalho de transmissão e OTT baseados em nuvem existentes por meio da adição de vários encoders de contribuição extra, direcionando canais/programas de transmissão totalmente formados para a plataforma OTT baseada em nuvem.

Esforços mínimos de integração são necessários para lançar tal sistema. No entanto, ele requer a instalação de encoders de contribuição extra no local e apenas descarrega a funcionalidade relacionada à cadeia de entrega OTT na nuvem. Todas as operações essenciais de transmissão permanecem no local.

▶️ Há também o modelo em que a maioria das operações da cadeia de transmissão é efetivamente implementada na nuvem.

O componente mais crítico que permite essa migração é o sistema de playout na nuvem. Ele opera inteiramente na nuvem, mas permite o controle humano e o monitoramento a partir de terminais remotos no centro de transmissão.

Funcionalmente falando, é 100% equivalente aos sistemas de transmissão existentes, permitindo comutação com precisão de quadro, edição, posicionamentos de intervalo de anúncio e outras operações de controle conforme necessário na transmissão.

A movimentação do playout na nuvem também permite que os feeds da produção remota e em campo sejam coletados pela plataforma em nuvem. Isso elimina a necessidade de manutenção de um farm ou receptor/decodificador, servidores de arquivos e vários outros equipamentos normalmente usados para ingestão.

Ele também permite operações distribuídas muito mais eficazes e, se necessário, em escala mundial, pois os data centers da plataforma em nuvem estão presentes na maioria das regiões.

Por fim, uma vez que o sistema de playout se move para a nuvem, a maioria das operações subsequentes necessárias para distribuição de transmissão – codificação e multiplexação de transmissão – também podem ser facilmente migradas para a nuvem. Isso elimina ainda mais a necessidade de instalação e manutenção de conjuntos de encoders de transmissão, multiplexadores, splicers e vários outros equipamentos em instalações de transmissão.

Isso torna todo o sistema muito mais simples de operar e manter, além de permitir todos os outros benefícios da operação em nuvem: escalabilidade, resistência ao futuro, maior confiabilidade etc.

Conclusão

Este foi um artigo com conteúdo bastante técnico, e não há outra forma de abordar os métodos de entrega de vídeo.

É provável que tenham surgido dúvidas durante a sua leitura. Por isso, nos colocamos à disposição para responder suas perguntas.

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