Une régie de production sous IP

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1 innovations&développements Une régie de production sous IP Preuve de concept Décembre 2015

2 Entre les 9 et 16 décembre 2015, la direction innovations&développements de francetélévisions a mis en oeuvre une preuve de concept de régie de production sous IP. L infrastructure s articulant autour d équipements réseau traditionnels a impliqué de nombreux industriels et deux jours seulement ont été nécessaires pour rendre l ensemble fonctionnel. Les partenaires qui ont bien voulu se prêter au jeu ont fourni des produits déjà commercialisés comme des produits «prototypes». L ensemble a fonctionné jour et nuit, 10 jours durant, sans intervention d un quelconque ingénieur après les deux premiers jours de mise en place.

3 L'idée Faire une photo de l état de l art fin 2015 Comprendre les enjeux techniques réels, hors des salons avec un maximum de partenaires industriels du monde du broadcast et des réseaux. Le contexte On assiste depuis quelques années à l'arrivée progressive d'équipements informatiques standards dans la régie de production TV en lieu et place d'équipements dédiés dits "broadcast". Déjà des initiatives pour illustrer le propos ont vu le jour. Citons deux évènements marquants : - démonstrations menées par la BBC lors des jeux du Commonwealth pendant l'été expérimentations de la VRT lors de la mise en place de son studio IP avec l'ebu. La révolution annoncée à grand renfort de marketing touche les grilles de commutation et les équipements s y connectant comme les caméras, les moniteurs, les mélangeurs, les mosaïques, les serveurs de ralentis et les équipements de contrôle. Tout cela avec une synchronisation suffisamment fine pour assurer des commutations propres et rapides. Les normes SMPTE 2022-x et SMPTE 2059 donnent aux grands acteurs du marché l occasion de présenter leurs solutions «standards» lors des grands salons dédiés aux métiers du broadcast de Les objectifs Vérifier les capacités d interopérabilité entre les différents constructeurs autour de la norme SMPTE qui décrit l encapsulation l un flux SDI dans IP. Manipuler les vidéos par le biais d interfaces de commandes broadcast classiques : clavier de commande type grille et T bar pour le mélangeur et observer les comportements associés. Mettre en place une infrastructure fonctionnelle (!) Faire transiter de la vidéo non compressée en 1.4Gbps (1080i) afin de limiter l effort des constructeurs : câblage et nombre d équipements. Constater la fonctionnalité du SMPTE (encapsulation d un flux SDI dans un flux IP) Constater l interopérabilité des signaux entre l ensemble des constructeurs présents. Constater la réactivité des actions Mettre en œuvre l infrastructure la plus hétérogène possible : réseau SDN coté Nevion et réseau classique coté Cisco (il pouvait être administré par un SDN, Nevion ou Grass Valley par exemple) Aucune mesure n a été effectuée lors de ce POC (Proof of Concept) car il n existait pas au moment de ce POC de prototypes de monitoring IP disponibles.

4 Workstation Workstation La mise en œuvre La plateforme a été mise en place la première semaine du mois de décembre 2015 pour être visitée la seconde. Le projet a trouvé sur sa route 42MediaTVCom, une entreprise de consultants qui ambitionnait de monter une plateforme identique avec de nombreux industriels communs. Une plateforme unique a donc été montée dans les locaux de francetélévisions, en partenariat avec 42MediaTVCom. SDN = SOFTWARE DEFINED NETWORKING AUDIO SDI SMPTE RS422 MADI Ethernet Ctrl CAMERA SPG 8000A PTP Workstation IP DIRECTOR Workstation Cable Triax XCU IGMP V2 MOSAIQUE D IMAGES KALEIDO XIP IGMP V3 SDN Switch d admin ORCHESTRATOR NEXUS 7702 IP MULTIVIEWER MOSAIQUE D IMAGES MONITORING IP-SDI SDI-IP SELENIO CAPTATION LIVE MELANGEUR VIDEO KRR M-KCS STATIC NEXUS 3000 IGMP V2 MONITORING IP-SDI SDI-IP IQMIX Serveur de diffusion NEXIO 2 x SDI Switch d admin Ethernet Element Manager VISTA 1 MADI Analog audio 2 x SDI Passerelle SDI/MADI/IP K2-XDP2-02-IP SERVEUR DE DIFFUSION MONITORING emerge switch DIFFUSION SDN VideoIPath Openflow Controller Analog audio SDI MADI Control Panel CP TOUCH MONITORING BMD BMD POC SDI OVER IP

5 L îlot «Captation Live» Autour du switch réseau Cisco Switch standard de «datacenter» Configuré de manière standard : Un VLAN par contructeur Routage Multicast VLAN Grass Valley La camera et son XCU IP Une mosaïque d images IP Le flux est renvoyé en SDI vers un moniteur Un mélangeur Vidéo IP Le flux est renvoyé en IP Un serveur de diffusion IP VLAN EVS Serveur de ralenti, commande et serveur SDI interfacés par une passerelle IP VLAN Imagine Glue ou Passerelle IP/SDI 4 sorties SDI sur un Moniteur quad SDI 2 entrées SDI à partir d un serveur Nexio Switch indépendant pour les commandes : Clavier de commande de grille IP Serveur «SDN» pour asservir la glue au clavier VLAN SAM Switch interconnecté Mosaïque d image IP Clavier de commande IP Glue IP/SDI Sortie vers du monitoring video L îlot «Diffusion» Autour du switch Nevion Switch soumis à un SDN Configuré par le SDN : toutes les entrées et sorties ont été définies Un serveur de diffusion IP Grass Valley Un SFP embrionix configuré en sortie vers du monitoring Video SDI Switch pour les commandes et l administration Clavier de contrôle IP L équipement de gestion du clavier de contrôle Le serveur SDN Les deux passerelles SDI/IP Une première passerelle IP/SDI Une entrée MADI à partir d une console Studer Deux entrées SDI à partir d un serveur de diffusion Imagine Nexio Une deuxième passerelle IP/SDI Deux entrées SDI à partir de deux boitiers BlackMagic Une sortie Audio analogique vers du monitoring audio Une sortie SDI vers du monitoring vidéo SDN Software Defined Networking : modèle d architecture réseau dans lequel la partie décisionnelle de chaque équipement est confiée à une autorité commune afin que l ensemble d un réseau soit dirigé de manière cohérente et optimale. A contrario, dans un réseau classique, chaque équipement prend seul les décisions de routage en fonction de la configuration qui lui aura été donnée.

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8 Les participants Cisco a fourni un cœur de réseau Nexus 7700 avec un module 48 ports 10Gbps, de nombreux ports SFP+ Fibre, SFP Cuivre, cables Twinax SFP+ et un ingénieur s est rendu disponible sur 10 jours. Clearcom & Studer par l intermédiaire d Audiopole qui a mis en place une console audio et un réseau d ordre sur une demi-journée. Embrionix a fourni un SFP SDI capable de s abonner sur un flux multicast, de «désencapsuler» le flux SDI de la trame SMPTE et de renvoyer le flux SDI via une mini-bnc. Présence du CEO d Embrionix pour mise en place et «setupage» sur 2 jours. OBV TV, importateur d Embrionix en France fourni également un moniteur SDI et un équipement réseau Extrem Network non utilisé sur la plateforme. EVS a apporté un serveur de ralenti interfacé par une passerelle IP et une commande de ce serveur. Présence d un ingénieur sur les jours de l installation. Fujifilm a prêté l optique montée sur la caméra Grass Valley. Grass Valley / Miranda (Belden group) a procuré une caméra et son XCU IP, un mélangeur IP, une mosaïque IP, un serveur de diffusion IP, un SDN (non utilisé), le tout interfacé par des claviers de commandes virtuels et des consoles virtuelles. Un ingénieur belge et un ingénieur anglais sont venus installer et interconnecter l ensemble sur 3 jours.

9 Imagine Communication (ex Harris) a assuré la fourniture d un monitoring Quad SDI, d un Selenio qui a fait office de passerelle SDI / IP, d un clavier de commande physique, d un serveur s intercalant entre le clavier et le selenio, du réseau d administration de l ensemble et d un ingénieur sur 10 jours. Fourniture d une clé temporaire sur le serveur de diffusion France3 pour la passer temporairement à 4 canaux. Nevion : fourniture d un switch réseau 48 ports 10Gbps, de la machine d administration du SDN, de 2 passerelles SDI/IP et d un clavier de commande IP. Présence d un ingénieur Norvégien sur 2 jours et d ingénieurs de la société Euplink. SAM (Snell Advanced Media) : fourniture d un rack de démonstration avec un switch réseau Cisco Nexus 3000, une mosaïque d image IP, un serveur de diffusion IP, un clavier de commande et une passerelle IP/SDI. Deux ingénieurs anglais sont venus configurer et interconnecter l ensemble sur 2 jours. Tektronix a prété un équipement de synchronisation du temps PTP et Blackburst. Configuré par l ingénieur Cisco sur les recommandations de Cisco R&D. Outre ces équipements France Télévision a fourni du matériel : - Monitoring sur 3 écrans TV par l intermédiaire de modules de conversion SDI/HDMI BlackMagic. - 2 sources AV par l intermédiaire de boitier BlackMagic. - 4 sources AV par l intermédiaire d un serveur de diffusion Imagine Nexio. - Un équipement réseau pour l administration de la partie Nevion

10 Les constats L ensemble des constructeurs a joué le jeu. C est l ingénieur réseau qui a été au centre de l intégration du POC. La mise en place de cette infrastructure a été faite en 2 jours, ce qui est remarquable étant donné sa complexité. L interopérabilité est là : les sources générées par un équipementier étaient visibles par les autres. La synchro temps PTP (SMPTE ) n est pas encore pleinement supportée en décembre SAM était le seul équipementier présent sur la plateforme à la supporter. Les architectures techniques dont le cœur est un switch réseau doivent être repensées et non calquées sur les architectures techniques «SDI». Il est essentiel d avoir la main mise sur l ensemble du réseau pour avoir une plateforme fonctionnant à 100% (cf. partie SAM), en effet des problèmes d interopérabilité surviennent lorsqu un commutateur IGMP snooping v2 coexiste avec des hôtes et routeurs requérant et implémentant IGMP v3. Dans notre cas, nous aurions pu forcer le requérant en v2 mais nous n avons pas pu le faire du fait de notre incapacité de configurer le switch fourni par SAM. Le POC a mis en œuvre deux solutions réseau très différentes, les enseignements sont riches : Du côté du réseau soumis au SDN Le comportement est déterministe, et donc similaire au fonctionnement d une grille classique avec une commutation par points de croisement. Les commutations sont extrêmement rapides car effectuées au niveau du switch. L équipement central doit être non bloquant mais les prérequis en terme de capacité de routage sont limités L ingénieur réseau avec une parfaite maitrise du SDN devient nécessaire, et pour intégrer la solution et pour la faire vivre. Du côté du réseau non soumis au SDN Le comportement est de nature non déterministe, mais les technologies actuelles, des flux déterminés et une matrice de flux précise permettent de combler cette lacune. Les commutations semblent moins rapides car sur ce type d architecture la commutation est faite à la cible. Des mesures précises sont à faire pour évaluer les temps de latence et évaluer leur stabilité. L équipement réseau central doit être qualifié en fonction de la matrice de flux et des débits désirés, l équipement central devra être très performant. L ingénieur réseau est nécessaire et pour intégrer la solution et pour la faire vivre. L interconnexion de l équipement réseau soumis au SDN et l équipement réseau configuré de manière standard n a pas pu être mise en œuvre.

11 La suite Workshop Cisco en février 2016 : Un workshop avec l ensemble des partenaires va se tenir en février à Issy les Moulineaux dans les locaux de Cisco Présentation du POC Les architectures PMN (Production Media Network), leas architectures SDN ou non-sdn, l approche OpenDayLight ou OpenFlow. La position de Cisco et sa roadmap Les standards, les recommandations et les tendances : TR03-04/SMPTE2022-x Le NAB 2016 Ce salon américain va nous permettre de : Définir un nouvel état de l art (TR03 & TR04 / SMPTE2022, les nouveaux standards, la sécurité ) Voir si les outils de mesure promis sont au rendez-vous Si de nouveaux standards voient le jour, voir les possibilités d évolution entre les standards Rencontrer de nouveaux partenaires. Mettre en place des stratégies pour savoir quels points mettre en avant pour un futur POC. Un nouveau POC est prévu pour octobre, en fonction des informations récoltées au NAB 2016.

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