Tìm hiểu các chuẩn đóng gói SDI video qua IP

Tìm hiểu các chuẩn đóng gói SDI video qua IP

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU CÁC CHUẨN ĐÓNG GÓI SDI VIDEO QUA IP GVHD: Đặng Nguyên Châu CBHD: Nguyễn Hữu Phong SVTH: TP Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2018 LỜI CẢM ƠN Sau mùa hè thực tập quý giá đầy bổ ích, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Bộ Môn Viễn Thông, Khoa Điện – Điện Tử, Trường Đại Học Bách Khoa TP.HCM, tạo hội cho em thực tập, với giới thiệu cho em đơn vị thực tập phù hợp Trung tâm Nghiên cứu ứng dụng KHKT truyền hình Tiếp theo em xin gửi lời cảm ơn đến Trung tâm Nghiên cứu ứng dụng KHKT truyền hình đặc biệt cán hướng dẫn Nguyễn Hữu Phong Mặc dù tất bật với công việc ngày công tác chuyển trụ sở công ty, anh Phong cán khác ln tận tình hướng dẫn em Sự hướng dẫn anh nguồn lực giúp em hồn thành tập thú vị Cuối cùng, em xin cảm ơn Thầy Đặng Nguyên Châu – giáo viên hướng dẫn thực tập, nhiệt tình giúp đỡ em việc xếp thời gian thực tập hướng dẫn kinh nghiệm cho sinh viên lần đầu bước vào môi trường nghiên cứu chuyên nghiệp Trung tâm Nghiên cứu ứng dụng KHKT truyền hình Xin chúc Trung tâm Nghiên cứu ứng dụng KHKT truyền hình mơn Thầy dồi sức khỏe thành cơng dự án TP.Hồ Chí Minh, tháng năm2018 Sinh viên thực NHẬN XÉT CỦA ĐƠN VỊ THỰC TẬP Đơn Vị Thực Tập:Trung tâm Nghiên cứu ứng dụng KHKT truyền hình– Đài THVN Địa chỉ: 158, Nguyễn Hữu Thọ, xã Phước Kiển, Huyện Nhà Bè, TP.HCM Đề Tài Thực Tập: TÌM HIỂU CÁC CHUẨN ĐÓNG GÓI SDI VIDEO QUA IP Thời Gian Thực Tập: Từ ngày 26/6/2018 đến 12/8/2018 Nhận Xét Của Đơn Vị Thực Tập: ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………… ……………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………… ……………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… .……………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………… …………………………………………………………………………………… Giám Đốc Trung Tâm Cán Bộ Hướng Dẫn Mục Lục Danh Mục Hình Ảnh Và Bảng Giới Thiệu Việc đẩy mạnh chuyển đổi từ SDI video sang tín hiệu IP tạo nên sóng phát triển hàng loạt phương pháp tiếp cận Từ việc triển khai bắt kịp với ý tưởng, khái niệm tư Các phương pháp tiêu chuẩn bắt đầu lên SMPTE 2022-6, TR-03 TR-04 Hoặc dịch vụ khác ASPEN NDI Khi chi tiết cho giải pháp IP xuất nhà khai thác bắt đầu xem xét đến phương pháp quản lí cấu trúc nhà máy môi trường Bao gồm dây cáp mới, thiết bị kết nối mới, cách quản lí cho nhà máy vận hành Tuy nhiên hoạt động cơng việc tạm thời chưa thay đỗi ngắn hạn Vậy câu hỏi đặt nhà khai thác điều hướng công nghệ IP triển khai nhà đài SDI nhằm phục vụ tốt Bài viết giới thiệu tình trạng cách giải vấn đề thực tế q trình chuyển đổi nhằm tương thích với hệ thống Đồng thời số thành tựu đạt q trình chuyển hóa từ SDI sang IP Chương Tổng quan SDI 1.1 Khái niệm SDI SDI viết tắt Serial Digital Interface [1] tiêu chuẩn video giao diện kĩ thuật số hiệp hội kĩ sư điện ảnh truyền hình (SMPTE) nghiên cứu phát triển Một vài tiêu chuẩn SMPTE 292M có tốc độ lên đến 1.485 Gbit/s Nhưng tiêu chuẩn giới thiệu nhằm hỗ trợ cho việc gia tăng chất lượng, độ phân giải video hay tốc độ hình ảnh, độ đậm màu sắc Hiện tiêu chuẩn sử dụng cho việc truyền tải tín hiệu video khơng nén, khơng mã hóa (hoặc nhúng âm theo thời gian) Mặt khác sử dụng gói thơng tin liệu 1.2 Tiêu chuẩn đường truyền 1.2.1Tổng quan Hiện mức tiêu chuẩn SDI sử dụng nhiều cáp đồng trục có đầu nối BNC với trở kháng đặc tính 75Ω Đây loại cáp tương tự với thiết bị analog có nhiều tiềm dễ dàng nâng cấp Tín hiệu có biên độ nguồn khoản 800mV (± 10%) khoản cách truyền tải có từ từ 100m đến vài km đặc biệt với sợi quang khoản cách xa đạt đến 80km 1.2.2Phân loại tiêu chuẩn SDI a SMPTE 259M • Phạm vi Tiêu chuẩn [2] phù hợp cho SDI thuộc thiết bị ti vi số hoạt động với tín hiệu có thành phần 4:2:2 tần số 4fsc Tiêu chuẩn ứng dụng phòng thu truyền hình có chiều dài vượt q cáp đồng trục lúc mà tín hiệu bị vượt định nhà sản xuất máy thu Lượng tổn thất tầm 20dB đến 30dB nửa chu kì tần số với mức cân thích hợp thu Bộ thu thiết kế để hoạt động với độ suy giảm tín hiệu chấp nhận • Mức tín hiệu thơng số kĩ thuật Các thông số kĩ thuật [2] xác định nhằm đo ngõ nối tiếp nguồn phát từ miền tín hiệu song song thời gian đặc điểm khác phù hợp với thực hành phòng thu Các thông số kĩ thuật ngõ thiết bị đặt nhiều vị trí khác chuỗi kĩ thuật khơng tồn nhiều thành phần chưa đáp ứng Đồng hồ tần số đồng hồ nối tiếp với tỉ lệ bit cho hệ thống truyền hình - Đầu nguồn phải đo qua tải điện trở 75Ω kết nối thông qua cáp đồng trục ngắn - Do nguồn điện khơng có mạch ngõ cân với 75Ω nên trình khoản - 15dB dải tần số từ 5MHz đến tần số đồng hồ tín hiệu truyền Biên độ tín hiệu từ đỉnh-đỉnh 800 mV (±10%) Độ lệch DC định nghĩa điểm trung gian tín hiệu theo lí thuyết 0-0.5V Thời gian tăng giảm xác định khoản biên độ 20% đến 80% tức không nhỏ 0,4 - ns không lớn hớn 1.5 ns không cách 0,5 ns Vượt qua ảnh hưởng biên độ lên xuống dạng sóng khơng q 10% - Độ méo thời gian chuyển tiếp tín hiệu phải đo theo SMPTE RP 184 Các thông số đo phải xác định SMPTE RP 184 giá trị phải tuân theo tiêu chuẩn sau: Bảng Tham số tiêu chuẩn SMPTE 259M [2] Méo thời gian thấp băng thông Méo điều chỉnh thấp băng thông 10 Hz B1 KHz B2 Cạnh băng thông > 1/10 clock rate B3 Méo thời gian 0.2 UI p-p A1 Méo chỉnh 0.2 UI p-p A2 Vạch màu kiểm tra tín hiệu EG Bộ chia đồng hồ nối tiếp ≠ 10 n • Đầu nối loại cáp Đầu nối phải có đặc tính học phù hợp với BNC 50Ω Các kích thước học đầu nối tạo trở kháng 50Ω 75Ω theo lý thuyết nhằm hoạt động tần số 850 MHz Áp dụng tiêu chuẩn không yêu cầu loại cáp đồng trục riêng biệt Nó cần thiết cho việc đáp ứng tần số bị tổn thất từ cáp dựa tỉ lệ dB khoản 1/√f từ 1MHz đến tần số clock nhằm đảm bảo việc truyền tín hiệu hoạt động xác với cân cáp tự động theo độ dài tối đa • b • Mã hóa kênh Mã hóa kênh thực theo NRZ-I Chiều dài liệu tối đa 10 bits SMPTE 292M Phạm vi Giao diện [3] định danh cho cáp đồng trục cáp quang kĩ thuật số Được sử dụng cho thành phần HDTV hoạt động tốc độ 1.485 Gb/s Các bit liệu song song có nguồn gốc từ nguồn định ghép kênh hóa để tạo thành luồng liệu nối tiếp Một định dạng liệu chung mã hóa kênh sử dụng cho nguồn liệu song song nhằm giúp cho hệ thống truyền hình có độ phân giải cao tương đối Các giao diện cáp đồng trục phải phù hợp với ứng dụng chi phí nhà sản xuất kể tín hiệu Lượng hao hụt khoản 20 dB nửa tần số clock Nếu sử dụng giao diện cáp quang chiều dài sợi cáp lên đến 200m Một vài nguồn thành tham chiếu định dạng khác sử dụng tốc độ liệu xếp theo kĩ thuật xác định cho tiêu chuẩn Các chế vận chuyển dành cho định dạng tốc độ liệu thấp cho giao diện phát triển thêm tài liệu khác • Mức tín hiệu thơng số kĩ thuật - Nguồn liệu phải biểu thị 10 bits bits định dạng liệu song song Với giới hạn tốc độ liệu đạt tới 1.5 Gb/s định dạng nguồn liệu song song đạt tốc độ cao - Dữ liệu chho dòng TV chia làm khu vực: thời gian tham chiếu SAV(start of active video), dòng hoạt động kỹ thuật số, thời gian tham chiếu EAV( end of active video) xóa dòng kỹ thuật số hình sau Số từ liệu khu vực định dạng từ tài liệu nguồn Hình Mơ hình liệu theo khu vực [3] - Vì khơng phải tất định dạng liệu kĩ thuật số dùng bit song song có thời gian tham chiếu đối ứng liệu nên càn phải sữa đỗi trước ghép kênh hóa để đáp ứng yêu cầu kỹ thuật Khi cần bổ sung thêm cho SAV EAV khoản trống kỹ thuật số sử dụng Việc thực cách dùng xử lý đồng miền song - song Các tham số cho định dạng nguồn thể bảng sau: Bảng Tham số định dạng nguồn [3] Tiêu chuẩn SMPTE Kiểu 260M A B 295 M C 274M D E F G H 296M I J K L M Dòng 1125 1125 1150 1125 1125 1125 1125 1125 1125 1125 1125 750 750 khung Từ 1920 1920 1920 1920 1920 1920 1920 1920 1920 1920 1920 1280 1280 dòng động Tổng 1035 1035 1080 1080 1080 1080 1080 1080 1080 1080 1080 720 720 dòng động Từ 2200 2200 2376 2200 2200 2640 2200 2200 2640 2750 2750 1650 1650 tổng dòng Tỉ lệ 30/ 30/ 30/ 24/ 60/ 30 25 30 25 30 25 24 60 khung M M M M M Vùng 2 2 2 1 1 1 khung Tỉ lệ chia M 1 M 1 M 1 M M liệu • c • Mã hóa kênh Lược đồ mã hóa kênh thực NRZ-I Chiều dài liệu tối đa 10 bits SMPTE 308 Phạm vi ISO/IEC 13818-2 [4] thường gọi video MPEG-2 [4] bao gồm đặc tả cấu hình MPEG-2 4:2:2 Dựa ISO/IEC 13818-2 tiêu chuẩn cung cấp đặc tả bổ sung cho cấu hình MPEG-2 4:2:2 mức cao Nó thiêt kế để sử dụng ứng dụng phân phối, đóng góp truyền hình độ nét cao Như ISO/IEC 13818-2 tiêu chuẩn định nghĩa luồng bit bao gồm cú pháp ngữ nghĩa chúng với yêu cầu cho giải mã tương thích với cấu hình 4:2:2 mức cao không định tham số vận hành mã hóa cách cụ thể • Hồ sơ cao cấp MPEG-2 Cấu hình MPEG-2 4:2:2 [4] cấp xác định qua ISO/IEC 13818-2 Chỉ tham số bổ sung cần thiết xác định cấu hình 4:2:2 mức cao quy định quy chuẩn H sơ 4:2:2 không quan hệ đến cấu hình khác 1.2.3Tốc độ bit Đối với ứng dụng tiêu chuẩn [1] định nghĩa SMPTE 259M có tốc độ bit khoản 270Mbit/s, 360Mbit/s, 143Mbit/s, 177Mbit/s 270Mbit/s sử dụng phổ biến Mặc dù tốc độ 360Mbit/s gặp phải chuẩn hình rộng Đối với ứng dụng nâng cấp chủ yếu 525p trở lên sử dụng giao diện có tốc độ 540Mbit/s giao diện có liên kết đơi 270Mbit/s gặp phải Đối với thiết bị sử dụng chuẩn HDTV [1] giao diện kĩ thuật số sử dụng thường SMPTE 292M Có hai tốc độ tiêu chuẩn 1.485 Gbit/s 1.485/1.001 Gbit/s với hệ số 1.001 giúp hỗ trợ định dạng video với tốc độ khung hình 59.94 Hz, 29.97 Hz nhằm tương thích với hệ thống có Còn tốc độ 1.485 Gbit/s sử dụng rộng rãi với khung hình có tần số 60 Hz, 30 Hz, 24 Hz, 50 Hz Đặc biệt độ phân giải cao, khung hình lớn yêu cầu tốc độ bit gia tăng gắn liền với tiêu chuẩn cao HD-SDI với SMPTE 372M hay 3GSDI với SMPTE 424M 1.3 Định dạng liệu 1.3.1Đồng hóa liệu Một gói tín hiệu đồng hóa (thường sử dụng tham chiếu thời gian thực) xảy trước việc lấy mẫu thực dòng sau hoạt động lấy mẫu kết thúc Gói đồng hóa bao gồm bốn phần 10 bit Trong ba phần đầu giống bắt đầu 0x3FF, phần thứ tư bao gồm ba bit cờ kiểm tra lỗi Như có khả đồng hóa Trong giao diện HD-SDI giao diện kép việc đồng hóa phải thực lúc nhiều luồng liệu Còn SD-SDI giao diện nâng cấp nên có luồng liệu có gói tin đồng hóa thời điểm Trái ngược với vấn đề có gói tin xuất định dạng chúng ln giống tất phiên SDI Các bit cờ tìm thấy phần thứ tư gói tin gọi H, F V Trong H cho biết bắt đầu khu trống ngang bit đồng hóa phải thực trước vùng trống có H gói tin gọi EAV Tương tự gói tin xuất trước bắt đầu video gọi SAV Còn bit V sử dụng biểu cho vùng trống dọc Bits F sử dụng để định dạng khung định dạng phân đoạn xen kẽ biết dòng nên xuất phát từ bắt đầu hay sau 1.3.4Kiểm tra lỗi Bộ đếm dòng CRC: dòng tiêu chuẩn kĩ thuật số có độ nét cao cần thêm kiểm tra từ nhằm tăng mạnh độ tin cậy giao diện Trong định dạng bốn gói mẫu sau EAV chứa trường kiểm tra tuần hồn dự phòng dùng để đếm dòng Trường CRC cung cấp mã CRC cho dòng trước sử dụng để phát lỗi bit giao diện Còn trường đếm số dòng cho biết số dòng Ngồi mã CRC đếm dòng khơng hỗ trợ cho gia o diện SD ED mà thay vào gói hỗ trợ liệu đặc biệt sử dụng nhằm thay CRC kiểm tra liệu Dòng lấy mẫu: mẫu luồng liệu gắn liền với dòng số mẫu Trong tất định dạng mẫu sau gói SAV mẫu mẫu điều tương tự giao diện SD HD Các dòng đánh số liên tục với lượng dòng khung định Việc xác định dòng tùy chọn cần phụ thuộc theo tiêu chuẩn liên quan Đánh số liên kết: vấn đề giao diện đa liên kết Liên kết đánh dấu liên kết số liên kết tăng lên Số liên kết giao diện cụ thể xác định gói VPID nằn không gian liệu phụ trợ dọc 10 nhận chưa tin nhắn đồng tin nhắn trì hỗn hay hai Trong trường hợp hai sử dùng để kích hoạt tầng TC thời gian cư trú cần tích lũy thay chèn vào trường hiệu chỉnh Mỗi Slave tính tốn xác biến thời gian truyền gói sở thuận dòng hay ngược dòng Nếu giá trị hiệu chỉnh đơn giản để trừ khỏi timestamps gửi tương ứng tính tốn độ trễ tổng thể cho q trình truyền tải kênh vật lí tương ứng với phân đoạn mạng Master Slave Độ trễ thay đổi khoản 1ns mổi phân đoạn Mặt khác BC dự định phân phối vùng thời gian mạng lớn giúp giảm đán kể tin nhắn mà nút PTP Master phải xử lí Thay chuyển tiếp thơng điệp PTP từ Master đến tất cổng nhử TC làm BC chấm dứt lưu lượng PTP đến Các thông báo PTP sử dụng để đồng hóa phần cứng đồng hồ cục xác BC gắn vào Master cổng tương ứng Tất cổng khác tạo tín nhắn đồng thơng tin thời gian đồng hồ cục Để kết thúc cổng BC phải có khả PTP Slave với tất cổng chia đồng hồ nội Một cổng đảm nhận vai trò Slave cổng khác đóng vai trò PTP Master Thay vai trò xác định trước cấu hình tĩnh phương tiện vai trò cổng xác định BC f Tiểu sử PTP Phiên 2.0 giao thức thời gian xác cơng bố IEEE 1588-2008 định nghĩa chung nhiều phần trống cho việc điều chỉnh theo yêu cầu cụ thể miền ứng dụng khác nhau, thường xuyên loại trừ lẫn Tiêu chuẩn IEEE 1588-2008 hướng dẫn chi tiết quy tắc nhằm định hồ sơ PTP Các tổ chức tiêu chuẩn khác xác định cấu hình để điều chỉnh PTP phù hợp nhu cầu sử dụng họ có hai cấu hình PTP dành riêng cho ứng dụngphát sóng Hiệp hội kĩ thuật âm xác định thời gian vận chuyển cho ứng dụng âm với tiêu chuẩn AES67 SMPTE tập trung vào tiêu chuẩn yêu cầu sở phát sóng 2.2.3IEEE 1588 a Giới thiệu Số lượng IED [8] sử dụng liệu Ethernet ngày tăng cho mục đích truyền thơng hầu hết chuyên gia mong đợi Ethernet trở thành xương sống truyền thông cho trạm truyền tải tương lai Khi xem xét chi phí độ, độ phức tạp độ tin cậy lí tưởng Ethernet sử dụng đồng hóa xác cao Thật không may hệ thống thời gian dựa Ethernet đạt độ chinh xác từ 1-4 ms điều không đủ cho hầu hết ứng dụng bao gồm IEC,CDP, TWFL PMU Một gải pháp thay dùng tiêu chuẩn IEEE 1588 hoạt động mạng liệu với độ 21 xác thời gian cải thiệt đáng kể Tiêu chuẩn IEEE1588-2008 gọi tiêu chuẩn thứ giao thực thời gian xác phiên giao thức đồng hóa dựa IP/Ethernet mà nhận độ xác nhỏ Hình Mơ hình mạng lưới IEEE 1588v2 [8] Một đồng hồ thông thường thiết bị đầu cuối siêu Master cho toàn tram biến áp master nguồn cung cấp thời gian cho đồng hồ khác đường truyền Slave đồng hồ đồng hóa đại lí đồng hóa Với TC từ đầu đến cuối cầu nối mạng chuyển hóa khả đo thời gian cần thiết cho tin nhắn 1588 để truyền qua TC Đối với gói thời gian 1588 TC đo thời gian lưu trú từ đầu đến cuối tích lũy giá trị trường hợp đặc biệt thông báo cho IEEE 1588 hình sau: 22 Hình Cấu trúc tin nhắn 1588 TC [8] b Nguyên lí làm việc 1588v2 Q trình đồng hóa 1588v2 [8] u cầu lựa chọn siêu Master Master để đồng hóa Slave sau thiết lập hệ thống phân cấp Master – Slave Thuật toán đồng hồ tốt xác định đồng hồ mạng tốt để chọn làm đồng hồ Sau lựa chọn đồng hồ bắt đầu xác định trạng thái thực hiện, Master – Slave phân cấp cổng trạng thái bắt đầu gửi tin nhắn 1588 Sau đồng hồ trung gian so sánh độ trễ thông điệp cổng trạng thái phụ cổng trạng thái từ điều chỉnh địa phương Slave c Các ứng dụng nghiên cứu trước IEEE 1588 Từ tháng 12 năm 2009 Trung Quóc áp dụng IEEE vào trạm biến áp chi tiết kĩ thuật, hiệu suất IEEE khơng cơng bố Các thiết bị IEEE bao gồm đồng hồ thiết bị Ethernet chuyển mạch từ nhiều nhà sản xuất khác với hồ sơ lượng đẫ kiểm tra ủy ban PSRC tổ chức vào đầu năm 2010 Kết cho thấy độ xác đạt đến vài trăm ns Nó phát thuật toán đồng hồ tốt chon lựa một đồng hồ không chuẩn siêu Master suốt trạng thái Báo cáo việc có đa nhà cung cấp hữu ích việc xác định vấn đề cần triển khai Chính quyền tích hợp IEEE 1588 vào hệ thống trạm biến áp tự động vào năm 2011 Trong hệ thống chuyển mạch Ethernet không hỗ trợ 1588 chế đáp ứng u cầu trì hỗn thay cho chế phản hồi trì hỗn định 1588 Kể cho thấy độ trôi lưu lượng chiếm 1% băng thơng Vì thể cần yêu cầu thiết kế chuyển mạch Ethernet 1588v2 cần có độ xác ms cấp thứ Tại Úc thử nghiệm đầy đủ phần cứng IEEE 1588 với chế phản hồi u cầu trì hỗn xây dựng 2012 Thử nghiệm cho thấy độ xác tốt 500ns sử dụng ba TC Master 23 Slave Tuy nhiên thử nghiệm thực với lưu lượng truy cập giới hạn thời gian ngắn 1800s d • - Chi tiết IEEE 1588( SMPTE ST 2059-2) IEEE 1588 bản: đồng hồ thơng thường Là nguồn có tần số, pha thời gian mạng liệu Một đồng hồ thông thường hoạt động Master – Slave mã hoa nguồn thơng tin thành - gói tin PTP Một OC hoạt động Slave – Client để giải mã thơng tin gốc từ gói PTP để phục hồi - nguyên trạng Thách thức xuống cấp thông tin qua mạng, gói tin bị ảnh hưởng làm thay đổi độ trễ gói tin • IEEE 1588 bản: đồng hồ biên - Để làm giảm xuống cấp thông tin qua mạng, đồng hồ biên (BC) cài đặt - Một BC chấm dứt việc kết nối PTP Master – Slave tạo kết nối PTP Slave – - Client Một BC loại bỏ PDV đồng hồ BC cài đặt thành phần mạng đạt hiệu suất cao Slave – Client • IEEE 1588 bản: đồng hồ suốt - Một đồng hồ suốt (TC) không chấm dứt kết nối PTP - Một TC giảm thiểu xuống cấp thông tin mà phần tử mạng ngun nhân - Một TC cấu hình để loại bỏ PDV (end-to-end) - Một TC cấu hình để loại bỏ độ trễ truyền dẫn đường truyền/ liên kết tất nút mạng TC • IEEE 1588 bản: nút quản lí - Một nút quản lí giáo tiếp nhiều TC, OC, BC - Một nút quản lí cấu hình giám sát đồng hồ từ vị trí tập trung cách sử dụng tin nhắn quản lí PTP • IEEE 1588 bản: đồng 24 - Một Slave – Client giả định phần trễ đối xứng thượng nguồn hạ nguồn dòng tin Nó xác định đường dẫn bất đối xứng mà khơng có hỗ trợ thêm Hình ảnh minh họa đồng Hình Mơ hình truyền đồng [9] • Cấu hình IEEE 1588-2008 - Cấu hình PTP bao gồm tùy chọn bắt buộc, tùy chọn cấm, phạm vi giá trị mặc định - - việc cấu hình thuộc tính Một cấu hình IEEE bao gồm các định danh sau:  Tùy chọn thuật toán đồng hồ tốt  Tùy chọn cấu hình quản lí  Tùy chọn đo độ trễ đường dẫn  Phạm vi giá trị mặc định cho việc cấu hình  Các chế vận chuyển yêu cầu, cho phép cấm  Các loại nút yêu cầu, cho phép cấm  Nó cho phép mở rộng tiêu chuẩn Những ứng dụng khác cần có cấu hình khác Các khía cạnh cần xem xét cấu hình IEEE 1588-2008 là:  Yêu cầu đồng hồ  Chức triển khai 25  Số liệu mạng • Giải pháp tổng thể IEEE 1588 bao gồm:  Đơn vị Timestamps  Lớp truyền tải  Thuật toán/ máy chủ  PLL 2.3 SMPTE 2110 2.3.1Tiểu sử Vào tháng 11 năm 2015 ủy ban SVIP VSF xuất TR-03 đại diện cho đỉnh cao đầu vào ngành cơng nghiệp phát sóng cho việc tạo tiêu chuẩn dựa vào IP Hơn ủy ban nhận trước tiêu chuẩn 2022-5/6/7 không giải yêu cầu sẵn sàng tách luồng video, âm thanh, liệu Trong mơi trường mà phòng thu trực tiếp sử dụng SDI ràng buộc ngầm cho âm video Đa cấp độ ly khai tạo cần thiết cho việc bỏ nhúng nhúng âm liên tục, thứ không khác mặt ý tưởng đắt tiền Do ý tưởng khái niệm TR-03 thể SMPTE ST 2110 [10] phần tử cần riêng biệt Với video, âm liệu mang tách riêng luồng đa hướng với địa đặc biệt sử dụng sơ đồ gói RTP 2.3.2Tiêu chuẩn SMPTE ST 2110 gồm phần: • Hệ thống định định danh 2110-10 • Video 2110-20 (dựa RFC4175) • Mơ hình video định • Âm 2110-30 (AES67) • Âm 2110-31 (AES3 sử dụng phương pháp Ravenna) • Dữ liệu bổ sung 2110-40 • Video 2110-50 2022-6 âm AES 67 - 2110-10 mơ tả hệ thống định gói RTP sử dụng nào, cách - luồng mang mạng Video 2110-20 sử dung internet IETF tiêu chuẩn RFC 4175 Tiêu chuẩn loại bỏ nhu cầu khoản xóa dọc lịch sử đóng gói tín hiệu bổ sung khác Nó cung cấp phương tiện cho việc hợp dành cho video tính chất dòng video mong muốn độ phân giải tỉ lệ khung hình Nói cách khác video hỗ trợ luồng video pixel mà - khơng có gánh nặng đồng bổ sung liệu video (VANC) 2110-21 giải mơ hình định cho video địa FPGA thiết kế cách thiết kế dựa phần mềm Báo gồm mơ hình định cho “Hẹp” định cho nhiều thơng số kỹ thuật chặt chẽ mơ hình “Rộng” định cho mơ hình phần mềm chưa đạt tới độ xác chuyên dụng mà phần cứng cung cấp Nói cách khác hai mơ 26 hình cho phép người sử dụng linh hoạt việc thiết kế dựa phần cứng hiên - triển khai tương tai thiết kế dữa phần mềm 2110-30 đòn bẫy AES 67 cho việc mang tín hiệu âm PCM không nén, cho phép IP luồng tín hiệu âm vận chuyển riêng biệt từ loại bỏ nhu cầu “khơng ràng buộc” âm từ video Ví dụ âm kín bỏ nhúng Phải nhiều năm kĩ sư âm thỏa thuận dựa AES 67 tiêu chuẩn đơn không nén cho âm không - kệm ghép đơi mà đa kênh âm Tạo khả mang hàng trăm kênh 2110-30 địa kế thừa AES3 cho âm không PCM Ngành công nghiêp sử dụng định dang vài thập kỉ qua chắn yêu cầu tính hỗ trợ định dạng siêu - liệu cũ tương lai chất âm dịnh dang 2110-40 địa liệu bổ sung năm vùng SDI VANC thuộc khoản thời gian dọc môi trường IP xử lý tính chất RTP riêng biệt không ràng buộc với video cách thức liệu VANC CEA-608 CEA-708 - ngừng phụ đề chi tiết, mã hóa thời gian,AFD, liệu VANC khác bị chia cắt 2110-50 đến từ VSF TR-04 dẫn xuất từ 2022-6 AES 67, sử dụng SMPTE 2059-1/2 chế thời gian Điều quan tâm đặc biệt cho nhà khai thác thích - đơn giản từ 2022-6 cần cung cấp tách biệt âm AES 67 SMPTE 2059-1/2 tiêu chuẩn riêng biệt theo chất , tạo khóa thiết bị cho IP tương tự tham chiếu tối đồng mức SDI Sự khác biệt tín hiệu không mang cáp riêng biệt khứ Thay vào 2059 cho phép video, âm liệu đánh dấu gói giao thức thời gian xác (PTP) mạng Cho phép sợi cáp đơn khả mang không video, âm liệu mà khóa thiết bị phát triển lớn, cho kĩ sư phát sóng khả mạnh mẽ để - giải lỗi ngưỡng đồng hóa AMWA NMOS IS-04 dùng để khám phá đăng kí thiết bị xác định hệ thống điều khiển Hệ thống điều khiển dễ dàng xác định loại mục đích tín hiệu Ví dụ mô dun SPF cắm vào công tác, thiết bị nhận dạng máy phát máy thu hai, số trường hợp máy chủ phát lại Tín hiệu thơng báo cho dù video, âm thanh, liệu kết hợp chúng dựa thiết bị Nó cho phép hệ thống điều khiển chọn thiết bị điều khiển Ủy AMWA hoạt động dựa cách đồng thời hoạt động API mạng nhằm xác định tốt cách người gửi người nhận bị kiểm sốt bố trí cấu trúc Ethernet 27 Chương Ứng dụng chuẩn hóa SDI video qua IP giới Việt Nam 3.3 Thế giới 28 Trên giới có nhiều ứng dụng cho việc sử dụng chuẩn hóa SDI video thơng qua IP vào thiết bị công nghệ truyền thông đại Mặc dù nhiều khó khăn đạt vài thành tựu khả quan Sau vài ví dụ điển hình: 3.3.1Sản xuất từ xa Sản xuất từ xa [11] khả sản xuất chương trình phát sóng trực tiếp từ kiện thực tế Bằng cách truyền tải nguồn liệu thô (ISO), thiết bị điều khiển thông qua sở vật chất viễn thông gửi tới trung tâm phòng thu Từ bạn điều khiển thiết bị, cameras từ địa điểm tổ chức kiện Việc sản xuất dược tập trung sở studio đài truyền hình a Xu hướng thị trường Cách xem mới: ngoại trừ cách xem truyền thống từ đài truyền hình, OTT lên phương thức xem nhiều nội dung với chi phí thấp Với tảng phân phối cung cấp cho người xem toàn cầu Mặt khác người xem dành thời gian cho TV truyền thống mà dành nhiều thời gian cho thiết kết nối mạng trực tuyến điện thoại điều tạo hội cho nhà cung cấp HBO, Youtube, Nexflit có sức cạnh tranh với nhà đài truyền thống tạo mức thu khổng lồ mà truyền thống đạt tới Gia tăng nhu cầu thể thao trực tiếp 4K UHD: xu hướng ngày có nhiều người có nhu cầu nội dung trực tiếp mức độ 4K cho mức độ hình ảnh gấp bốn lần Ngồi xa thị trường sản phẩm 4K dang bán chạy sản phẩm định dạng HD 11 triệu TV 4K dược bán năm 2016 Do nhu cầu nội dung trực tiếp mức độ 4K tăng cao Tuy nhiên cần quan tâm chi phí sản xuất thiết bị sản xuất 4K Doanh thu trực tiếp: rõ ràng tiền lời tự kiện trực tiếp chương trình phát sóng tương tác gia tăng đột biến Vì lí mà nhà đài không ngừng mở rộng chương trình liên quan tới buổi hòa nhạc, kiện trị đặc biệt kiện thể thao Mỗi người hâm mộ dành 8h tuần để xem thể thao 1/3 số chi tiền cho kênh thể thao Ngoài thiết bị di động đứng thứ tương tác người dùng Thách thức vấn đề giới hạn tài nguyên có sẵn điều làm hạn chế chương trình trực tiếp mà đài truyền hình có để sản xuất Sản xuất từ xa – nhiều chương trình trực tiếp với chi phí hơn: Sản xuất từ xa yêu cầu dây cáp mở rộng từ địa điểm đến nhà đài mà không bị giới hạn khoản cách Việc sản xuất trực tiếp thực với nhiều camera phòng điều khiển với đầy đủ tín hiệu kiểm sốt truyền thơng Sản xuất từ xa cho tầm nhìn chiến lược lâu dài trở ngại trước mắt công nghệ lẫn mạng lưới tương thích kiện trực tiếp trung tâm sản xuất Đặc biệt công 29 nghệ bị giới hạn với giao diện âm thanh, video cũ, giới hạn dung lượng mạng yêu cầu phải nén nhiều tạo độ trễ lơn cho thiết bị, came sản xuất từ xa Tuy nhiên với phát triển cong nghệ vấn đề cải thiện dần Hiện đén thiết bi camera lớn sản xuất với chi phí hiệu sản xuất từ xa Ý tưởng sản xuất từ xa: Với sản xuất từ xa nhiều máy ảnh có nhiều liệu gửi cho sở phát sóng trung tâm dang liệu không nén (ISO) nén nhẹ (JPEG2000) Tùy thuộc vào loại kiện sở hạ tầng viễn thơng địa phương mà diễn việc chuyển đổi nguồn liệu camera trang web Điều thực hiển định tuyến router SDI trang web địa phương điều khiển từ xa phòng thu Hình Mơ hình việc sản xuất từ xa [11] b Lợi ích việc sản xuất từ xa Giảm chi phí sản xuất: Trong tình trạng mà việc sản xuất truyền thống ngày đắt đỏ nhu cầu kiện trực tiếp gia tăng sản xuất từ xa trở thành giải pháp giúp tiết kiệm chi phí cho sản xuất trực tiếp đồng thời gia tăng hiệu suất làm việc Sản suất từ xa nhà đài khơng cần tập trung nhiều nhân lực, thiết bị xe OB, thay vào với việc giới hạn nhân viên giúp đài tập trung sản xuất nhiều chương trình Tương tự thiết bị sử dụng cách có hiệu tốn thời gian cho việc vận chuyển 30 Sản xuất nhiều nội dung trực tiếp hơn: việc giảm phí sản xuất giúp tạo nhiều nội dung từ địa phương Tháy phải gửi kĩ thuật viên cho sản xuất xe OB nhà đài gửi nhiều biên tập viên, nhà báo để nẳm bắt làm cho nội dung ngày tốt Tạo nội dung tốt hơn: Bằng cách định sở sản xuất trung tâm cho mục đích sản xuất, việc truy cập vào kho lưu trữ tài nguyên trung tâm tài nguyên nội khác giúp đài truyền hình tạo nội dung phong phú Việc đầu tư vào thiết bị phòng thu triển khai nội dung nén không nén giúp tăng chất lượng nội dung Mặc dù tài nguyên tiềm sản xuất khan nhờ có sản xuất từ xa mà nhà đài trì nhiều kiện, nội dung ngày Ngồi tiếp cận với nội dung thô không sản xuất phòng thu giúp cho việc sản xuất đa tảng có hiệu tốt Cũng sản xuất nội dung phù hợp với thiết bị khác điện thoại Sự sẵn sàng việc sản xuất 4K: Nhu cầu thiết bị sản xuất trực tiếp cho chất lượng phân giải cao ngày thúc đẩy từ thị trường nhà sản xuất hình Đối với nhà đài việc sản xuất chất lượng 4K UHD yêu cầu hộ phải nâng cấp tất thiết bị xe OB lên với chi phí cao việc sản xuất từ xa hầu hết thiết bị tập trung sở trung tâm cách sử dụng nén nhẹ tín hiệu 4K truyền qua Mạng 1Gbps mà dung lượng phù hợp với nhà đài Mặc khác việc sản xuất từ xa đóng vai trò trọng yếu việc sản xuất 4K trực tiếp đồng thơi giúp tối ưu hóa chi phí quy mô lớn c Thách thức sản xuất từ xa Con người văn hóa: Sản xuất từ xa tác động tới nhân viên theo nhiều cách khác Việc di chuyển giúp họ dành nhiều thời gian cho gia đình vào lúc diễn kiên làm việc với sản phẩm khác thay phải ngồi xe khách sạn địa phương Đối với nhiều người việc giúp ích họ nhiều Nhưng mặt khác sản xuất chỗ mang nhiều cơng việc cho họ cách họ sống Cơng nghệ: Việc phân phối dòng cơng việc khoản cách xa đòi hỏi cao công nghệ sử dụng để kết nối địa điểm với trung tâm sản xuất Từ góc độ ứng dụng sản xuất từ xa giống sản xuất địa phương cần dược hỗ trợ mặt cơng nghệ Nếu khơng sản xuất từ xa trở thành giải pháp thay thể cho sản xuất truyền thống Các thách thức công nghệ là:  Cơ sở hạ tầng viễn thông tin cậy thỏa thuận ràng buộc: Nhiệm vụ sản xuất có tính sãn sàng cao nên nên nghĩa phần tất đa dạng công nghệ Các thỏa 31 thuận chưa kí kết nên không đảm bảo rủi ro Điều quan chi phí cho sản xuất từ xa từ sở hạ tầng viễn thông không bị giới hạn Mặt khác sở mạng hầu hết quốc gia xử lí việc sản xuất video với mức giá phù hợp có độ nén mức trễ thấp triển khải nhằm làm giảm chi phí kết nối  Độ trễ từ đầu đến cuối: Để đảm bảo nhà sản xuất nhân viên cộng tác cách hiệu độ trễ từ đầu đến cuối phải giữ mức tối thiểu với chương trình phát sóng Sự chậm trễ cấu thành từ độ trễ mạng, xử lý video, mã hóa, các thời gian trì hỗn khác thiết bị chuyển đỗi Ở hầu hết khu vực chậm trễ yêu cầu thiết yếu với sản xuất từ xa cách sử dụng nén có độ trễ thấp tốc độ liệu bị giảm trì thời gian trễ phù hợp  Đồng hóa âm video: Đồng hóa âm hình ảnh nhân tố quan cho việc sản xuất thành công Để sản xuất âm thành công, cố định, dự đoán được, độ trễ truyền dẫn biết cho phép tất kênh âm trở phận sản xuất Nhằm tạo điều kiện chó chuyển đỗi phải có liên kết hồn hảo khung thơng tin từ liệu camera đến phòng thu Đặc biệt sản xuất video cần tham chiếu đồng chung  Khả tương tác với thiết bị tại: Ngồi tín hiệu video trực tiếp liệu âm phải kiểm soát từ địa điểm đến phòng thu Điều bao gồm sản xuất âm thanh, máy liên lạc, thiết bị điều khiển tín hiệu Tín hiệu thường sản xuất từ nguồn có sẵn giao diện độc quyền Do giải pháp sản xuất từ xa thành công cần phải có hỗ trợ đa dịch vụ 3.3.2Cáp đồng trục đại 4K Trong cáp đồng trục [12] giống người tiền nhiệm có nhiều thay đổi cải tiến Trong thiết kế khía cạnh cải thiện Phàn giữ ngun lớp áo khốc dùng PVC cáp định trước Tất nhiên việc in ấn hoàn toàn khác so với loại cáp trước Dưới danh sách phận cấu thành cho cáp thay đổi cải tiến thực hiên Vật dẫn điện trung tâm: dây dẫn đồng mạ bạc khơng để tràn nữa.do bạc có trở kháng thấp đồng nên độ dẫn tổng thể giảm làm giảm điện áp cáp khoản cách xa Ngoài lớp nơi mang dải tần số cao Ưu điểm cuối khác biệt đồng bạc tiếp xúc khơng khí, đồng gặp oxi hóa trở thành chất bán dẫn bạc oxit bạc có trở kháng tương tự 32 Chất điện môi: Chất lượng chất điện môi đánh giá dựa số điện môi chân khơng coi chất điện mơi hồn hảo với số khó để thực Thay vào người ta sử dụng khơng khí đặc biệt nitơ với số điện môi vô thấp Một cách khác để thể hiệu suất vận tốc truyền tức vận tốc tín hiệu xuống dây dẫn so với vận tốc ánh sáng nhựa đóng vai trò vận tốc Lá chắn đầu tiên: Cáp video kĩ thuật số kết hợp công nghệ, di sản loại cáp trước loại cáp CATV với băng thông rộng Các chắn thêm vào từ yêu cầu khách hàng Nó giúp kết nối dễ dàng Ở mức 6GHz tới 12GHz chắn có lợi giúp tăng đáng kể tính đối xứng độ phù hợp với độ xác lõi bên Việc uốn cáp ảnh hưởng đến dây dẫn trung tâm nhờ chắn liên kết với lõi Khoản cách trở thành thành phàn trở kháng cáp chuyển động chuyển dịch ảnh hưởng tới độ biến thiên trở kháng phục hồi mác Ngoài chắn bên ngồi hỗ trợ nhiều đến độ xác đầu mối lắp lớp Lá chắn làm tăng độ xác file đính kèm conector quan trọng cho hiệu suất từ GHz đến 12 GHz quán Vỏ ngoài: Là lớp khơng thay đỗi so với trước lớp PVC tiêu chuẩn Có tác dụng chủ yếu cho việc bảo vệ xác định thông số cáp 3.2 Việt Nam Hiện Việt Nam sở hạ tầng chưa đáp ứng nhu cầu truyền dẫn Đồng thời chương trình đạt chất lượng cao 4K q trình thử nghiệm nên ứng dụng công nghệ hạn chế Một thành tựu lớn mà đạt sử dụng công nghệ nén “nhẹ” nhầm truyền tải nội dung video chất lượng cao sang băng thông thấp thành cơng Ngồi có số phiên thử nghiệm từ nhà đài số chương trình chất lượng cao đánh dấu hướng tương lai đài truyền hình 33 Kết Luận Như tiêu chuẩn IP tương thích tiếp tục trưởng thành, họ mở đường cho đài truyền hình chuyển dời mua bán sang tất IP hoạt động Trong nhà khai thác tìm tòi phương pháp tiếp cận nhanh chóng cho việc chuyển dời băng tần sở tín hiệu sang IP Rõ ràng việc chuyển dời không đảm nhận buôn bán thời trang, SDI tín hiệu IP tồn cở sở phát sóng nhiều năm nhà khai thác khơng hồn tồn từ bỏ khoản đầu từ trước Do viễn cảnh sáng tạo kỹ thuật định hướng kinh tế cho cở sở vật chất phối trộn SDI cũ IP – tạo điều kiện cho xuất liên tục khả tương tác tiêu chuẩn công nghệ thiết bị cung cấp I/O riêng, IP không nén Bởi định tuyến SDI nằm trung tâm hầu hết hoạt động phát sóng – thực tế tất tín hiệu nhà máy qua chúng – họ cung cấp nơi lý tưởng cho việc chuyển đỗi tín hiệu Bằng việc tận dụng sức mạnh định tuyến SDI mơi trường IP SDI tồn giai đoạn hỗn hợp cho nhiều năm tới Nếu lịch sử có lời dẫn thiết bị phát sóng bắt đầu chế tạo với hai cổng SDI IP nhằm hỗ trợ thêm cho chiến lược hỗn hợp Tài Liệu Tham Khảo [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] (2014) Serial Digital Interface Available: https://en.wikipedia.org/wiki/Serial_digital_interface ANSI/SMPTE 259M-1997, September 25, 1997 SMPTE 292M-1998, October 1, 1998 SMPTE 308M-1998, September 18, 1998 P Kathail and C Meyer, "Journey of 9's—High Availbility for IP Based Production Systems," in Annual Technical Conference and Exhibition, SMPTE 2015, 2015, pp 1-12: SMPTE S Barella, "Practical Transition Strategies of SDI Facilities Utilizing Newer IP Baseband A/V Signals," in Annual Technical Conference and Exhibition, SMPTE 2016, 2016, pp 1-10: SMPTE N K Thomas Kernen, "Using PTP for Time & Frequency in Broadcast Applications," TECHNICAL REVIEW, pp 1-12, March 2018 P A Crossley, H Guo, and Z Ma, "Time synchronization for transmission substations using GPS and IEEE 1588," CSEE Journal of Power and Energy Systems, vol 2, no 3, pp 91-99, 2016 P Meyer (February 9, 2016) SMPTE ST-2059-2 (IEEE1588) S Barella, "The making of an IP standard: SMPTE ST 2110 comes of age," CSI, April 2017 34 [11] [12] "REMOTE PRODUCTION The possibility to offer more live content at a low cost," Net Insight p 8, 2015 O Barthelmes and D Weinstein, "12G SDI over RF Coaxial Structures," in Annual Technical Conference and Exhibition, SMPTE 2016, 2016, pp 1-17: SMPTE 35 ... giới thiệu SMPTE 325M) cung cấp cách xác định rõ ràng định danh tải trọng video 11 Chương Một số tiêu chuẩn đóng gói SDI video qua IP 2.1 SMPTE 2022 Với tiêu chuẩn SMPTE 2022 [5] tập trung nhiều... trúc Ethernet 27 Chương Ứng dụng chuẩn hóa SDI video qua IP giới Việt Nam 3.3 Thế giới 28 Trên giới có nhiều ứng dụng cho việc sử dụng chuẩn hóa SDI video thơng qua IP vào thiết bị công nghệ truyền... 158, Nguyễn Hữu Thọ, xã Phước Kiển, Huyện Nhà Bè, TP.HCM Đề Tài Thực Tập: TÌM HIỂU CÁC CHUẨN ĐĨNG GĨI SDI VIDEO QUA IP Thời Gian Thực Tập: Từ ngày 26/6/2018 đến 12/8/2018 Nhận Xét Của Đơn Vị