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Intel, als offizieller Partner für Prozessortechnik der Olympischen und Paralympischen Spiele, und die Olympic Broadcasting Services (OBS) haben einen Proof of Concept (PoC) einer offenen Referenzarchitektur für einen softwaredefinierten Übertragungswagen unter Verwendung von COTS-Hardware durchgeführt. Dieses Modell hat das Potenzial, die Kosten und die Komplexität der Videoproduktion für Live-Events zu reduzieren und gleichzeitig die Flexibilität und Skalierbarkeit zu verbessern.

Die Live-Videoproduktion wandelt sich von ihrer historischen Abhängigkeit von unflexiblen, kostspieligen proprietären Standards und Geräten zu einem offeneren Modell, das auf kommerzieller Standardhardware (COTS) basiert. Durch die Einführung eines softwaredefinierten IP-Bereitstellungsmodells für die Videoproduktion kann die Branche von den Innovationen im Bereich der Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT) profitieren. Dabei erzielen Lösungsarchitekten für die Videoverarbeitung Vorteile in Bezug auf Flexibilität, Skalierbarkeit und Kosten, indem sie die proprietäre Infrastruktur durch universelle IT-Technologien ersetzen. Durch die Kombination der Expertise von OBS in den Bereichen Live-Videoproduktion und Videoproduktionstechnologie mit der Expertise von Intel in der Bereitstellung von Rechen- und Netzwerkplattformen, die in der gesamten IKT-Landschaft verbreitet sind, konnten wir eine voll funktionsfähige „virtuelle OB (Außenübertragung)“ aufbauen.

Die ST 2110-Normen der Society of Motion Picture and Television Engineers (SMPTE) für die IP-basierte Videoübertragung beschleunigen den Übergang der Videoproduktion von der sendespezifischen seriellen digitalen Schnittstelle (SDI) zu offenen Architekturen. Diese Transformation ermöglicht auch dezentrale, zentralisierte oder verteilte Cloud-basierte Videoproduktions-Workflows, die zur Senkung der Kosten für die Erstellung von Video-Assets beitragen. Die aktualisierten Ansätze ermöglichen es einem einzigen Team, mehrere Veranstaltungen innerhalb eines begrenzten Zeitfensters zu produzieren, wodurch die Notwendigkeit entfällt, spezielle Produktionsteams und eigenes Equipment zu den Veranstaltungsorten zu schicken oder Produktionsaufgaben an Drittanbieter auszulagern.

Referenzarchitektur Proof of Concept (PoC) bei den Olympischen Spielen

Die laufende Zusammenarbeit zwischen Intel und den Olympic Broadcasting Services definiert eine Referenzarchitektur für einen softwaredefinierten Übertragungswagen unter dem Arbeitsnamen Virtualized Outside Broadcast Van (vOB). Das Ziel ist eine vollständig virtualisierte Architektur, die auf einer gemeinsamen Plattform basiert und COTS-Hardware verwendet, die unter Broadcast- und Software-defined Network (SDN)-Orchestratoren verwaltet wird.

Die definierte Architektur verwendet offene Standard-APIs (Application Programming Interfaces) und behält die Benutzerfreundlichkeit bei, mit der Rundfunkingenieure und -betreiber bei der Verwendung herkömmlicher Rundfunkgeräte vertraut sind. Die auf Standards basierende Plattform ermöglicht es, mehrere erstklassige Softwareanwendungen von einem oder mehreren Anbietern auf derselben physischen Plattform zu installieren. Dieser Ansatz ermöglicht eine einfache Skalierbarkeit der physischen Hardwareressourcen, um der Komplexität und den Rechenanforderungen für verschiedene Übertragungsereignisse gerecht zu werden.

Olympic Broadcasting Services und Intel definierten gemeinsam eine Architektur, die die Anforderungen an Netzwerk, Verarbeitung, Speicherung, Software, Steuerung und Orchestrierung für eine Live-Videoproduktion auf der Basis von COTS-Hardware erfüllt.

Die Referenzarchitektur, die bei der Curling-Veranstaltung während der Olympischen Winterspiele 2022 getestet wurde, spiegelte die Standard-Sendeproduktion wider, die internationalen Sendern zur Verfügung steht. Mehrere Anbieter trugen zu dem Projekt bei, wobei ihre Softwareanwendungen auf einer gemeinsamen Plattform für die Verarbeitung von Audio- und Videoströmen eingesetzt wurden. In der ersten Phase dieses Projekts stehen Funktionalität und Interoperabilität im Vordergrund, wobei Video- und Audiokanäle mit 1080p50 Standard Dynamic Range (SDR) aufgenommen und verarbeitet werden. Die nächste Phase des Projekts wird auf eine 4K-Videoauflösung skalieren und Unterstützung für High Dynamic Range (HDR)-Videos bieten. Der transformative Charakter der Referenzarchitektur soll den Sendeanstalten folgende Vorteile bringen:

  • Zu den reduzierten Kosten gehören sowohl die Investitionsausgaben für die Ausrüstung (CapEx) als auch die logistischen Betriebskosten (OpEx) im Zusammenhang mit der Durchführung von Veranstaltungen. Die Verwendung von COTS-Hardware für allgemeine Zwecke anstelle des Versands spezieller Geräte strafft die Logistik und ermöglicht einen geringeren Platzbedarf. COTS-Ressourcen können auch in ereignisfreien Zeiten wiederverwendet werden, wodurch sich die Kosten über andere Workloads amortisieren, und CapEx kann in OpEx umgewandelt werden, indem nur die benötigten Hardware- und Softwareressourcen auf Abrufbasis bezahlt werden. Neue Codecs und Funktionen können mit einfachen Software-Updates hinzugefügt werden, anstelle von Gabelstapler-Upgrades.
  • Verbesserte Flexibilität wird durch eine offene Workload-Platzierung und die Auswahl der besten Softwareanwendungen unter den Lösungsanbietern sowie die Unterstützung mehrerer Softwareimplementierungen auf einer einzigen gemeinsamen Plattform ermöglicht. Getrennte Workflows können effizient über verschiedene Standorte verteilt werden, einschließlich On-Premise, Off-Premise und Cloud, und die Architektur lässt sich bei Bedarf leicht skalieren, indem zusätzliche Rechenressourcen zur bestehenden Infrastruktur hinzugefügt werden.
  • Einheitliche Plattformen, die auf einer COTS-Architektur basieren, bieten eine homogene Architektur für alle Videoproduktionspipelines, die eine universelle IT-Infrastruktur nachbildet, die auch in anderen Bereichen des Unternehmens verwendet wird, was die Bereitstellung und Wartung vereinfacht.
  • Die Skalierbarkeit wird durch die ständige Verbesserung der Verfügbarkeit und der Preise für Bandbreiten und IP-Switching-Kapazitäten verbessert, sodass die Infrastrukturkapazität bei gleichbleibenden finanziellen Investitionen schrittweise erhöht werden kann.
  • Zu den Verbesserungen bei der Redundanz, die die einheitliche Plattform bietet, gehören die Vorteile der N+1-Redundanz gegenüber der 1+1-Redundanz, um die Kosten und den physischen Platzbedarf bei Veranstaltungen zu reduzieren. Die Redundanz kann auch durch eine öffentliche Cloud-Infrastruktur gewährleistet werden, die nur bei Bedarf genutzt wird, was die Kosten weiter senkt.
  • Der CO2-Fußabdruck wird verringert, da keine Übertragungswagen, Ausrüstung und Personal zu den Veranstaltungsorten geschickt werden müssen, insbesondere bei internationalen Veranstaltungen.

PoC Ziele

Durch die Validierung der Referenzarchitektur bei den Olympischen Winterspielen 2022 erreichen Intel und die Olympic Broadcasting Services die folgenden Ziele:

  • Reduzierung der logistischen und betrieblichen Komplexität im Vergleich zur herkömmlichen Übertragungsinfrastruktur, einschließlich Planung, Transport und Einrichtung.
  • Bereitstellung einer offenen Architektur, die proprietäre monolithische Rundfunkgeräte durch virtualisierte und containerisierte Dienste ersetzt, die auf COTS-Hardware und Cloud-Infrastrukturen ausgeführt werden können.
  • Steigerung der Flexibilität durch die Möglichkeit, dass ein einziges System mehrere Aufgaben bei einer Vielzahl von Live-Sport- und anderen Veranstaltungen erfüllen kann, wodurch Tests und Inbetriebnahme außerhalb restriktiver Zeitpläne möglich sind.
  • Verringerung des gesamten Sendeplatzbedarfs an den Veranstaltungsorten und im IBC (International Broadcasting Center).