Át-„IP”-ítés – IP router az MTVA-ban

2018. január eleje óta az MTVA infrastruktúráját egy IP alapon működő Evertz video router szolgálja ki. Leírva és elolvasva az előbbi mondat egy viszonylag egyszerű tény, de ha kicsit jobban belegondol az ember, hirtelen nagyon izgalmassá válik, rengeteg kérdéssel, tervezéssel és hatalmas mennyiségű munkával a háttérben. A következőkben ezekről, a háttérben zajló dolgokról szeretnénk egy kicsit írni.

2017 őszén – több független tényező hatására – az MTVA lépéskényszerbe került meglévő video routereinek részben életkorukból fakadó avulása, részben a gyártó által hirtelen bejelentett életciklus lezárása miatt. Mivel kritikus infrastrukturális elemekről van szó, megengedhetetlen volt, hogy ismert hibákkal, illetve élő gyári támogatás nélkül üzemeltessék tovább őket. Így döntetett el, hogy a lehető legszorosabb határidővel a kérdéses routert / routereket ki kell cserélni.

Ezen a ponton – ahogy az lenni szokott – az MTVA oldaláról megvizsgálták a lehetőségeket, hiszen video routert sokan gyártanak (megbízható, nagyméretű eszközt már kevesebben…). Tekintettel a feladat nagyságára, valamint arra, hogy egy ilyen eszközbeszerzés hosszú évekre határozza meg a televízió működését és jövőbeli fejlesztéseit, felvetődött egy nem hagyományos SDI router, hanem tisztán IP alapú központi kapcsoló beszerzésének igénye, a szükséges pontokon SDI/IP, illetve IP/SDI gateway-ekkel. Ez a megoldás kétség kívül új, idegen és eltér mindentől, amit az MTVA addig megszokott.

Miután megismerték mindazokat az előnyöket (mind rövid távon nézve, de kiváltképp hosszú távon), amelyek egy ilyen előremutató rendszer beszerzésével járnak, az MTVA a tendert nem „hagyományos” SDI routerre, hanem IP alapú kapcsolóeszközre írta ki, amely kapacitását tekintve ki kell szolgálja nem csak a most meglévő routerek vonalait, hanem ezek sokszorosára bővíthető. Így hosszú ideig stabil alapot tud szolgáltatni az MTVA fejlesztéseihez.

Meglepő volt a piaci reakciója erre a döntésre: többen egyértelműen megkérdőjelezték a választás jogosultságát és észszerűségét. Ez kiválóan mutatja a piac helyzetét az IP technológiák térnyerése szempontjából. Szinte mindenki beszél arról, hogy természetesen az IP a jövő, jönnek az IP-s eszközök, mennyi lehetőséget rejtenek, stb., ugyanakkor valós tapasztalattal és élő referenciával már nagyon kevesen rendelkeznek.

Nyugodtan mondhatjuk, hogy az Evertz, a mögötte álló több mint száz élő és üzemben lévő IP alapú rendszerrel, és immár több mint öt év tapasztalattal (nem számolva az előtte a fejlesztésre szánt időt), ami az amerikai ESPN DC2-es stúdió komplexumának 2013-as installációja óta eltelt, „tudja miről beszél”. Az IP rendszerek tervezése, üzemeltetése és támogatása kapcsán hatalmas gyakorlattal és tapasztalattal rendelkezik. Cégünk mérnökei pedig, – ha némiképp távolabbról is – a kezdetek óta bekapcsolódhattak ebbe a pezsgő világba. Amióta az Evertznél publikussá váltak az IP alapú rendszer-installációk, mérnökeink azóta járnak az IP technológiákhoz kapcsolódó gyártói (sokszor szerviz / fejlesztői) tréningekre, oktatásokra, amelyek segítségével olyan valós tudással rendelkezünk ezen rendszerekről, amik elengedhetetlenek egy hasonló rendszer bevezetéséhez, de megszerezni őket csak valós környezetben lehet.

Mindezek alapozták meg azt a magabiztosságot, amely elengedhetetlen volt ahhoz, hogy az MTVA számára egy ilyen rendszert, ennek teljes körű installációját, konfigurálását és támogatását tudjuk ajánlani. Nyugodtan mondhatjuk, hogy a piacon jelenleg más cég nem rendelkezik ilyen ismeretekkel és olyan eszközparkkal, amely bizonyítottan képes ellátni az elvárt feladatokat.

Természetesen nem hagyhatjuk figyelmen kívül azt a tényt, hogy itt bizony nem zöldmezős beruházásról beszélünk, hanem egy élő, üzemelő televízió talpa alól kell ’kirántani’ egy kiemelten kritikus rendszerelemet, amelyen összefutnak a televízió szálai. Igen gondos tervezés, és az MTVA maximális segítsége volt szükséges ahhoz, hogy ezt az átállást meg tudjuk tervezni, valamint apróbb lépésekre bontva végre is tudjuk hajtani.

Az, hogy immár több mint egy hónapja az új routerről üzemel a teljes központi infrastruktúra, valamint az M1 híradó stúdiója (illetve a router cserével párhuzamosan kiépült tartalék híradó-vezérlő), bizonyítja, hogy a projektben részt vevő összes kolléga a tudása maximumát beleadva remek munkát végzett.

Ami miatt az Evertz (és így mi is) ilyen magabiztosan tud az IP alapú routinghoz hozzáállni, az leginkább arra vezethető vissza (a több éves tapasztalat mellett), hogy az alkalmazott eszközpark nem a mindenki más által alkalmazott elveket követi (ahol az IP routing magja egy standard switch), hanem egy teljesen saját, video környezetbe optimalizált, önmagában redundáns és hot-swap IP video switch köré épül fel. Ez az IP switch (Evertz EXE16) a videos logikát követve a hátlapján kábeleződik, ugyanakkor minden modulja (line card, crosspoint, frame controller, hűtés) a készülék eleje felől, üzem közben cserélhető. Állítsuk szembe mindezt egy tetszőleges switch-el, ahol bármilyen hiba esetén az egész eszközt le kell kábelezni és cserélni…

Mindemellett a router önmagában kínál crosspoint szintű redundanciát, ami mellett – ha az ügyfél úgy dönt – natívan kiépíthető egy teljes kettőzött rendszer, mivel minden input/output gateway fel van készítve arra, hogy két átviteli úton adjon, valamint fogadjon IP jeleket.

A router szerves részének tekintendőek a moduláris frame-ekben elhelyezett gateway (Evertz 570IPG) kártyák, amelyek fogadják az SDI jeleket és IP-re ültetik őket, valamint ugyanezt elvégzik visszafelé. Ezen kártyák 10GbE felületen kapcsolódnak az EXE16-os switch-hez. Konfigurációtól függően egy kártya vagy 9 be- és 9 kimenetet biztosít, vagy csak 18 bemenetet, illetve csak 18 kimenetet. Ezekből a  modulokból építettük fel a routert, amely jelenlegi konfigurációját tekintve 594 bemenetet és 630 kimenetet biztosít. A moduláris felépítés lehetőséget adott arra, hogy a router i/o-kat fizikálisan elvigyük a végponti eszközökhöz, és ott helyezzük el, ahol az adott blokk található. Így az SDI kábelezés mennyisége drasztikusan lecsökkent, valamint olyan helyekre is kerülhetett natív router port, ahol eddig erre nem volt mód.

A gateway-ek nem végeznek semmilyen tömörítést, az SDI jelet csak becsomagolják (encapsulation) IP packet-ekbe, illetve kimeneti oldalon az IP packet-ekből újra összeállítják az SDI jelet (decapsulation). Ebből kiszámítható, hogy egy 10Gbps optikai linken 1,5Gbps sávszélességű HD-SDI jelből összesen hatot tudunk szállítani. Itt már látszik, hogy további csökkenést tapasztalhatunk kábelezés oldalon, hiszen egy linken akár hat jel közlekedhet (oda-vissza!).

A központi switch (EXE16) alapesetben 288 darab 10GbE portot kínál. Ebből fakad, hogy az elméleti maximális kapcsolókapacitása 1728×1728, ami SDI routerként egy tekintélyes, több rack-nyi eszközpark lenne. Csakhogy ezen az alap kapacitáson felül az eszköz tovább bővíthető (frame-en belül) úgynevezett expansion slot-okkal, amely eredményeképp a kapacitásának felső határa 3072×3072 SDI i/o-nak felel meg. Azt hiszem nyugodtan kijelenthetem, hogy ez egy darabig elegendő lesz.

A rendszer belső lelkivilágát tekintve, egy picit szofisztikáltabb annál, minthogy a beérkező SDI jelet egy az egyben becsomagolja IP-re, ahogy ezt láttuk a technológia korai időszakában (SMPTE 2022-6 szabvány). A mostani konfiguráció úgynevezett „multi-flow” streameket használ, ahol külön multicast címen érhető el minden SDI port esetén a video tartalom, az embedded audio group-onként, valamint a videóhoz tartozó metaadat (ANC, stb.).

A rendszer elengedhetetlen eleme egy olyan szinkrongenerátor, amely a video referenciával tökéletes szinkronban lévő IP időzítést (PTP v2) is kínál. Emiatt cserélni kellett az MTVA – szintén csereérett – meglévő szinkrongenerátorát egy Evertz 5700MSC-IP alapú redundáns rendszerre.

A router rendszer vezérlését tekintve „minden maradt a régiben”. Az MTVA-ban korábban alkalmazott vezérlő rendszerekkel interface-eltünk (Lawo VSM, ProBel Aurora), amely kapcsolatok mind kifogástalanul működnek. Itt nem elhanyagolható szempont, hogy ezáltal a felhasználók számára a változás valóban észrevehetetlen, hiszen nem kellett semmilyen új kezelőfelülettel megismerkedniük.

Végezetül kicsit beszélnék magáról az átállásról, hiszen egy ilyen projekt nem csak technológiai szempontból izgalmas. Lebonyolítása is hatalmas feladat, és alapos szervezést igényel.

A rendszer konfigurációját az MTVA-val egyeztetve igyekeztünk a meglévő felálláshoz igazítani, hogy ne kelljen szükségtelenül sok változást végrehajtani. Amit itt mindenképpen meg kellett tenni, az a meglévő router valójában nem használt vonalainak, és a korábbi több-routeres felállásból fakadó duplikációknak a ’kigyomlálása’ volt, majd az ezután kapott kapcsolódást képeztük le az új rendszerre.

Az Evertz-el közösen elkészítettünk egy konfigurációs táblázatot, amely gyakorlatilag minden szempontból leírta az új router rendszert, tartalmazta az összes gateway-t, azok i/o konfigurációit, a rendszerbe bekerülő jelek multicast címeit, a gateway-ek és a switch kapcsolódásait. A nulladik szintű gyári élesztés során ez a táblázat került feltöltésre a routerbe, amely által immár valós rendszerként működött. Tekintettel a feladat feszített időzítésére, és arra, hogy mekkora technológiai ugrást fog ez jelenteni, az eszközök leszállítása előtt az Evertz burlingtoni gyárában teszteltük és vettük át az eszközöket (u.n. factory acceptance test – FAT). Ezután került leszállításra a megrendelt eszközpark.

Természetesen mindeközben itthon sem állt meg az élet, az előzetesen elkészített tervek és kábellista alapján megkezdődött az új video és optikai kábelezés legyártása, installálása, valamint az eszközök helyének előkészítése. Így mire a rendelt berendezések megérkeztek, a helyszínen gyakorlatilag közel kész kábelezés fogadott mindent.

Az ezt követő lépésben installáltuk a gateway-eket tartalmazó frame-eket és a központi switch-et, valamint a közöttük szükséges optikai kábelezést és vezérlés hálózatot. Ezután a routert mint komplett rendszert még egyszer leteszteltük a helyszínen, immár külső vezérléssel is, hogy valóban azt és úgy csinálja, ahogy elvárjuk.

Ez után (rögtön a karácsonyi nyugalom után) a már említett szinkrongenerátor csere volt napirenden, amely során – egy kellemes éjszakai szeánsz alatt – gyakorlatilag a korábbi generátor helyére tettük az új eszközt és beállítottuk, hogy ugyanazon jeleket biztosítsa a referencia-szétosztás számára, mint a korábbi megoldás.

Végezetül 2017. december legvégén elkezdtük a korábban meghatározott ütemezés szerint az átállást a régi routerekről az újra. Ahhoz, hogy ez kivitelezhető legyen, először ideiglenes átadókat hoztunk létre a két világ között az átjárás biztosításához. Ahogy haladtunk előre, úgy ezekre egyre kevesebb szükség volt, hiszen egy idő után a használt jelek nagy része már az új routeren megtalálható volt. Ennek a folyamatnak az utolsó lépése volt a teljes M1 híradó stúdió migrálása, szintén egy éjszaka folyamán, hiszen a híradó éjfélig folyamatosan élő adást biztosít, amely alatt az átállás nem megvalósítható.

Azt gondoljuk, hogy a projektet mindenképp sikerként kell elkönyvelni: a két cég (MTVA, Studiotech) közösen, extrém rövid idő alatt, sikeresen cserélte le az MTVA egyik legközpontibb video eszközét az elérhető legkorszerűbb megoldásra. A cégek mérnökei (valamint logisztikai és adminisztrációs munkatársai) nagyszerű csapatként dolgoztak együtt azon, hogy létrehozzák az ország első IP video rendszerét.

2 comments on “Át-„IP”-ítés – IP router az MTVA-ban

Vélemény, hozzászólás?

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöljük.

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>