NDI e SMPTE-2110: video over IP

Una parte del mondo del Broadcast sta facendo rotta verso il formato SMPTE 2110, ben noto standard proposto dalla Society of Motion Picture and Television Engineers -soprattutto- perché nasce con la finalità di inviare il video digitale su una rete IP.
La novità rispetto al passato è nel fatto che i dati video sono veicolati su infrastruttura IT in formato non compresso e il video, l’audio e i dati ancillari viaggiano su stream distinti e separati.
L’efficienza di banda, non certo elevata è subordinata alla qualità che risulta massima, mentre la flessibilità non è un problema in quanto tale formato nasce per impiego all’interno di un centro di produzione e distribuzione broadcast.
In questa direzione è convinzione piuttosto comune dell’industria dei media che tale formato sia appannaggio solo ed esclusivo dei broadcaster pubblici, come uniche entità in grado di reggere i costi.

Superare alcuni limiti

L’SMPTE 2110 è sicuramente nato come soluzione di infrastruttura in grado di cancellare le complessità del tipico segnale SDI, e spostarsi verso una infrastruttura di rete che gestisca il video.
Dal punto di vista tecnologico vuole superare una serie di limiti che l’impiego dell’SDI (e nel 2022) ha sempre imposto, come la complessità di estrarre da un segnale video l’audio demultiplexandolo, scompattandolo, quando necessario.
Nel 2110 questo non accade più dato che tutti i flussi sono separati, quindi risulta molto semplice leggere solo ciò che serve, senza demultiplexare nulla.
Unico vincolo in questa situazione è disporre di un apparato di sincronizzazione distribuito nella rete che permetta che questi flussi siano riconoscibili e siano sincroni.
Per impiegare il l’SMPTE 2110 non è però sufficiente acquistare cavi di rete e semplici apparati COTS, infatti servono prodotti di alto livello in grado di supportare dei data rate elevati di 10Gbps per flusso in UHD e di 2,7 Gb in Full HD e di sincronizzazione PTP (precision time protocol) con adeguata infrastruttura di rete.
L’altro problema è che ad oggi siamo abituati ai sistemi IP “normali” ma in effetti non esiste un sistema software in grado di generare un flusso 2110 perché questo è generato via hardware.
Quindi ogni device necessita di una interfaccia hardware convertitore da SDI a 2110; il mixer potrebbe già essere in grado di ricevere un segnale 2110, ma una telecamera, un computer per la grafica e altro necessitano di nuovo hardware costoso.
In pratica, riassumendo, dal punto di vista della tipica struttura di produzione, il 2110 offre il massimo dal punto i vista della qualità ma richiede una certa complessità nella gestione e necessita di sensibili cambiamenti alla struttura, non economici.

Roberto Musso IP&NDI Regional Product Manager EMEA di Vizrt commenta:
“Il formato SMPTE 2110 nasce per garantire l’interoperabilità degli apparati IP sulla stessa rete, ossia dovrebbe essere una tecnologia open source di tipo plug and play, ma molti nel settore ritengono che i grandi player del mondo broadcast, che fanno parte del consorzio, tendano a garantirsi in qualche modo un certo vantaggio aziendale sullo standard stesso.
Questo sta causando un certo ritardo nello sviluppo di questa tecnologia e, soprattutto, il sogno iniziale di interoperabilità un po’ si allontana, visto che lo scenario si complica.
Un altro problema è che, in genere, i dipendenti abituati a lavorare con le tecnologie SDI non possono essere gli stessi che opereranno con l’SMPTE 2110 per una questione di cambio di mentalità del workflow. In pratica i problemi rimangono nei costi, le competenze e nel cambio generazionale richiesto al personale.”

La pandemia e l’NDI

Oggi, poi, il problema contingente del Coronavirus ha portato molti editori e produttori del comparto media a pensare obbligatoriamente di produrre sul cloud, di impiegare strutture di produzione snelle e la remote production.
Sono necessità più che scelte e il peso dei dati da spostare nel caso del 2110 rende queste procedure assai problematiche e poco convenienti (infatti non è nato per questo).
Qui entra in scena il formato NDI, nativo di NewTek che, introdotto nel 2015, può vantare molti anni di esperienza e proporsi come protocollo maturo.
Fino a ieri nessun broadcaster avrebbe mai pensato di gestire contenuti con l’NDI proprio perché è un formato compresso, quindi un outsider.
Però nel momento in cui NewTek è stata acquistata da Vizrt, player importante in area broadcast, i giochi sono cambiati.

Roberto Musso conferma: “L’esplosione della remote production sta portando l’NDI alla ribalta e a essere appetibile perché una struttura di questo tipo funziona anche da casa con la rete Gb esistente e non serve nulla di speciale, è software facile da installare.
L’interoperabilità esiste da anni, il formato di compressione è proprietario ma l’SDK consente a chiunque di sviluppare software in grado di leggere e/o produrre un flusso NDI da telecamere, computer, grafica, telefonini, macchine fotografiche, etc.
Il formato immagine è compresso ma un’ottima compressione garantisce un flusso di lavoro estremamente vantaggioso.”

Qualsiasi dispositivo può essere abilitato via software a creare uno stream NDI e quindi è facile creare dei contenuti distribuiti in rete e lavorarli sul cloud in modalità multi utente.
La produzione SDI è tipicamente centrica, basata su una grande matrice, nel centro di produzione, che collega ingressi ad uscite; mentre quella in NDI è ubiqua, delocalizzata, e non c’è alcuna matrice.
Questo, evidentemente, apre un universo di possibilità, perché non c’è più dipendenza da una infrastruttura fisica e poi l’interoperabilità è dovuta a una serie di strumenti digitali esistenti, che parlano lo stesso linguaggio, quando sono in grado via software di produrre un flusso IP.
Musso conclude: “L’approccio in NDI consente di ridurre impiego di cavi, di spazio nei rack, di consumi energetici ed è a prova di futuro perchè supporta tutte le risoluzioni e frame rate, oltre ad avvantaggiarsi delle evoluzioni IT dal 100 Gbe al 400 Gbe.
Nel momento in cui si lavora tutto in NDI, persino il mixer video può essere semplicemente un’applicazione software e come tale posto nel cloud, diventando tecnicamente imbattibile.”