4K･8K放送に向けた時刻同期の取り組み 第11回

（コラム）4K・8K放送に向けた時刻同期の取り組み

現在、放送業界では、4K・8Kといった次世代放送への移行に伴い、ライブプロダクションシステムについてもIP化の波が押し寄せています。IP化で重要となるのが「時刻同期」です。
本コラムでは、映像分野におけるIPでの同期技術の最前線や、実際の機器との相互接続実験をはじめとするセイコーソリューションズの取り組みを、幅広くわかりやすく解説いたします。（最新号はこちら）

第11回　InterBEEへの道 Part2

『InterBEE』でのPTP動態デモをレポート

前回のコラムでは大規模IPライブプロダクションの技術検証のレポートをお届けいたしました。

第11回は、2018年11月に千葉・幕張メッセで開催された『Inter BEE 2018』のセイコーソリューションズブースのPTPデモ環境と構築の様子を紹介します。

 

今回のブースデモは、下記のテーマを設定しました。

  • 映像伝送装置、ネットワーク装置、PTPグランドマスタークロック（PTP GM）を全て2台構成とし、どのポイントで障害が発生しても、映像伝送に影響がないことを来場者にご覧いただく

このテーマを実現するため、協業いただいている各社から機器を借用し、以下のデモ構成を組むことにしました。

 

デモ構成

 

デモ概要

Studio-Venue間のIPライブプロダクションをイメージしたL3ネットワーク（マルチベンダー環境）を構築しました。

  • Studio側（放送局想定）
    （同期システム）
    Black Burst信号（BB信号）をPTP GMの位相ソースにするため、BBソースからGM（2台）にBB信号を入力。
    PTP GMから、PTP Transparent Clock（TC）※1機能対応ネットワークスイッチ（アラクサラネットワークス製、以降Alaxala Switch）経由で、PTP Boundary Clock（BC）※2対応ネットワークスイッチ（メラノックステクノロジーズ製、以降Mellanox Switch）にPTPパケットを配信し、Mellanox SwitchからStudio側装置（PTP Slave）とVenue側装置（PTP BC対応スイッチ）にPTPパケットを再配信。
    この再配信されたPTPを元に、Sync Generator PTP（セイコーソリューションズ製、仮称・参考出品、以降SGP）からBB信号を波形モニター（リーダー電子製、以降WFM）に入力して、映像信号（SDI）の位相とBB信号の位相をWFMで比較表示。
    （IP伝送）
    Venue側から伝送された映像をMellanox Switch経由で、SDI-IPコンバーター（スチューダー・ジャパン・ブロードキャスト製、以降V__remote4）と、WFMの2系統で受信比較できる環境を構築し、比較は2台並べた液晶モニターに映像を表示させて確認。
  • Venue側（スタジアム想定）
    （同期システム）
    SGPが、Studio側より伝送されたPTPからBB信号を生成し、そのBB信号をSDI映像再生装置（Venue側設置のカメラ想定）に入力し、Studio側とVenue側のタイミングを同期させる。Venue側のPTP伝送はPTP BC対応ネットワークスイッチ（アリスタネットワークス製、以降Arista Switch）を利用。
    （IP伝送）
    SDI映像再生装置からV__remote4にSDIを入力し、V__remote4でIP化した後、Arista Switchに入力する。このIP伝送環境を冗長構成で構築。

【デモのポイント】

  1. PTP（SMPTE ST 2059）にロックした環境で正常に映像出力できること
  2. 同一BB信号に同期した2台のTS-2950-20（GM）がVR冗長構成(弊社独自機能)で動作し、BMCAによりGM切替わり時もPTPは同一の時刻を配信し、安定した映像出力が実現できること
  3. SG源のBB信号（ハウスシンクBB信号を擬似）とPTP同期の混在環境で映像同期がとれること
  4. 映像信号とPTP信号が同一ネットワーク上で共存できること
  5. SMPTE ST 2022-7により、SDI-IPコンバーターのIP入出力での映像信号の耐障害性が確保されていること
  6. Studio-Venueでネットワークスイッチ間の冗長機能により、片側回線不調時にも映像とPTP同期に影響が出ないこと

※1 Transparent Clock（TC：透過クロック）：クロックを透過する。装置内遅延を付加し、同期精度の劣化はほぼ発生しない。
※2 Boundary Clock（BC：境界クロック）：クロックを再配信する。同期精度はTCより劣る。

 

今回使用した機器

  • ネットワーク機器（BC対応ネットワークスイッチ）
    ・アリスタネットワークス 7280SR、7150S
    ・メラノックステクノロジーズ SN2410、SN2100
  • ネットワーク機器（TC対応ネットワークスイッチ）
    ・アラクサラネットワークス AX4630S
  • PTP-Slave
    ・LAWO V__Remote4
  • 計測器
    リーダー電子 LV5600
  • 映像機器
    グラスバレー T2 iDDR
  • ラック
    ・ニッキャビ SRV60シリーズ、SRV70シリーズ

ご協力ありがとうございました！

 

ネットワーク構築レポート

今回の構築の様子をご紹介します。

  • 10：00 ブース到着！
    今回は初のラック2台構成になりますので、早めに会場へ向かいました！
  • 10：30 デモ機器のラッキングとコンソールサーバーとの接続から
    まず、TS-2950（2台）、ネットワークスイッチ（6台）のシリアルコンソールポートをSmartCS（コンソールサーバー）にそれぞれUTPケーブルで接続し、マネジメントネットワークに接続したパソコンからTelnet, SSHでアクセスできるようにします。結果、混雑するラック前の作業も緩和されます。また、デモ環境構築中のオペレーションログや装置から出力されるコンソールログがSmartCS内に自動的に保存されるため、切り分け時にも威力を発揮します。初期IPが振られていないキッティング作業時などもSmartCSからマネジメントネットワーク経由で機器設定が可能になります。
    ※今回の動態デモもノートラブルでした(^^)v
  • 13:30 ケーブリング
    今回はラック2本間の配線やSDI・LAN・HDMIなど多種のケーブルを使用していたため、かなり時間がかかってしまいました。
  • 14:30 設定＆動作確認
    今回は、昨年のInterBEE、4月の映像伝送EXPOに続き、3回目のチャレンジだったことと、機器をご提供いただいたパートナーさんと事前にPoC（Proof of Concept（概念実証））を実施していたので、事前準備は万全だったのですが、映像が流れるとブース内で拍手がおきました。
  • 16:00 デモ構成の完成！！
  • 16:30 障害ポイント発生時のデモ確認
    最後は今回のデモの目玉の1つでもある冗長機能の確認作業です。事前PoCでも確認済みだったので、こちらも問題なく終了しました。
    今回のデモ機材の詳細は下記の通りです。

【Studio】

 

【Venue】

  • 17:00　前夜祭＆決起集会へ……

 

デモの結果

  1. マルチベンダーで構築したPTPネットワークにて、展示会3日間を安定的に運用できました
  2. BB信号で同期している機器とPTPで同期している機器が、同位相で動作しました
  3. BB信号に同期した2台のGMをVR独自機能で動作させる事で、BMCAによるGM切替わり時もPTPは同一時刻を配信し、安定した映像出力ができました
  4. 障害ポイントが発生した状態でも、SMPTE ST 2022-7により、正常に映像が表示され、同期状態も維持できました

昨年よりブースが大きくなった分、会期中は昨年以上の方にデモや、セイコーソリューションズの取り組みをご覧いただくことができました。たくさんのお客さまとお話しした中で、ご提示いただいた製品へのご要望は、パートナー企業との協同デモやPOCの実施、またセイコーの PTP製品への反映を通じて、応えていきたいと考えています！
今後とも、セイコーソリューションズの時刻同期の取り組みにご期待ください。

 

次回は、IP Pavilionのレポートをお送りします

さて、次回のコラムは、『Inter BEE 2018』のもう1つの目玉のIP Pavilionのレポートをお送りします。
本コラムではPTPにかかわらず映像分野におけるIPでの同期技術や、セイコーソリューションズの取り組みについてご紹介予定ですので、ご期待ください。

著者プロフィール

長谷川 幹人

hasegawa-photoセイコーソリューションズ株式会社
製品企画部門で、マーケティング・プロジェクトマネージメントを担当

■経歴
2002年　　入社
2002年～　2011年6月までプリセールスSEを主に担当
2011年～　製品企画部門へ異動

近年は、Ethernet OAM/TWAMPなどを利用したネットワーク状態監視製品やNTP/PTPなどの時刻同期関連製品などの製品企画に従事。現在に至る。

関連製品

Time Server Pro.　TS-2950/TS-2910

タイムサーバー

ネットワーク上の機器に標準時刻を高精度に配信し、時刻をセキュアに同期。時刻同期のトラブルを解消します。

関連事例紹介

放送業界　MMTでの時刻情報付与

放送業界事例（MMTでの時刻情報付与）
4K、8K時代のメディアトランスポート方式として国際標準化されたのが、IPをベースにした伝送技術「MMT」です。MMTでの同期において不可欠な高精度な時刻ソリューションをセイコーソリューションズのタイムサーバーが提供いたします。

スタジオのIP化と局間伝送

放送業界事例（スタジオのIP化と局間伝送）
セイコーの「Time Server Pro. TS-2950」は 、IPネットワークによる高精度な時刻同期「PTP（SMPTE ST 2059）」によるナノ秒精度の絶対時刻の配信で、ライブプロダクションシステムのIP化や局間伝送の信号同期をサポートいたします。