Sienna Cloud Blog #1
Mark Gilbert, CTO Gallery SIENNA : Londýn 9.7. 2017
Jelikož je Sienna Cloud pro NDI využíván stále častěji, získáváme mnoho poznatků o nastávajících změnách ve vysílání z terénu. V tomto duchu bych se chtěl podělit o zkušenosti a seznámit uživatele s novými způsoby řešení při vzdáleném dodávání multikamerového "live" obsahu.
Svět skutečného využití NDI Cloudu
Nedávno jsem měl možnost pracovat s lidmi z USSSA (United States Speciality Sports Association), průkopníky Bernie a Paulem, kteří reálně využívali Cloud for NDI v plném provozu, tak jak jsme původně zamýšleli. V krátkosti můžeme říct, že se to povedlo velmi dobře, a během 3-4 live přenosů pod jejich taktovkou udělali ze Sienna NDI Cloud ověřené řešení pro multikamerové live přenosy.
Úkolem bylo v plné kvalitě sejmout 5 kamerami softbalové utkání mezi Beijing Eagles a Texas Charge na stadionu FIU a živě odvysílat na MLB.Com. Normálně by bylo potřeba přistavit několik přenosových vozů včetně kompletního produkčního týmu, ale s využitím Cloudu pro NDI byla asociace USSSA schopna celý pracovní postup přehodnotit a definovat nový standard pro spotovní multikamerové přenosy. 
Na obrázcích je vidět vybavení pro přenos na stadionu a režie v produkčních prostorách USSSA, 2 lokace připojené *pouze* pomocí NDI Cloud přes veřejný internet.
Soupis vybavení
Na stadioně FIU bylo 5 HD kamer, které snímaly hřiště a reportéra, 5 HD-SDI signálů šlo do vstupního modulu NewTek NC1 I/O který je převáděl na NDI IP Video formát. Dále pak 2 MacBook Pro laptopy, kde běžel NDI.Cloud Node Gateway engine pro přenos těchto 5 streamů přes definovanou síť s využitím rychlého připojení k internetu. Během přenosu byl celkový datový tok potřebný pro 5 HD streamů 50Mbit/sec.
V hlavní režii vzdálené 200 km bylo kompletní produkční pracoviště s produkčním systémem NewTek IP Series, NewTek 3Play a spolu s dalšími 2 Macy s NDI Cloud bránou tvoří kompletní produkční řetězec . NDI Cloud díky nízké latenci a multikamerové synchronizaci umožnil stejný pracovní proces při live TV přenosu jako při použití přenosového vozu umístěného na stadioně, či přenášení zdrojových signálů přes satelit. Asociace v hlavní režii doplnila zvuk, grafiku a reklamy a výstup byl živě přenášen na MLB.Com. Konečný výsledek vypadal skvěle, stejně jako při špičkové produkci tradičně produkovaných sportovních přenosů.
Nyní se podívejme, jak jsme se z tohoto projektu poučili. Při jeho realizaci se veškerá tvrdá práce proměnila v cenné zkušenosti a umožnila nám stanovit určité vodítka pro tento nový způsob produkce vzdálených sportovních utkání. Díky tomu, že USSSA působí na různých stadionech jsme si ověřili, že zajištění vysokorychlostní a vysoce kvalitní internetové konektivity není problém. Často jsou tyto stadiony spojeny s vysokými školami, které přirozeně disponují skvělým připojením a také komerční stadiony se již probudily a zjistili že vysokorychlostní připojení je nezbytné.
"Nahaněč připojení" (Connection Wrangler) - správce konektivity
Princip sítě s Cloud for NDI nám ulehčuje život protože při konfiguraci sítí využíváme jediného UDP portu pro celý daný uzel. To znamená, že požadavky na předávání portů jsou jasné a jednoduché bez nutnosti ovlivňovat rozsahy portů, dynamické přiřazení nebo poskytování vícesměrového vysílání. Nicméně, tohle je stále velmi důležitá část pracovního řetězce a právě zde přichází naše první lekce a jmenuji nového člena týmu, kterého nazýváme "Nahaněč připojení" (Connection Wrangler)
Tento správce konektivity má za úkol plánovat, vyjednávat, implementovat, testovat a monitorovat připojení. V současných týmech tato role neexistuje a není praktické ponechávat tuto velmi důležitou roli někomu, kdo má již spoustu jiných úkolů. Takže do svého týmu musíte začlenit správce konektivity.
Během přípravné fáze správce spolupracuje se stadionem a zajistí, že připojení bude připraveno a předá jasné pokyny o veškerém směrování portů či jiné požadavky. Je dobré vyzkoušet v dostatečném předstihu zda potřebné porty jsou otevřeny. V hlavní režii bude právce také potřebovat nakonfigurovat firewall, umožňující přenos dat ze stadionu. V den přenosu kdy příprava postupuje, správce nakonfiguruje NDI Cloud a začne monitorovat testovací kanály kamer a zajistí, aby do zařízení přicházel stabilní obraz. Sleduje zatížení CPU počítačů, ztrátu paketů UDP a rychlost snímků, správce připojení má přehled o všech problémech a dokáže si s nimi poradit před zahájením přenosu. Během včerejšího přenosu jsem vykonával funkci správce připojení a monitoroval jsem 2 počítače na místě a 2 v zařízení USSSA a vše bylo prováděno prostřednictvím aplikace Teamviewer z Londýna. Viděl jsem všechny uzly, využití CPU, ztráty paketů a také rychlost snímků zobrazením v aplikaci NDI Monitor. Díky sdílené skupině NDI Cloud jsem byl dokonce schopen dočasně propojit můj vlastní NDI Cloud Node s NDI Cloud v USSSA a otestovat jejich streamy až v Londýně.
Plánování výkonu počítačů
Tato praktická zkušenost byla přínosem do naší databáze testů výkonnosti a je potřeba říct, že jsme se hodně naučili. Jedna věc, která mě překvapila, je, jak výkonný je nejnovější Apple MacBook Pro 15 " 2016. Při prvním USSSA přenosu přes NDI.Cloud jsme použili jeden Macbook Pro v místě konání pro úspěšný přenos 4 signálů z kamer . Nicméně - bylo to opravdu nadoraz, a macbook potřeboval dodatečné chlazení, aby bez problémů vydržel, i když téměř na hraně. Při včerejším přenosu poskytla USSSA dva MacBooky, jeden pro 3 odchozí streamy, druhý pro 2 odchozí a jeden zpětný. V praxi pak vše fungovalo velmi dobře a z přetížení CPU nebo přehřátí jsme neměli obavy.
Další zajímavá zkušenost je, že zatížení CPU na přijímací straně je ve skutečnosti o něco vyšší než vysílací straně, takže je dobré věnovat pozornost využití CPU a správnému rozvržení hardwaru. Při včerejším přenosu jsme použili ještě třetí MacBook Pro a starý MacPro, který jsme dostali pro příjem streamů.
Zajímavé je, že MacPro 2008 se ve srovnání s MacBookem Pro nefungoval tak dobře a byl pro nás největší problém. Starší GPU v tomto stroji měl problém i s Teamviewerem, který výrazně odebíral výkon CPU. Další, čtvrtý MacBook by pro nás byl pohodlnější. Co se týče porovnání, jedná o stroje na úrovni Quad i7 - 2,7 GHz, s 16 GB RAM a se systémem MacOS 10.12 Sierra. MacPro byl dual-quad Xeon z roku 2008, který se již nevyrovná moderním strojům s procesory i7.
Doufáme, že v nadcházejících měsících provedeme další testy na moderních počítačích kategorie server a vyhodnotíme změny ve výkonu při použití MacOS, Ubuntu, nebo Windows for nodes.
Navyšování
USSSA využila základní techniku škálování v NDI cloudu tak, že v podstatě běží 4 uzly ve 2 lokacích
kde 2 páry uzlů přenášejí 3 a 2 kamery. To jim umožnilo zvětšit rámec toho, co by zvládnul jeden pár uzlů v důsledku limitu zatížení CPU. Vytvořením dvou cloudových skupin a použitím funkce whitelisting pro jednotlivé kamery snížili zatížení CPU, a získali kontrolu nad zatížením slabého článku řetězce. USSSA plánuje nasazení výkonnějších počítačů pro další navýšení výkonu. Teoreticky by měla být možnost tento model extrapolovat na 8, 16 nebo více kamer.
V budoucnosti plánujeme škálování zjednodušit a to pomocí automatizovaného systému, který dynamicky rozdělí zátěž napříč seskupením uzlů, a bude tvořit jediný virtuální uzel.
Kupředu a vzhůru
USSSA pokračuje touto cestou, dalšími sportovními přenosy FIU a chci jim poblahopřát a také jim poděkovat za úsilí a důvěru v Cloud pro NDI. Jejich ambice a odhodlání nám umožnily dokázat, že tento systém je v reálném světě funkční.
Původní článek v angličtině najdete ZDE