УСТРОЙСТВО И СПОСОБ КОММУТАЦИИ МЕДИАПОТОКОВ В РЕЖИМЕ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ
DEVICE AND METHOD OF COMMUTATION OF MEDIA STREAMS IN REAL TIME MODE

Изобретение относится к устройству и способу коммутации медиапотоков от одного или нескольких источников в режиме реального времени на один или несколько приемников. Кроме того, изобретение относится к соответствующей компьютерной программе.
Для области профессиональных телевизионных студий является обычным соединение источников медиапотоков в режиме реального времени, например телевизионных камер, производящих видеопотоки в режиме реального времени, и соответствующих приемников, например, надлежащих студийных мониторов или цифровых блоков компоновки программ, с помощью последовательного цифрового интерфейса, который на английском языке называется «Serial Digital Interface (SDI)». SDI-интерфейс позволяет передавать несжатые, незашифрованные потоки цифрового видео (и необязательно встроенные потоки временного кода и/или аудиопотоки) через коаксиальные кабели или оптические волноводы и содержит целое семейство стандартов, указанных SMPTE (англ. «Society of Motion Pictures and Television Engineers») для различных форматов видео и скоростей передачи данных в битах, соответственно. Таким образом, стандарт SMPTE 259M (англ. «Standard Definition»), также известный как SD-SDI, определяет например цифровую передачу видеосигналов PAL (англ. «Phase Alternating Line») в формате 576i (англ. «interlaced»-чересстрочный) со скоростью передачи 270 Мбит/с и стандарт SMPTE 344M (англ. «Enhanced Definition»), также известный как ED-SDI, позволяет цифровую передачу видеосигналов PAL в формате 576p (англ. «progressive»-прогрессивный) со скоростью передачи 540 Мбит/с. Для HDTV приложений (англ. «High Definition Television»-телевидение высокой четкости) с высокой четкостью стандарт SMPTE 292M, также известный как HD SDI позволяет цифровую передачу видеосигналов в формате 720p или 1080i со скоростями передачи 1,485 Гбит/с и 1,485/1,001 Гбит/с. Для еще больших форматов видео, например, в области цифровой кинематографии или 3D-кино, также доступны подходящие стандарты с соответственно еще более высокими скоростями передачи. Примерами для них являются стандарт SMPTE 372M, также известный как двухканальный HD-SDI и стандарт SMPTE 424M (англ. «Third Generation»-третье поколение), также называемый 3G-SDI.
Для коммутации медиапотоков в режиме реального времени между источниками и приемниками так называемые коммутаторы каналов SDI, как правило, используются в комплексном оснащении телестудии. Эти устройства обладают портами источника и приемника для потоков цифрового видео для различных форматов SDI, например SD-SDI, HD-SDI и 3G-SDI, в зависимости от их компонентов оборудования, и делают возможным прозрачную коммутацию приемников с источниками, т. е. гарантируется, что коммутация происходит между двумя хронологически последовательными блоками доступа, т.е., например между двумя хронологически следующими кадрами потоков цифрового видео. Коммутационная операция происходит для этих хронологически заданных точек коммутации или в заданных диапазонах коммутации соответственно, которые определяются в директиве SMPTE RP168 (англ. «Definition of Vertical Interval Switching Point for Synchronous Video Switching») для видеопотоков, например, в формате SDI.
Однако передача медиапотоков в режиме реального времени с помощью интерфейса SDI и коммутация с помощью соответствующих коммутаторов каналов SDI в телестудии имеет тот недостаток, что студийная технология, необходимая для этого является дорогой и максимальная длина кабеля для коаксиальных кабелей, используемых, как правило, для передачи, ограничена. Поэтому желательно, чтобы в будущем, не в последнюю очередь из-за экономических факторов, была изменена инфраструктура для последовательной передачи цифровых данных, используемая в телевизионных студиях на инфраструктуру с коммутацией пакетов, т.е., например IP-основе (англ. «Internet Protocol»), как это уже широко используется в последних технологиях компьютерных сетей. Такое решение, основанное на пакетизации, может быть дешевле в долгосрочной перспективе, чем «специальное» решение, используемое в студиях сейчас, и оно может быть использовано для передачи других форматов, например форматов сжатого видео, такого как JPEG200 или контейнеры, такие как MXF (англ. «Material exchange Format») в дополнение к передаче потоков цифрового видео в формате SDI. Кроме того, интеграция программно-реализованной обработки изображений и соответствующего носителя данных будет легче, точно так же в инфраструктуре с коммутацией пакетов.
Хотя уже существующие решения для передачи медиапотоков в режиме реального времени посредством IP-сетей с семейством стандартов SMPTE 2022 и стандарта SMPTE 2022-6 (английское название «High Bit Rate Media Transport over IP Networks» (HBRMT)), в частности, позволяют передачу потоков цифрового видео, предоставляемого в формате SDI посредством IP-сетей (также называемых «SDI over IP»), до сих пор имеется нехватка подходящих решений для коммутации таких сигналов прозрачно, т.е. между двумя хронологически последовательными блоками доступа, в «мире с коммутацией пакетов».
Поэтому задача изобретения состоит в предоставлении устройства и способа коммутации медиапотоков в режиме реального времени от одного или нескольких источников на один или несколько приемников, которые и делают возможным прозрачную коммутацию медиапотоков в режиме реального времени в «мире с коммутацией пакетов», например в IP-сети.
Согласно с одним из аспектов настоящего изобретения предоставляется устройство для коммутации медиапотоков в режиме реального времени от одного или нескольких источников на один или несколько приемников, причем устройство содержит:
- один или несколько портов источника для подсоединения одного или нескольких источников,
- один или несколько портов приемника для подсоединения одного или нескольких приемников,
- причем устройство выполнено с возможностью предоставления коммутирующего приемника и переключения его на медиапоток в режиме реального времени от первого источника,
- причем коммутирующий приемник выполнен так, чтобы принимать медиапоток в режиме реального времени от первого источника в формате с коммутацией пакетов и отправлять принятый медиапоток в режиме реального времени в формате с коммутацией пакетов, причем пакеты снабжаются первым многоточечным адресом пункта назначения, выделенным коммутирующему приемнику во время отправки, для того, чтобы сделать возможным соединение одного или нескольких приемников с медиапотоком в режиме реального времени от первого источника, отправленным коммутирующим приемником.
Настраивая устройство таким образом, чтобы предоставить коммутирующий приемник и переключить его на медиапоток в режиме реального времени от первого источника, например телевизионной камеры, и настраивая коммутирующий приемник так, чтобы принимать медиапоток в режиме реального времени от первого источника в формате с коммутацией пакетов, например формате IP-протокола, и так, чтобы отправлять принятый в режиме реального времени медиапоток в формате с коммутацией пакетов, причем пакеты снабжены первым многоточечным адресом пункта назначения, выделенным коммутирующему приемнику, коммутирующий приемник представляет собой с «точки зрения» приемников, соединенных с устройством, например, надлежащих студийных мониторов или цифровых блоков компоновки программ в IP-сети, источник медиапотока в режиме реального времени, отправленного коммутирующим приемником, с которым приемники могут соединяться посредством многоточечного адреса пункта назначения. Так как этот коммутирующий приемник/источник предоставляется коммутируемым как элемент или порт устройства соответственно, в устройстве может быть реализован процесс прозрачной коммутации. Другими словами: Обеспечение устройством дополнительного «уровня» коммутирующего приемника делает возможной реализацию прозрачной коммутации медиапотоков в режиме реального времени. Поэтому присоединение не в реальном времени к многоточечным группам назначения можно рассматривать как статическую конфигурацию, которая соответствует кабельному соединению с использованием коаксиальных кабелей, но, тем не менее, не требует никакого физического доступа. Действительный процесс коммутации может быть осуществлен без участия источника или приемника в «коммутирующем приемнике» и может быть управляем, например, посредством SNMP (англ. «Simple Network Management Protocol») или посредством веб-интерфейса.
В описании и формуле изобретения термин «коммутирующий приемник» следует понимать абстрактно как элемент или порт устройства соответственно, в котором устройство полностью или частично реализует логическую схему переключения для переключения медиапотоков в режиме реального времени.
Предпочтительно, чтобы устройство дополнительно было выполнено таким образом, чтобы переключать коммутирующий приемник с медиапотока в режиме реального времени от первого источника на медиапоток в режиме реального времени от второго источника, чтобы медиапоток в режиме реального времени от второго источника принимался коммутирующим приемником.
Кроме того, предпочтительно, чтобы устройство дополнительно содержало буфер и было выполнено таким образом, чтобы поместить данные медиапотока в режиме реального времени от первого источника и/или данные медиапотока в режиме реального времени от второго источника в буфер во время переключения коммутирующего приемника с медиапотока в режиме реального времени от первого источника на медиапоток в режиме реального времени от второго источника. Такая буферизация, т.е. буферизация медиаданных в режиме реального времени в буфере в течение процесса коммутации будет, как правило, необходима в связи с отсутствующей синхронностью в сетях с коммутацией пакетов и, возможностью фазового сдвига между двумя медиапотоками в режиме реального времени.
Предпочтительно, чтобы устройство дополнительно было выполнено, так, чтобы при переключении коммутирующего приемника с медиапотока в режиме реального времени от первого источника на медиапоток в режиме реального времени от второго источника прекратить отправку медиапотока в режиме реального времени от первого источника коммутирующим приемником в первой точке коммутации, предварительно заданной для этого медиапотока в режиме реального времени, или внутри первого диапазона коммутации, предварительно заданного для этого медиапотока в режиме реального времени, и инициировать отправку медиапотока в режиме реального времени от второго источника коммутирующим приемником во второй точке коммутации, предварительно заданной для этого медиапотока в режиме реального времени, или внутри второго диапазона коммутации, предварительно заданного для этого медиапотока в режиме реального времени. Точки коммутации или диапазоны коммутации соответственно предпочтительно располагаются между двумя хронологически последовательными блоками доступа, т.е., например для видеопотоков между двумя хронологически последовательными кадрами, так что обеспечивается прозрачная коммутация. Для потоков цифрового видео в формате «SDI over IP», надлежащие точки коммутации или диапазоны коммутации соответственно определены, например, в вышеупомянутой директиве SMPTE RP 168.
Кроме того, предпочтительно, чтобы первая и/или вторая точка коммутации или первый и/или второй диапазон коммутации зависели от формата медиа соответствующего медиапотока в режиме реального времени. Кроме того, предпочтительно, чтобы устройство дополнительно было выполнено таким образом, чтобы определить формат медиа соответствующего медиапотока в режиме реального времени на основе идентификационных данных медиапотока в режиме реального времени. Такие идентификационные данные, например «Идентификатор полезной видеонагрузки» (VPID) (смотри ниже), содержащиеся в формате «SDI over IP», позволяют легко идентифицировать формат медиа (например, SDI формате 720p @ 1,485 Гбит/с) медиапотока в режиме реального времени и, следовательно, делают возможной правильную и прозрачную коммутацию в точке коммутации, предварительно заданной для этого формата медиа или в пределах предварительно заданного диапазона коммутации соответственно предварительно определенного для данного формата медиа. Для диапазона коммутации предпочтительно переключение между двумя пакетами в случае, когда границы пакета расположены в пределах диапазона коммутации. Если это невозможно, он должен переключаться в пределах одного пакета между старым и новым источником.
Кроме того, предпочтительно, чтобы устройство дополнительно было выполнено таким образом, чтобы быть расширяемым путем ввода правил коммутации, которые определяют точку коммутации или диапазон коммутации для медиапотока в режиме реального времени. Это позволяет обработать медиапотоки в режиме реального времени с форматами медиа, которые до сих пор не поддерживаются устройством 1.
Предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, один порт источника был выполнен так, чтобы один источник, который передает медиапоток в режиме реального времени в формате с коммутацией пакетов, может быть соединен с ним. Кроме того, предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, один порт приемника был выполнен так, чтобы один приемник, который принимает медиапоток в режиме реального времени в формате с коммутацией пакетов, мог быть соединен с ним. Следовательно, устройство можно использовать непосредственно для коммутации медиапотоков в режиме реального времени в соответствующей среде с коммутацией пакетов, например в IP-сети.
Предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, один порт источника содержал конвертор порта источника, который выполнен с возможностью преобразования медиапотока в режиме реального времени от источника, подсоединенного к порту источника, из последовательного формата в формат с коммутацией пакетов. Кроме того, предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, один порт для приемника содержал конвертор порта приемника, который выполнен с возможностью преобразования медиапотока в режиме реального времени для приемника, подсоединенного к порту приемника, из формата с коммутацией пакетов в последовательный формат. Таким образом, медиапотоки в режиме реального времени от источников и/или для приемников, которые поддерживают только последовательный формат, например формат SDI, можно переключать с помощью устройства.
Предпочтительно, чтобы устройство было выполнено так, чтобы отправлять медиа в режиме реального времени от одного из одного или нескольких портов источника в формате с коммутацией пакетов, причем пакеты имеют второй многоточечный адрес пункта назначения, который позволяет подсоединять один или несколько приемников к медиапотоку в режиме реального времени, отправленному одним из одного или нескольких портов источника.
Кроме того, предпочтительно, чтобы формат с коммутацией пакетов был выполнен в виде формата в соответствии с протоколом IP, и первым многоточечным адресом назначения являлся IP-адрес пункта назначения групповой передачи, т.е. групповой адрес пункта назначения в соответствии с протоколом групповой IP-адресации. Этот протокол или протоколы соответственно широко распространились в сфере новейших технологий компьютерных сетей и особенно подходят для использования при реализации функциональности коммутации устройства.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения обеспечивается способ коммутации медиапотоков в режиме реального времени от одного или нескольких источников в один или несколько приемников, причем способ содержит:
- подсоединение одного или нескольких источников к одному или нескольким портам источников,
- подсоединение одного или нескольких приемников к одному или нескольким портам приемников,
- предоставление коммутирующего приемника и коммутация его на медиапоток в режиме реального времени от первого источника,
- прием медиапотока в режиме реального времени от первого источника в формате с коммутацией пакетов в коммутирующем приемнике,
- отправка принятого медиапотока в режиме реального времени формате с коммутацией пакетов коммутирующим приемником, причем пакеты снабжены первым многоточечным адресом пункта назначения, выделенным коммутирующему приемнику во время отправки,
- подсоединение одного или нескольких приемников к медиапотоку в режиме реального времени от первого источника, отправленному коммутирующим приемником.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения предоставляется компьютерная программа для коммутации медиапотоков в режиме реального времени от одного или нескольких источников на один или несколько приемников, причем компьютерная программа содержит средства программного кода, которые дают в результате устройство по п. 1, исполняющее этапы способа согласно п. 14, когда компьютерная программа выполняется на компьютере, который управляет устройством.
Отмечается, что устройство для коммутации медиапотоков в режиме реального времени от одного или нескольких источников на один или несколько приемников по п. 1, способ коммутации медиапотоков в режиме реального времени от одного или нескольких источников на один или несколько приемников по п. 14, а также соответствующая компьютерная программа по п. 15 могут иметь аналогичные и/или идентичные предпочтительные варианты осуществления, в частности, как определено в зависимых пунктах формулы изобретения.
Ниже описываются варианты осуществления изобретения со ссылкой на последующие чертежи, где
На Фиг. 1 показан схематический и примерный вариант осуществления устройства для коммутации медиапотоков в режиме реального времени от одного или нескольких источников на один или несколько приемников в первом состоянии переключения,
На Фиг. 2 показан схематический и примерный вариант осуществления устройства для коммутации медиапотоков в режиме реального времени от одного или нескольких источников на один или несколько приемников во время процесса коммутации.
На Фиг. 3 показан схематический и примерный вариант осуществления устройства для коммутации медиапотоков в режиме реального времени от одного или нескольких источников на один или несколько приемников во втором состоянии переключения, и
На Фиг. 4 показана схематическая блок-схема варианта осуществления способа коммутации медиапотоков в режиме реального времени от одного или нескольких источников на один или несколько приемников.
В описании и на чертежах одни и те же компоненты или соответствующие компоненты обозначены одинаковыми условными обозначениями, чтобы избежать повторения, поскольку отсутствие дальнейшей дифференциации необходимо или разумно.
1
2
3
1
2
3
На Фиг. 1 показан схематический и примерный вариант осуществления устройства 1 для коммутации медиапотоков в режиме реального времени от одного или нескольких источников Q, Q, Q на один или несколько приемников S, S, S в первом состоянии переключения.
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
В качестве источников Q, Q, Q здесь для примера предусматриваются три телевизионные камеры, которые соединены с соответствующими портами QA, QA, QA источника устройства 1, и в качестве приемников S, S, S предусматриваются два монитора и цифровой блок компоновки программ, которые соединены с соответствующими портами SA, SA, SA приемника устройства 1.
1
3
1
3
Обе камеры Qи Q соединены с соответствующими портами источника QA и QA устройства 1 с помощью Ethernet-кабелей 2 в этом варианте осуществления, и создают потоки цифрового видео непосредственно в формате с коммутацией пакетов, здесь в формате с коммутацией пакетов согласно стандарту SMPTE 2022-6 (в дальнейшем называемом форматом «SDI over IP» для краткости). Формат «SDI over IP» основан на многоуровневой модели, в которой предоставляемые потоки цифрового видео в формате SDI передаются в виде IP-пакетов (англ. «Internet Protocol»), причем в дополнение к уровням протоколов UDP (англ. «User Datagram Protocol») и RTP (англ. «Real-Time Transport Protocol») предоставляется дополнительная информация для хронирования, шифрования и т.д. Он также содержит так называемый «Идентификатор полезной видеонагрузки» (VPID), стандарт SMPTE 352m (английское название «Television - Video Payload Identification for Digital Television Interfaces») определяется идентификатором, идентификационными данными, которые идентифицируют формат медиа передаваемого потока цифрового видео.
2
2
2
Камера Q подсоединена к соответствующему порту QA источника устройства 1 с помощью коаксиального кабеля 3 и создает поток цифрового видео в последовательном формате, в данном случае в формате SDI; который конвертируется в формат «SDI over IP» конвертором 4 порта источника, содержащимся в порте QA источника.
1
2
3
1
2
3
Устройство 1 выполнено таким образом, чтобы внутри отправлять потоки цифрового видео, созданные источниками Q, Q, Q, здесь три телевизионные камеры, от соответствующих портов QA, QA, QA источника в формате «SDI over IP».
2
3
2
3
1
1
1
1
Монитор S и цифровой блок S компоновки программ также подсоединены к соответствующим портам SA и SA приемника устройства 1 с помощью Ethernet-кабелей 2 и выполнены так, чтобы принимать потоки цифрового видео непосредственно в формате «SDI over IP». Монитор S подсоединен к соответствующему порту SAприемника устройства 1 с помощью коаксиального кабеля 3 и выполнен так, чтобы принимать поток цифрового видео в последовательном формате SDI. Порт SA приемника содержит конвертор 5 порта приемника, который выполнен так, чтобы конвертировать поток цифрового видео, отправленного в устройстве 1 на порт SA приемника, из формата «SDI over IP» в последовательный формат SDI.
1
2
3
1
2
2
1
3
1
3
2
Пакеты формата «SDI over IP» потоков цифрового видео, созданных в устройстве 1 для отправки источниками Q, Q, Q, здесь три телевизионные камеры, имеют многоточечный адрес пункта назначения, соответственно в этом варианте осуществления IP-адрес пункта назначения групповой передачи, который предпочтительно является характерно конфигурируемым для каждого из потоков цифрового видео. Таким образом, камеры Q и Q3 в этом вариант осуществления, например, можно сконфигурировать таким образом, что они создают пакеты с настраиваемым IP-адресом пункта назначения групповой передачи, когда они создают потоки цифрового видео непосредственно в формате «SDI over IP». В случае камеры Q, которая создает поток цифрового видео в формате SDI, конвертация в формат «SDI over IP» происходит сначала в конверторе 4 порта источника, содержащегося в порте QA источника, который может быть выполнен таким образом, чтобы он создавал пакеты в формате «SDI over IP» с настраиваемым IP-адресом пункта назначения групповой передачи. Для дальнейшего объяснения предполагается, что камеры Q и Q в примере, представленном на Фиг. 1, выполнены так, что они создают пакеты с IP-адресами IPMZ и IPMZ пунктов назначения групповой передачи, в то время как конвертор 4 порта источника выполнен так, что он создает пакеты с IP-адресом IPMZ пункта назначения групповой передачи.
1
2
3
1
2
3
2
3
2
3
1
2
3
1
1
1
IP-адреса пунктов назначения групповой передачи позволяют подсоединять приемники S, S, S, здесь два монитора и блок компоновки программ, к потокам цифрового видео, отправляемым в формате «SDI over IP» посредством портов QA, QA, QA источника. Для этого устройство 1 поддерживает протокол групповой передачи, в этом варианте осуществления протокол групповой IP-адресации, а также соответствующие протоколы управления, как например, так называемый «межсетевой протокол управления группами» (IGMP), сетевой протокол из семейства Интернет-протоколов, который служит для организации групп с групповым IP адресом. С помощью соответствующих сообщений IGMP монитор S и цифровой блок S компоновки программ могут таким образом сигнализировать устройству 1, что они хотят принимать «потоки цифрового видео с определенным групповым IP-адресом». Говоря словами сетевого жаргона: монитор S и цифровой блок S компоновки программ могут сигнализировать устройству 1 с помощью соответствующих IGMP сообщений, что они хотят присоединиться к определенному групповому IP-адресу, т.е. что они хотят принимать пакеты потоков цифрового видео, отправленных портами QA, QA, QA источника в формате «SDI over IP» с определенным групповым IP-адресом, здесь, например, IPMZ. В случае монитора S, который выполнен с возможностью приема потока цифрового видео в последовательном формате SDI, присоединение к определенному групповому IP-адресу может происходить через конвертор 5 порта приемника, содержащегося в порте SA приемника.
3
1
2
3
1
2
3
3
1
1
1
В примере, представленном на Фиг. 1, цифровой блок S компоновки программ устройства 1 сигнализирует с помощью соответствующих IGMP сообщений, что он хочет принять потоки цифрового видео с IP-адресами IPMZ,IPMZи IPMZ пунктов назначения групповой передачи, т.е. что он хочет принять потоки цифрового видео от всех трех портов QA, QA, QA источника; которые поэтому отправляются устройством 1 на порт SA приемника (представлены как сплошные связывающие линии на фигуре). Конвертор 5 порта приемника сигнализирует здесь устройству 1 с помощью соответствующих сообщений IGMP, что он хочет принять поток цифрового видео с IP-адресом IPMZ пункта назначения групповой передачи, т.е. что он хочет принять поток цифрового видео от порта QA источника, который поэтому отправляется от устройства 1 на порт SA приемника (представлены как сплошные связывающие линии на фигуре).
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
Функциональность устройства 1, описанная на настоящий момент в основном соответствует функциональности уже имеющихся IP маршрутизаторов групповой передачи, которые соответственно распределяют IP-потоки групповой передачи с помощью стандартных сетевых протоколов таких, как IGMP или так называемый «протокол управляющих сообщений в Интернет для Интернет-протокола версии 6» (IC-MPv6). Здесь, как правило, также возможно переключать приемники S, S, S, здесь два монитора и блок компоновки программ, между различными потоками цифрового видео во время «текущих операций», т.е. пока источники Q, Q, Q, здесь три телевизионные камеры, создают потоки цифрового видео и подают их на устройство 1. Однако, это делает невозможной прозрачную коммутацию, т.е. не возможно обеспечить возникновение соответствующей коммутации между двумя последовательными блоками доступа соответственно, т.е., например, для потоков цифрового видео между двумя хронологически последовательными кадрами. Таким образом, описанная ранее функциональность маршрутизации групповой передачи весьма подходит для установки «фиксированной» конфигурации, т.е. установка фиксированного распределения источников Q, Q, Qв приемники S, S, S до начала «текущих операций».
1
2
3
1
2
3
s
s
1
s
1
s
1
Напротив, для того чтобы также сделать возможной прозрачную коммутацию, устройство 1 в связи с этим предоставляет «внутренний» коммутирующий приемник S, S, S, который может переключаться между потоками цифрового видео от источников Q, Q, Qдля того, чтобы принять их в коммутирующий приемник S соответственно. В примере, представленном на Фиг. 1, коммутирующий приемник S первым переключается на поток цифрового видео камеры Q (представлен на фигуре штриховой линией), так, что он принимается в коммутирующем приемнике S в формате «SDI over IP». В этом варианте осуществления этот процесс коммутации также основывается на протоколе групповой IP-адресации, описанном выше, т.е. коммутирующий приемник присоединяется к определенному групповому IP-адресу с определенным IP-адресом пункта назначения групповой передачи, здесь IPMZ, после сигнализации посредством соответствующих сообщений IGMP. Активный статус переключения коммутирующего приемника S здесь «переключенного на поток цифрового видео с групповым IP-адресом IPMZ» может быть представлен в устройстве 1, как, например, в виде соответствующей таблицы коммутации или т.п. (не показано).
s
s
3
5
1
2
3
Коммутирующий приемник S теперь выполнен с возможностью отправки принятого потока цифрового видео в формате с коммутацией пакетов, здесь также соответственно в формате «SDI over IP», причем пакеты снабжены многоточечным адресом пункта назначения, выделенным коммутирующему приемнику S, в этом варианте осуществления также IP-адресом пункта назначения групповой передачи, который предпочтительно однозначно конфигурируется. В примере, представленном на Фиг. 1, для дальнейшего объяснения предполагается, что пакеты в формате «SDI over IP», отправленные приемником S предоставляются с IP-адресом IPMZ пункта назначения групповой передачи. Этот адрес отличается от IP-адресов IPMZ, IPMZиIPMZ пункта назначения групповой передачи (смотри выше), т.е. он является точно определенным в устройстве 1.
s
s
1
2
3
s
s
1
2
3
1
2
3
s
2
s
s
1
2
IP-адрес пункта назначения групповой передачи (здесь IPMZ), выделенный коммутирующему приемнику S позволяет подсоединить приемники S, S, S, здесь два монитора и блок компоновки программ, к потоку цифрового видео, отправленному коммутирующим приемником S в формате «SDI over IP». Другими словами: Коммутирующий приемник S представляет (в устройстве 1 однозначный) источник IP групповой передачи с «точки зрения» двух мониторов S и Sи цифрового блока S компоновки программ. Соединение приемников S, S, S с коммутирующим приемником S как «источником» происходит, например, как описано выше также с помощью соответствующих сообщений IGMP. В примере, представленном на Фиг. 1, монитор S устройства 1 сигнализирует с помощью соответствующих сообщений IGMP, что он хочет принять поток цифрового видео с IP-адресом IPMZ пункта назначения групповой передачи, т.е. что он хочет принять поток цифрового видео, отправленный коммутирующим приемником S, здесь поток цифрового видео камеры Q: который таким образом отправляется устройством 1 на порт SA приемника (представлен как сплошные связывающие линии на фигуре).
s
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
Использование коммутирующего приемника/источника S является преимущественным в ранее описанной «прямой» коммутации источников Q, Q, Qс приемниками S, S, S настолько, насколько легко процесс коммутации может быть прозрачно реализован в устройстве 1. Это объясняется более подробно ниже со ссылкой на Фиг. 2, которая показывает схематически и в качестве примера вариант осуществления устройства 1 для коммутации медиапотоков в режиме реального времени из одного или нескольких источников Q, Q, Qс одним или несколькими приемниками S, S, S в течение процесса коммутации.
2
3
s
1
2
3
Для того чтобы инициировать процесс коммутации устройство 1 поддерживает надлежащий протокол управления, такой как, например, так называемый «простой протокол управления сетью» (SNMP), сетевой протокол из семейства Интернет-протоколов, используемый для управления устройствами, подсоединенными к IP-сети. С помощью соответствующих сообщений SNMP, например монитор S или цифровой блок Sкомпоновки программ может затем сигнализировать на устройство 1, о том, что коммутирующий приемник S должен переключаться с потока цифрового видео первого источника, например камеры Q, на поток цифрового видео второго источника, например камеры Q. В примере, представленном на Фиг. 2, процесс коммутации инициируется цифровым блоком компоновки программ S с помощью соответствующего сообщения SNMP.
s
s
s
1,
s
2
1
s
1
s
Процесс коммутации, т.е. переключение коммутирующего приемника S, основан в свою очередь на протоколе групповой IP-адресации как описано выше в этом варианте осуществления, однако, он реализуется в устройстве 1 так, что это происходит прозрачно, т. е. гарантируется, что коммутация происходит между двумя хронологически последовательными блоками доступа, т.е. например, с потоками цифрового видео между двумя хронологически последовательными кадрами. Поэтому дополнительно устройство 1 содержит буфер 6, здесь показанный как порт коммутирующего приемника S, в котором данные потока цифрового видео первого источника (на который коммутирующий приемник S был переключен до сих пор), в этом примере поток цифрового видео камеры Q и/или данные потока цифрового видео второго источника (на который коммутирующий приемник S должен быть переключен), в этом случае поток цифрового видео камеры Q, могут быть буферизованы во время процесса коммутации. Для прозрачной коммутации переадресация потока цифрового видео от первого источника, здесь камеры Q, в этом случае прекращается коммутирующим приемником S в первой точке коммутации, предварительно заданной для этого видеопотока, или в первом диапазоне коммутации, предварительно заданном для этого видеопотока, соответственно, и отправка потока цифрового видео второго источника, здесь камеры Q, инициируется коммутирующим приемником S во второй точке коммутации, предварительно заданной для этого видеопотока, или в втором диапазоне коммутации, предварительно заданном для этого видеопотока, соответственно. Здесь данные обоих потоков цифрового видео находятся в буфере 6 в течение короткого периода времени в связи с отсутствующей синхронностью IP и, возможно, с фазовым сдвигом между двумя потоками цифрового видео (представлены на фигуре штриховыми линиями).
Точки коммутации или диапазоны коммутации, предварительно заданные соответственно для прозрачной коммутации, зависят от формата медиа соответствующего потока. Для формата «SDI over IP», например, устанавливаются на «уровне SDI» в упомянутом выше руководстве по SMTPE RP 168 (англ. «Definition of Vertical Interval Switching Point for Synchronous Video Switching»).
s
1
2
В этом варианте осуществления устройство 1 идентифицирует формат медиа (например, формат SDI 720p @ 1,485 Гбит/с) потока цифрового видео на основе «Идентификатора полезной видеонагрузки» (VPID), передаваемого в пакетах формата «SDI over IP». Заданная точка коммутации или диапазон коммутации соответственно для потока цифрового видео, идентифицированного формата медиа, может быть сохранена в устройстве 1, например, в таблице или тому подобном. Для переключения потоков цифрового видео в формате «SDI over IP» предварительно заданные точки коммутации или диапазоны коммутации соответственно обоих видеопотоков в этом случае должны быть идентифицированы в первую очередь в соответствующих пакетах. Кстати, может произойти, например, что для каждого из двух потоков цифрового видео сначала ищется следующий пакет, в котором установлен так называемый «маркерный бит RTP». Этот бит указывает, что соответствующий пакет содержит конец кадра. Благодаря информации формата SDI, например 720p @ 1,485 Гбит/с, идентифицированной «Идентификатором полезной видеонагрузки» (VPID), и точке коммутации или диапазону коммутации, соответственно предварительно заданными для этого формата медиа, а также знанию числа битов данных полезной нагрузки (битов видеопотока), которые могут передаваться пакетом, например пакет, содержащий точку коммутации, может быть таким образом определен в каждом из двух потоков цифрового видео и таким образом может быть реализована прозрачная коммутация. Альтернативно, пакеты, содержащие точки коммутации или пакеты внутри диапазона коммутации соответственно, также могут быть отмечены непосредственно с помощью так называемого «заголовка расширения» так, что устройство 1 просто должно искать пакеты с этими заголовками. Активный статус переключения коммутирующего приемника S, здесь «переключение с потока цифрового видео с групповым IP-адресом IPMZ на поток цифрового видео с групповым IP-адресом IMPZ», может быть представлен в устройстве 1, например, в виде соответствующей таблицы коммутации или т.п. (не показано).
s
s
s
Во время запроса на переключение пакеты потока цифрового видео отправляются коммутирующим приемником S тех пор, пока, например, не будет достигнута предварительно заданная точка коммутации. В случае, если точка коммутации находится между двумя пакетами, пакеты отправляются от второго источника коммутирующим приемником S после точки коммутации. В случае если точка коммутации не может быть установлена между двумя пакетами, должно быть переключение внутри пакета. Поэтому создается новый пакет, который содержит данные первого источника вплоть до точки коммутации и данные второго источника после точки коммутации, и который отправляется вместо пакета с точкой коммутации коммутирующим приемником S. Предпочтительно обеспечить буфер длиной, по меньшей мере, один кадр (англ. «videoframe») для каждого потока цифрового видео от одного источника, с тем чтобы сделать возможным минимальное время реакции.
s
Благодаря режиму коммутации, описанному выше, поток данных является бездефектным на «уровне SDI», но пакетно-ориентированные протоколы (особенно RTP и HBRMT) могут содержать ошибки целостности в порядковых номерах и временных отметках. Поэтому предпочтительно, чтобы поток данных в коммутирующем приемнике S адаптировался на всех уровнях протокола, которые обладают соответствующими данными. Здесь, например, можно использовать смещение для каждого затронутого поля протокола, которое соответственно адаптируется к разнице между переключаемыми источниками во время каждого запроса на переключение.
1
2
3
1
2
3
s
2
s
2
s
2
На Фиг. 3 показан схематический и примерный вариант осуществления устройства 1 для коммутации медиапотоков в режиме реального времени от одного или нескольких источников Q, Q, Qна один или несколько приемников S, S, S во втором состоянии переключения, здесь после процесса коммутации, поясненного со ссылкой на Фиг. 2. На фигуре показано, что коммутирующий приемник S в этом состоянии теперь переключен на поток цифрового видео камеры Q (представлен на фигуре штриховой линией), так, что его принимает коммутирующий приемник S в формате «SDI over IP» и он отправляется устройством 1 на порт SA приемника. Активный статус переключения коммутирующего приемника S здесь «переключенного на поток цифрового видео с групповым IP-адресом IPMZ», может быть представлен в устройстве 1, например, в виде соответствующей таблицы коммутации или т.п. (не показано).
1
2
3
1
2
3
На Фиг. 4 показана схематическая блок-схема варианта осуществления способа коммутации медиапотоков в режиме реального времени от одного или нескольких источников Q, Q, Q на один или несколько приемников S, S, S. Способ может быть осуществлен, например, с помощью устройства 1 как описано выше со ссылкой на Фиг. 1-3.
1
2
3
1
2
3
На этапе 101 один или несколько источников Q, Q, Q соединяются с одним или несколькими портами QA, QA, QA источников.
1
2
3
1
2
3
На этапе 102 один или несколько приемников S, S, S подсоединяются к одному или нескольким портам SA, SA, SA приемников.
s
1
На этапе 103 обеспечивается коммутирующий приемник S и он переключается на медиапоток в режиме реального времени от первого источника Q.
1
s
На этапе 104 медиапоток в режиме реального времени от первого источника Q принимается в коммутирующий приемник S в формате с коммутацией пакетов.
s
S
s
На этапе 105 принятый медиапоток в режиме реального времени отправляется в формате с коммутацией пакетов коммутирующим приемником S, причем пакеты предоставляются с первым многоточечным адресом IPMZ пункта назначения, выделенным коммутирующему приемнику S.
2
1
s
На этапе 106 один или несколько приемников S подсоединяются к медиапотоку в режиме реального времени первого источника Q, отправленному коммутирующим приемником S.
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
Следует отметить, что вышеупомянутые этапы процесса не обязательно осуществляются в таком порядке. Например, один или несколько приемников S, S, S могут быть подсоединены к одному или нескольким портам SA, SA, SA приемников (этап 102) до того, как один или несколько источников Q, Q, Qсоединяются с одним или несколькими портами QA, QA, QA источников (этап 101).
Хотя варианты осуществления, как описано выше, в основном касаются переключения потоков цифрового видео в формате «SDI over IP» (необязательно со встроенными потоками временного кода и/или аудиопотоками), устройство 1 также может быть выполнено так, чтобы переключать другие виды медиапотоков в режиме реального времени, например потоки цифрового аудио, форматы сжатого видео, такого как JPEG200 или форматы контейнера, такие как MXF, в формате с коммутацией пакетов. Точки коммутации или диапазоны коммутации соответственно предварительно заданные для этих форматов медиа также можно хранить в таблице или тому подобном, в устройстве 1 и идентификация соответствующего медиаформата может произойти, например, с помощью соответствующих идентификационных данных, т.е. аналогично «Идентификатору полезной видеонагрузки» (VPID), описанному выше. Кроме того, устройство 1 может быть дополнительно выполнено с учетом возможности расширения путем ввода правил коммутации, которые устанавливают точку коммутации или диапазон коммутации соответственно, для медиапотока в режиме реального времени данного формата медиа, который прежде не поддерживался устройством 1.
s
В вариантах осуществления, упомянутых выше, устройством 1 предоставляется коммутирующий приемник S. Для того чтобы иметь возможность переключать любое количество источников с максимумом гибкости прозрачно для любого числа приемников, устройство 1 может также предоставить несколько коммутирующих приемников.
Следует отметить, что физические порты устройства 1 не обязательно функционируют исключительно как порт источника или исключительно как порт приемника. Вместо этого можно использовать один физический порт и как порт источника и как порт приемника, в зависимости от того, источник или приемник подсоединен к нему. В частности, для этих портов, которые подсоединены либо к источнику, который передает медиапоток в режиме реального времени в формате с коммутацией пакетов, либо к приемнику, который принимает медиапоток в режиме реального времени в формате с коммутацией пакетов, возможно, что порт служит как порт источника и порт приемника одновременно (например, в случае, если устройство, подсоединенное к нему, функционирует как источник и приемник одновременно).
Слова «особенность» и «содержит» не исключают другие элементы или этапы, и формы единственного числа не исключают множественного числа.
Один блок или устройство может осуществить функции нескольких элементов, которые упомянуты в формуле изобретения.
Тот факт, что отдельные функции и/или элементы указаны в различных независимых пунктах формулы изобретения, не означает, что сочетание упомянутых функций и/или элементов не может быть преимущественно использовано.
Условные обозначения в формуле изобретения не следует понимать таким образом, что объект изобретения и объем правовой охраны формулы изобретения ограничивается этими условными обозначениями.