Tổng quan,

Sản xuất nội dung truyền thông trực tiếp thường yêu cầu triển khai một lượng lớn thiết bị và đội ngũ tại địa điểm sự kiện hoặc trường quay, tất cả đều được kết nối với các cơ sở sản xuất. Điều này đòi hỏi chi phí sản xuất lớn, thiếu linh hoạt do phải tốn nhiều thời gian để triển khai. Việc sử dụng 5G cho một hệ thống không dây được kết nối với nhau giúp đơn giản hóa công tác hậu cần trong khi vẫn cung cấp tất cả các chức năng cần thiết cho sản xuất chương trình làm giảm chi phí sản xuất và qui trình sản xuất linh hoạt hơn. Bài viết này trình và một cấu trúc và các thành phần mới để sản xuất nhiều camera, với các camera hỗ trợ 5G được triển khai trên 5G S-NPN (Standalone Non-Public Network) đã được thử nghiệm trong dự án 5G-RECORDS theo các tiêu chuẩn và khả năng tương tác. Cấu trúc này hỗ trợ khai thác, kết nối và quản lý các camera không dây, cho phép kiểm soát trên nhiều địa điểm, giảm thiểu độ trễ và tích hợp liền mạch với cơ sở hạ tầng có dây. Từ đó mở ra các cơ hội do việc sử dụng 5G S-NPN mang lại cho các đài truyền hình nhiều lợi ích, mở rộng sang các trường hợp sản xuất kết hợp và đám mây.

1. Cơ sở thực hiện.

Sản xuất chương trình sử dụng camera không dây đã có từ nhiều năm trước. Trong thời gian này, ngành công nghiệp đã phát triển để nâng cao chất lượng và tăng dung lượng được sử dụng bởi các kết nối không dây này. Các công nghệ không dây mới nhất hứa hẹn khả năng kết nối IP có độ trễ thấp, chất lượng cao và các đài truyền hình đang khám phá cách triển khai công nghệ này trong môi trường phòng thu hiện đại.

Hỗ trợ sản xuất trực tiếp dựa trên IP.

Sản xuất chương trình truyền hình hiện đang hướng tới các giải pháp dựa trên IP (Internet Protocol), vì các đài truyền hình quản lý nội dung trên các mạng phòng thu và OB (Outside Broadcast). Những chuyển đổi này mang lại cơ hội mới cho các nhà sản xuất nội dung và là một phần thiết yếu đối với những tiến bộ gần đây trong cả việc triển khai sản xuất từ xa và dựa trên đám mây.

Camera không dây ngày càng được sử dụng phổ biến bên cạnh camera có dây. Các giải pháp camera không dây hiện tại sử dụng các giao thức ngăn xếp tương tự như các giao thức được sử dụng cho các dịch vụ DVB-T (Digital Video Broadcasting - Terrestrial) trên một dải tần riêng biệt và việc kết nối với các cơ sở sản xuất được thực hiện thông qua SDI (Serial Digital Interface). Vì giao diện đó là đơn hướng nên không có kênh phụ để hỗ trợ các dịch vụ phụ trợ như điều khiển camera hoặc xem lại video. Việc thêm các dịch vụ này yêu cầu triển khai các kênh vô tuyến bổ sung, làm phức tạp quá trình cài đặt và quản lý tổng thể, cũng như yêu cầu các quy trình công việc chuyên dụng.

Các yếu tố chính để sản xuất phương tiện truyền thông không dây bao gồm:

• Đường lên (up-link) băng thông cao, độ trễ thấp cho nội dung chương trình

• Nhiều đường kết nối băng thông thấp hơn để liên lạc và điều khiển

• Đồng bộ hóa thời gian của nhiều camera

• Khả năng tương tác với năng lực sản xuất hiện có

Do đó, một giải pháp lý tưởng sẽ là kết nối không dây IP cung cấp lưu lượng truy cập hai chiều băng thông cao, độ trễ thấp đến tận đầu camera.

5G: Từ điện thoại di động đến sản xuất chương trình truyền hình.

Dự án H2020-ICT-42 5G-RECORDS [1] cho rằng các công nghệ 5G có tiềm năng hỗ trợ quy trình sản xuất chương trình (hình 1).

Mặc dù 5G là một bộ công nghệ mạng và vô tuyến xuất hiện từ ngành công nghiệp di động, nhưng nó cũng có thể hỗ trợ các ứng dụng ngoài điện thoại di động. Đây là một hệ thống hoàn toàn dựa trên IP, cung cấp kết nối không dây có băng thông cao và độ trễ thấp theo cả đường lên và đường xuống. Tuy nhiên, việc thay thế các giải pháp máy quay không dây hiện có trong phạm vi phủ sóng sự kiện thể thao và giải trí bằng 5G đặt ra những thách thức nhất định đối với việc triển khai thực tế. Chúng bao gồm cách cung cấp kết nối tin cậy giữa máy quay và các thiết bị khác. Sau đó, các hệ thống này cần được tích hợp vào các mạng sản xuất và có thể cần tối ưu hóa các mạng từ việc hỗ trợ một số lượng lớn thiết bị tải xuống sang một số lượng nhỏ thiết bị có đường lên băng thông cao.

Hình 1. Một hệ thống sản xuất chương trình dùng mạng 5G.

5G S-NPN trong môi trường Studio nhiều camera.

Một yếu tố quan trọng của 5G là khả năng hỗ trợ các mạng riêng và để các mạng này được triển khai trong môi trường công nghiệp nhằm hỗ trợ các ngành dọc khác nhau như sản xuất, giao thông vận tải và thành phố thông minh. Vì khả năng độc lập là cần thiết cho sản xuất chương trình, mạng riêng dựa trên 5G có thể trở thành một nền tảng để sản xuất chương trình trực tiếp.

Mạng riêng 5G có thể được hỗ trợ theo nhiều cách khác nhau, tùy thuộc vào yêu cầu. Trong loại mạng riêng mà 5G-RECORDS đang xem xét, 5G S-NPN, một hệ thống 5G chuyên dụng được vận hành trong một phổ vô tuyến riêng biệt với các hệ thống 5G công cộng khác. Phổ vô tuyến được phân bổ cho sự kiện sản xuất chương trình và nhà sản xuất chương trình có thể sử dụng các tính năng và cấu hình của hệ thống 5G nếu cần. Điều này cho phép kiểm soát việc sử dụng hệ thống 5G và phân bổ dung lượng cho các thiết bị, điều cực kỳ quan trọng trong môi trường sản xuất chương trình.

Tập trung vào trường hợp sử dụng sản xuất chương trình trực tiếp chuyên nghiệp với nhiều camera không dây, chúng tôi đã phát triển một cấu trúc tận dụng các khả năng do 5G S-NPN mang lại và vượt qua các yêu cầu của 5G để triển khai thực tế.

Cấu trúc sản xuất chương trình trực tiếp so với phòng thu không dây nhiều camera.

Các giải pháp sản xuất chương trình hiện tại sử dụng phổ vô tuyến chuyên dụng để truyền hình ảnh đã rất hoàn thiện nhưng yêu cầu các liên kết cho các dịch vụ phụ trợ (chẳng hạn như điều khiển, âm thanh hoặc xem lại hình ảnh). Trong khi đó, có một số công nghệ dựa trên IP có dây sử dụng phương tiện nén và không nén để hỗ trợ quy trình sản xuất. SMPTE ST 2110 'SMPTE [2] tiêu chuẩn hóa cách truyền tải hình ảnh và âm thanh không nén qua RTP (Real-time Transport Protocol). Tuy nhiên, các giải pháp này nhắm mục tiêu cài đặt cố định. Các giải pháp không dây sẽ cần sử dụng video nén và do đó cần phải đưa mã hóa và giải mã vào cấu trúc. Vì vậy, cần có một cấu trúc đơn giản có thể cung cấp khả năng tương tác và tích hợp liền mạch giữa các giải pháp và giao thức hiện có này.

Bài báo này mô tả cấu hình được thực hiện bởi dự án 5G-RECORDS trong việc phát triển các thành phần của cấu trúc 5G S-NPN cho trường hợp sản xuất nhiều camera không dây này và cách các đài truyền hình có thể tận dụng các cơ hội do 5G S-NPN mang lại.

2. Cấu trúc hệ thống sản xuất chương trình nhiều camera hỗ trợ 5G được triển khai trên 5G S-NPN.

Trường hợp được xem xét là hệ thống mà một nhóm sản xuất có thể dễ dàng thiết lập một thiết lập sản xuất với nhiều camera không dây chỉ trong một vài bước:

• Người quản lý kỹ thuật thiết lập, lắp đặt và định cấu hình mạng lõi và đài phát thanh 5G, đồng thời kết nối với quá trình sản xuất phương tiện.

• Đội quay phim lắp camera hỗ trợ không dây.

• Khi camera không dây được đặt vào vị trí cùng với các camera có dây khác và được bật, mạng 5G S-NPN sẽ phát hiện ra thiết bị (vì nó tự cung cấp) và camera được định cấu hình.

Thiết lập sản xuất hiện đã sẵn sàng và có kết nối IP đầy đủ giữa các camera và điểm sản xuất theo ST 2110 của chúng. Trước và trong quá trình sản xuất, các dịch vụ có thể được chỉ định và các camera được điều khiển từ xa. Các camera được đồng bộ hóa với PTP (Precision Time Protocol) tập trung, do đó có thể cắt liền mạch giữa camera 5G và camera có dây. Giả sử có sẵn phổ tần và băng thông, dễ dàng mở rộng quy mô sản xuất bằng cách bổ sung thêm nhiều camera 5G: 5G S-NPN về bản chất có khả năng mở rộng cao, vì nó dựa trên phần cứng thương mại và chức năng cốt lõi của nó là dựa trên phần mềm.

Tổng quan cấu trúc.

Cấu trúc mà 5G-RECORDS đã phát triển hỗ trợ cho trường hợp này bằng cách tập trung vào cách thiết lập camera, kết hợp các nguồn không dây và có dây, cải thiện chất lượng (QoS, độ trễ, đồng bộ hóa) và điều khiển thiết bị từ xa. Nó giới thiệu một số thành phần mới, không có sẵn trên thị trường, tích hợp hệ thống không dây 5G vào sản xuất chương trình, cụ thể là:

• Các giao diện máy quay CIU (Camera Interface Unit) cung cấp khả năng mã hóa độ trễ thấp, modem 5G và các chức năng khác.

• Cổng điều khiển và phối hợp phương tiện MOCG (Media Orchestration and Control Gateway): một thành phần thể hiện khả năng tương tác của hệ thống điều khiển giữa các mạng đa phương tiện khác nhau có thể đạt được bằng cách sử dụng giao diện NMOS (Networked Media Open Specifications) 'AMWA [3].

• Một công dữ liệu MG (Media Gateway) xử lý giải mã cho hình ảnh đường lên và mã hóa cho hình ảnh xem lại. Chúng tôi đang tìm hiểu tính năng nén HEVC (High Efficiency Video Coding) cho điều này, với cấu hình độ trễ thấp thích hợp.

CIU đóng gói dữ liệu video được mã hóa trực tiếp vào luồng RTP IP, tách biệt với âm thanh hoặc dữ liệu khác. 5G-RECORDS đã chọn một thiết kế tránh ghép kênh âm thanh, video và dữ liệu khác sang định dạng MPEG2-TS (Dòng truyền MPEG2).

Tất cả các camera đều được đồng bộ hóa thời gian theo cùng một miền thời gian với MG. MG có thể xử lý dữ liệu chương trình một cách độc lập theo nhãn thời gian của tín hiệu.

Các thành phần khác nhau của cấu trúc được kết nối như minh họa trong hình 2 và đang chạy trên cấu hình 5G S-NPN hỗ trợ sản xuất chương trình.

Hình 2. Tổng quan cấu trúc.

Về bản thân mạng 5G, đối với cấu trúc này, cần có các chức năng được xác định trong tài liệu TS 23.501 '3GPP [4], TR 26.805 '3GPP [5] và TR 38.300 '3GPP [6], là:

• Chức năng UPF (User Plane Function), chịu trách nhiệm định tuyến và chuyển tiếp gói trong số những thứ khác.

• gNB : một nút xử lý các giao thức vô tuyến 5G đối với các thiết bị 5G và được kết nối với mạng lõi 5G.

• Chức năng NEF/PCF (Network Exposure Functions/Policy Control Function) tạo điều kiện truy cập vào các chức năng và dịch vụ mạng tiếp xúc.

Thành phần tiêu chuẩn hóa 3G 3GPP cũng xác định thiết bị người dùng UE (Used Equipment), được thể hiện trong 5G-RECORDS dưới dạng kết hợp giữa CIU và camera trong hình 2.

Tùy thuộc vào việc triển khai, MOCG có thể tương tác trực tiếp với NEF bằng Chức năng kiểm soát chính sách (PCF) hoặc thông qua các giải pháp quản lý mạng  khác.

3. Các khối chức năng trong hệ thống.

CIU: Đơn vị giao diện máy quay.

CIU (xem hình 2) có các chức năng sau:

• Mã hóa bằng cách sử dụng HEVC và giải mã nhiều độ phân giải định dạng video (ví dụ: độ phân giải cao, độ phân giải cực cao) ở các tốc độ bit khác nhau (trong khoảng từ 20Mb/giây đến 50Mb/giây đối với độ phân giải độ phân giải cao) và với độ trễ thấp cài đặt.

• Mã hóa và giải mã âm thanh.

• Tạo tín hiệu khóa cho máy ảnh từ tín hiệu nguồn đến tín hiệu qua mạng 5G.

• Tạo các luồng RTP gốc.

• Đánh dấu thời gian cho các luồng RTP sử dụng cùng một tín hiệu nguồn thời gian.

• Giao tiếp với MOCG.

• Cung cấp các giao diện vật lý phù hợp để kết nối với máy ảnh để điều khiển từ xa.

• Tích hợp modem 5G S-NPN.

Mặc dù các thông số kỹ thuật của thành phần này đã được xác định và tạo mẫu, nhưng một vấn đề về tổ chức đã khiến chúng tôi không thể triển khai đầy đủ phần này. Tuy nhiên, chúng tôi đã thực hiện thành công các thử nghiệm các chức năng tương tự bằng cách sử dụng các giải pháp có sẵn và phần mềm được phát triển trong dự án.

MOCG: Cổng điều khiển và điều phối dữ liệu.

Kết hợp thành công camera không dây vào hệ thống sản xuất chương trình trực tiếp có nghĩa là:

• Nhận biết camera có sẵn (thiết bị on-boarding) để kết nối với sản xuất, được phép kết nối và vị trí của nó trên mạng.

• Biết cách cấu hình máy quay và nếu cần, hãy thay đổi cấu hình đó theo yêu cầu của quá trình sản xuất và thiết lập kỹ thuật.

• Có thể kết nối & khởi động cũng như ngắt kết nối & dừng máy ảnh trong quá trình sản xuất và có bất kỳ chuyển đổi định dạng luồng nào được thực hiện tự động.

• Kết nối các tín hiệu khác cần thiết vì lý do vận hành hoặc kỹ thuật. Chúng có thể bao gồm điều khiển máy ảnh thời gian thực (xem bên dưới), tham chiếu thời gian, xem lại hình ảnh, cấp dữ liệu cho máy nhắc chữ từ xa, kiểm đếm máy ảnh, hệ thống liên lạc nội bộ sản xuất, theo dõi độ nét, theo dõi cho các ứng dụng VR hoặc AR và điều khiển ánh sáng.

Tích hợp thiết bị liên quan (trong trường hợp đơn giản nhất) đến việc cung cấp thông tin xác thực truy cập mạng trên thiết bị (ví dụ: thẻ SIM) và trong mạng S-NPN. Ngoài ra, một số tham số kết nối cơ bản, bao gồm địa chỉ máy chủ DNS, cần được cung cấp. Hệ thống được xây dựng dựa trên phương pháp tiếp cận khả năng tương tác được phát triển cho NMOS, đặc biệt là thông số kỹ thuật IS-04 và IS-05 để khai thác và kết nối các thiết bị phương tiện truyền thông mạng.

Máy quay thường chưa hỗ trợ trực tiếp NMOS, nhưng thường cung cấp giao diện điều khiển, vì vậy 5G-RECORDS đã phát triển cổng điều khiển và điều phối phương tiện (MOCG) và ứng dụng khách MOCG tạo thành một phần của CIU, để giao tiếp máy ảnh với môi trường NMOS. 5G-RECORDS đã nghiên cứu việc sử dụng giao thức MQTT (MQ Telemetry Transport) 'ISO [7], giao thức này cung cấp giao diện nhắn tin đăng ký xuất bản nhanh rất phù hợp với các ứng dụng tiêu thụ ít năng lượng như như camera không dây di động.

Một yêu cầu quan trọng là cho phép điều khiển các thiết bị từ xa từ các địa điểm khác nhau (ví dụ: từ studio chính hoặc studio làm việc tại nhà). Các môi trường điều khiển máy ảnh từ xa kiểm soát các tín hiệu vào và ra khỏi máy ảnh khá phức tạp và mỗi nhà cung cấp máy ảnh có giao thức và triển khai điều khiển độc quyền của riêng mình. Với mục tiêu càng ít thiết bị càng tốt, 5G-RECORDS đã nghiên cứu một bộ điều khiển máy quay cơ bản thường được sử dụng trong môi trường sản xuất trực tiếp và đã thử nghiệm thành công giải pháp mới như sau.

Thông báo điều khiển được thực hiện bằng cách sử dụng AMWA IS-07, một thông số kỹ thuật NMOS để truyền dữ liệu liên quan đến thời gian qua mạng phương tiện. IS-07 hỗ trợ vận chuyển MQTT, cho phép tiếp cận nhất quán với việc sử dụng MQTT của dự án để phát hiện và kết nối máy ảnh. CIU dịch điều này thành các giao thức độc quyền được sử dụng bởi máy ảnh. Khi thích hợp, dự án đã sử dụng một sản phẩm thương mại để trợ giúp việc này.

MOCG chứng minh khả năng tương tác của hệ điều khiển giữa các mạng phương tiện khác nhau - vốn thường bị bỏ qua trong lĩnh vực truyền hình - có thể được cải tiến hơn khi sử dụng NMOS.

MG: Cổng đa phương tiện.

Việc sử dụng cả camera có dây và không dây trong quá trình sản xuất đưa ra một số thách thức khác:

• Phổ vô tuyến khả dụng trong các mạng không dây bị hạn chế và video không nén là không thực tế. Điều này có nghĩa là yêu cầu nén, điều này có thể dẫn đến độ trễ tăng lên, chất lượng hình ảnh thấp hơn hoặc kết hợp cả hai.

• Các nguồn mạng có dây thường bị khóa gen, điều này có thể không thực hiện được trên mạng không dây.

• Các mạng truyền thông có dây thường sử dụng truyền thông đa hướng, điều này cũng có thể không thực hiện được trên mạng không dây có nhiều khả năng hỗ trợ các giải pháp unicast hơn.

Hiện tại, nén HEVC 'ISO [8] với cấu hình độ trễ thấp được sử dụng cho video, trong khi Opus hoặc PCM được sử dụng cho âm thanh. MG đã được phát triển để tích hợp mạng 5G với mạng sản xuất chương trình. MG thực hiện chuyển đổi luồng, địa chỉ và đa đích-đơn đích dưới sự kiểm soát của MOCG. Khi mạng 5G không hỗ trợ phát đa hướng, MG có thể tạo nhiều bản sao đơn hướng của cùng một luồng phát đa hướng.

Trách nhiệm chính của MG là điều chỉnh các luồng giữa các định dạng khác nhau. Ví dụ: MG nhận HEVC qua RTP và chuyển đổi nó thành video không nén qua ST 2110. Ngược lại, MG nhận video quay lại từ xưởng sản xuất và chuyển đổi thành HEVC/RTP để gửi đến địa điểm. Ngoài ra, MG có thể nhận hoặc gửi RIST (Reliable Internet Stream Transport) hoặc SRT (Secure Reliable Transport) không chỉ để truyền tải từ camera đến studio và ngược lại, mà còn để chuyển tiếp các luồng đến một trung tâm sản xuất ảo dựa trên đám mây. RIST và SRT cung cấp chức năng gửi dữ liệu qua mạng diện rộng không được cung cấp QoS.

Đối với mục đích thử nghiệm, MG đã được triển khai như một thiết bị, nhưng có thể triển khai nó trong môi trường ảo hóa hoàn toàn, miễn là cơ sở hạ tầng cung cấp GPU (Bộ xử lý đồ họa) cần thiết và phần cứng tăng tốc mạng.

5G S-NPN: Hệ thống 5G cấu hình mạng S-NPN.

Hệ thống 5G được định cấu hình sao cho việc mất gói liên quan đến mạng không dây được xử lý bởi lớp 3GPP và việc mất gói liên quan đến tắc nghẽn – có thể xảy ra do các thiết bị khác hoặc các luồng khác đến hoặc từ cùng một thiết bị – được quản lý bởi QoS cấu hình. Điều này tránh nhu cầu truyền lại RTP và giảm nhu cầu đệm.

5G cung cấp một số tính năng mạnh mẽ ở mức độ thấp, bao gồm điều chỉnh sơ đồ điều chế và mã hóa MCS (Modulation and Coding Scheme) theo các điều kiện vô tuyến và sửa lỗi. Nếu các tính năng mạnh mẽ này không đủ (ví dụ: trong môi trường vô tuyến ồn ào), một số tín hiệu có thể được ưu tiên hơn các tín hiệu khác. Các tín hiệu lập trình hình ảnh và âm thanh chẳng hạn, cũng như các tín hiệu thời gian, được ưu tiên hơn thông tin kiểm đếm hoặc điều khiển ánh sáng. 5G bao gồm các khái niệm về 'Luồng QoS' và 'Phân chia mạng' để cho phép ưu tiên như vậy và việc triển khai đang bắt đầu cung cấp quyền truy cập API (Giao diện lập trình ứng dụng) cho những thứ này.

Đồng bộ hóa thời gian.

Hình 3. Đồng bộ hóa hỗ trợ PTP.

Để phân biệt với các thiết lập nhiều camera không đồng bộ hoàn toàn với đồng bộ hóa xuôi dòng hiện có trên thị trường, 5G-RECORDS đã xem xét phương pháp tiếp cận theo tin hiệu đồng bộ (genlock). Ý tưởng là khảo sát việc sử dụng PTP trên 5G để lấy được cả khung tín hiệu đồng bộ và nhãn thời gian. Tuy nhiên, việc cung cấp thông tin thời gian chính xác có thể là một thách thức trong môi trường 5G do độ trễ truyền vô tuyến khác nhau.

Như được minh họa trong hình 3 (trong đó GM là viết tắt của Grandmaster), mạng 5G hoạt động theo PTP, dựa trên cách hỗ trợ đồng bộ hóa thời gian trong 3GPP. Điều này đã được thử nghiệm trong mạng thử nghiệm giao tiếp URLLC (Ultra-Reliable Low-Latency Communication). Đánh giá này cho thấy có thể đạt được độ chính xác đồng bộ hóa nhỏ hơn 4 µs (thậm chí có khả năng cải thiện theo thời gian). Đây là một kết quả đầy hứa hẹn cho việc dồng bộ và đánh dấu thời gian của các gói phương tiện RTP, mặc dù cần có thêm các thử nghiệm.

4. Lợi ích dành cho những người làm trong ngành truyền hình.

Cấu trúc của 5G-RECORDS đã chứng minh tính khả thi của việc sử dụng mạng 5G S-NPN để sản xuất chương trình trực tiếp với nhiều camera không dây. Với cấu trúc phù hợp, các mạng này có thể hỗ trợ đường lên nâng cao, chất lượng dịch vụ được cải thiện và các liên kết hai chiều đa chức năng. Điều này có nghĩa là có thể sử dụng một liên kết vô tuyến duy nhất để cung cấp các dịch vụ khác nhau phù hợp với nhu cầu của từng sản phẩm.

Trong các trường hợp chính xác, khi các mạng được đặt trên phổ dành riêng của chúng, có thể thực hiện các thay đổi đối với cấu hình mạng cơ bản. Bằng cách chỉ định lại phân bổ TDD (Time Division Duplex), có thể đạt được thông lượng đường lên lên tới 300 Mb/giây trong kênh 100 MHz sử dụng phổ giữa băng tần. Tuy nhiên, việc thay đổi các mẫu TDD thường không thể thực hiện được trong một mạng thông thường vì nó sẽ can thiệp vào các dịch vụ khác và các mạng liền kề.

Các thiết bị cổng do dự án này phát triển cho phép quản lý các thiết bị không dây giống như cách quản lý các thiết bị có dây trong phòng thu. Trước đây, chỉ có thể tích hợp đến tận thiết bị nhận, nhưng với mạng IP, có thể tích hợp từ đầu camera và do đó kết hợp các chức năng thiết yếu như thời gian, cấu hình và điều khiển.

S-NPN cũng cung cấp khả năng bảo mật nâng cao đối với các loại mạng vô tuyến khác, vì chỉ những thiết bị đã biết và đăng ký với nhà điều hành mạng mới được phép kết nối. Điều này giúp loại bỏ sự tranh chấp gay gắt thường thấy trên các mạng công cộng tại các sự kiện lớn.

Cơ hội cho sản suất chương trình dựa trên IP.

Do tất cả những cơ hội mới này, 5G S-NPN có thể được coi là một yếu tố hỗ trợ chuyển sang sản xuất IP, từ đó mở ra một số lợi ích đã được chứng minh rõ ràng.

Cơ hội làm việc trong môi trường IP có nghĩa là người ta có thể dễ dàng tích hợp hơn với các cách thức làm việc mới, chẳng hạn như sản xuất từ xa và dựa trên đám mây. Bằng cách triển khai S-NPN quy mô nhỏ tại một cơ sở, không chỉ có thể chuyển hình ảnh đến trung tâm sản xuất mà còn có thể kiểm soát các thiết bị cố định. Điều này có thể được áp dụng trong một số trường hợp sản xuất bao gồm:

• Sản xuất thể thao cấp thấp hơn.

• Đưa tin về hội nghị.

• Tranh luận chính trị.

• Các lễ hội và sự kiện văn hóa.

• Sản xuất nội dung web và di động.

Với hy vọng các mô hình sản xuất được kết nối mới có thể cung cấp phạm vi phủ sóng rộng hơn cho các sự kiện với chi phí thấp hơn, do đó cho phép cung cấp nhiều dịch vụ hơn cho khán giả. Từ đó co thể tạo ra các cơ hội thương mại cho cả các nhà cung cấp công nghệ truyền thông và ngành công nghiệp viễn thông. Tuy nhiên, cần phải có kỹ năng và chuyển giao kiến thức giữa hai bên. Có một số thách thức như sự linh hoạt cần thiết cho sản xuất phương tiện không phải lúc nào cũng phù hợp với việc lập kế hoạch và triển khai dài hạn của các MNO (Mobile Network Operators). Các mô hình kinh doanh mới cũng có thể xuất hiện để hỗ trợ các dịch vụ chuyên môn nhằm hỗ trợ ngành sản xuất chương trình truyền thông, đặc biệt là trong quản lý mạng và phổ tần.

5. Kết luận.

5G-RECORDS đã nghiên cứu khả năng của mạng 5G S-NPN để sản xuất chương trình với nhiều camera và xác định cách cải thiện khả năng tương tác với các mạng sản xuất chương trình hiện có. Một số thành phần mới – hiện không tồn tại trên thị trường – đã được thiết kế và triển khai (một phần hoặc toàn bộ), cụ thể là CIU, MOCG và MG. Tại thời điểm viết bài này, các thử nghiệm về độ trễ đầu cuối, jitter, thông lượng, mất gói và hiệu suất PTP đang được tiến hành và sẽ được ghi lại trong các tài liệu phân phối công khai 5G-RECORDS và một số tài liệu khác.

5G-RECORDS đã xác định các cơ hội để cung cấp khả năng tương tác trên hệ điều khiển tốt hơn giữa mạng 5G và các cơ sở phát sóng có dây và đang thảo luận với AMWA về cách NMOS có thể được mở rộng. Vẫn còn một số lĩnh vực cần phải làm việc thêm. Các thành phần 5G hiện có trên thị trường (Phiên bản 15) [4] không hỗ trợ đầy đủ một số tính năng như thời gian PTP và chúng tôi cũng cần nỗ lực để hỗ trợ tốt hơn các dịch vụ này trong thiết bị người dùng được sử dụng trong sản xuất.

Mặc dù bài viết này tập trung vào việc sử dụng S-NPN để sản xuất chương trình, nhưng một số khái niệm được đưa ra ở đây cũng có thể được dùng bằng cách sử dụng mạng công cộng tích hợp mạng phi công cộng (PNI-NPN), có thể đảm bảo quyền truy cập vào một phần của mạng để sử dụng riêng cho một người dùng cụ thể.

Tài liệu tham khảo:

[1]. 5G-RECORDS, 2022. https://www.5g-records.eu/.

[2]. Society of Motion Picture and Television Engineers (SMPTE), 2022. ST 2110 FAQ, Overview of SMPTE ST 2110 Suite of Standards. https://www.smpte.org/smpte-st2110-faq

[3]. Advanced Media Workflow Association (AMWA), 2022. Networked Media Open Specifications: Introduction. https://specs.amwa.tv/nmos.

[4]. 3rd Generation Partnership Project (3GPP). TR 23.501, System architecture for the 5G System (5GS).

https://portal.3gpp.org/desktopmodules/Specifications/SpecificationDetails.aspx?specifi cationId=3144

[5]. 3rd Generation Partnership Project (3GPP). TR 26.805. Media Production over 5G NPN Systems. https://portal.3gpp.org/desktopmodules/Specifications/SpecificationDetails.aspx?specifi cationId=3884

[6]. 3rd Generation Partnership Project (3GPP). TR 38.300, NR; NR and NG-RAN Overall description; Stage-2. https://portal.3gpp.org/desktopmodules/Specifications/SpecificationDetails.aspx?specifi cationId=3191

[7]. International Organization for Standardization (IS0), 2016. ISO/IEC 20922:2016, Message Queuing Telemetry Transport (MQTT) v3.1.1. https://www.iso.org/standard/69466.html

[8]. International Organization for Standardization (IS0), 2020. ISO/IEC 23008-2:2020, High efficiency coding and media delivery in heterogeneous environments — Part 2: High efficiency video coding. https://www.iso.org/standard/75484.html