Все началось в далеком 2016 году с участия в тендере. Необходимо было предложить решение для доставки сигнала на экраны в комментаторских, в медиазоне и других зонах стадионов. Обычно на чемпионатах мира протягивали SDI провода и каждому комментатору устанавливался специальный монитор. Это решение достаточно простое, но дорогостоящее. Более того, после ЧМ такое специальное оборудование оказывалось ненужным. В России было решено использовать другой подход: кодировать SDI сигнал и передавать его на обычные бытовые телевизоры. Так стадионы могли существенно сэкономить на закупке оборудования. Главным требованием соревнований было то, чтобы задержка сигнала между входным потоком и декодированием на конечном устройстве составляла не более 300 мс.
Нам предстояло не только правильно настроить свой кодер, но и подобрать лучшие элементы всей цепочки устройств, чтобы каждое звено выполняло свою функцию максимально быстро.
Мы начали работу с плотного сотрудничества с производителями карт захвата SDI. По умолчанию карты передают поток кодеру целыми кадрами. Мы смогли настроить карты так, чтобы они отдавали только одно поле кадра, не дожидаясь всего кадра. Так мы немного сократили время принятия и кодирования SDI сигнала. С помощью нашего транскодера мы настроили схему с маленькой GOP структурой с минимальными или вообще отключенными буферами. Первая часть цепи была готова. Задержка на этом этапе составила 500 мс. Много! Но нам еще осталось подобрать подходящие модулятор и телевизор.
Выбрать модулятор было довольно просто: взяли модель, которая имела большое количество настроек. Играл значение и интерфейс управления. Дело в том, что для переключения между источниками использовалось «горячее резервирование», то есть работало две полноценные системы, и в зависимости от этого на уровне модулятора работала основная или резервная ветка.
Основные и резервные кодеры и модуляторы
А вот с выбором телевизора у нас было довольно много сложностей. Оказалось, что производители ничего не написали о необходимых нам характеристиках в технической документации: в повседневной жизни для таких задач телевизор не используется. Мы получали разные результаты задержки сигнала на разных телевизорах при прочих равных условиях. Причем разница зависела не только от производителя и модели, но и от прошивки и настроек. В итоге опытным путем мы вычислили подходящую модель — LG 32LN541U. Самый лучший результат показал игровой режим настроек. Интересно, что ни в одной документации не заявлено, что этот режим как-то принципиально отличается скоростью декодирования кадров и внутренним буфером. Когда весь пазл сложился, мы получили задержку в 220 мс — результат, о котором в заданных условиях можно было только мечтать!
Схема нашего решения
На этом этапе мы были готовы участвовать в конкурсе. Как мы и ожидали, по главному критерию мы обошли конкурентов. Только одна компания приблизилась к нашему показателю с результатом в 280 мс, так что она тоже прошла во второй тур.
На следующем этапе отбора нам предстояло провести проверку, приближенную к реальным условиям. Необходимо было кодировать восемь каналов с разных камер на стадионе. Это был волнительный момент: всё ли гладко пройдет? Конкурентная компания представляла свое решение за день до нас. У них возникла проблема: при переключении комментатором каналов телевизор не находил другой канал. Более того, он не мог вернуться и на предыдущий, был просто черный экран. Инженерам приходилось вмешиваться в кодер, чтобы снова появилась картинка, а после переключения ситуация повторялась. В воздухе повис немой вопрос: куда может деться канал из сети DVB-C? Но ответа на него мы так и не узнали. Пришла наша очередь демонстрации. К счастью, у нас такой проблемы не возникло. Наоборот, благодаря короткой GOP структуре переключение происходило практически мгновенно. Чтобы начать показывать картинку, телевизору нужен I-кадр, так что и здесь задержка была низкой. Вот так мы выиграли конкурс и билеты на все матчи Кубка Конфедерации 2017 и Чемпионата Мира 2018.
На стадионе в Казани
Автор: Вадим Блинов, ведущий инженер Elecard
Впервые статья опубликована на Компьютерре, решил здесь тоже поделиться.