1. Home
2. Noticias
3. La transición a SMPTE ST 2110: Visión detallada del protocolo

La transición a SMPTE ST 2110: Visión detallada del protocolo

Introducción y Contexto comercial

POR QUÉ SMPTE ST 2110

La creciente adopción de ST 2110 en producción audiovisual en directo, sistemas de playout y sistemas de contribución está impulsada por una serie de factores clave:

• Escalabilidad. Comparada con el cableado SDI, en una red IP es mucho más fácil agregar canales y dispositivos.
• Flexibilidad: Un solo cable Ethernet puede transportar múltiples streams de vídeo y audio a la vez.
• Desglose: Se trata al sonido, al vídeo y a los datos de forma independiente para llevar a cabo mezclas, codificaciones o la distribución.
• Eficacia del ancho de banda: Optimiza el uso del ancho de banda IP.
• Ahorro de costes de equipamiento IP como switches, cables de red, etc.
• Interoperabilidad: Se integra mejor con sistemas de comunicaciones, servicios de streaming y plataformas de medios modernas.
• Compatibilidad con otros protocolos: ST 2110 puede coexistir con NDI, SRT, RTMP, y otras soluciones de transporte sobre IP.

LA VISIÓN DE PROMAX: APOYANDO LA TRANSICIÓN CON HERRAMIENTAS DE PRECISIÓN

En PROMAX somos conscientes de los desafíos a los que se enfrentan los profesionales del broadcast en la transición al IP. Las nuevas tecnologías aportan oportunidades poderosas, a la vez que agregan complejidad. La integridad de la señal, la sincronización de la red y el diagnóstico deben abordarse con precisión para evitar interrupciones en operaciones críticas.

Nuestra respuesta a este reto es el ATLAS NG: Un medidor de campo de alto rendimiento diseñado para satisfacer las demandas de sistemas híbridos y 100% IP. Una plataforma que incorpora un amplio soporte para el análisis de señal ST 2110, ofreciendo herramientas para la monitorización en tiempo real. Combina capacidades de test avanzadas con un manejo intuitivo, haciéndolo ideal para los ingenieros que trabajan en los centros de producción, unidades móviles y centros de operaciones de red, de forma que puedan desplegar y mantener infraestructuras basadas en IP con seguridad sin sacrificar el control o la confiabilidad.

Información técnica general de SMPTE ST 2110

REDEFINIENDO EL TRANSPORTE DE SEÑALES DE RADIODIFUSIÓN: DESDE LAS SEÑALES EMBEBIDAS A LOS FLUJOS EN STREAMING

Los sistemas de radiodifusión tradicional han confiado ampliamente en la interfaz SDI (Serial Digital Interface) para transportar sonido, vídeo y metadatos sobre un único cable. Es un método robusto, pero que acarrea limitaciones en términos de flexibilidad de enrutamiento, en la escalabilidad y en el coste de la infraestructura. El estándar SMPTE ST 2110 es una evolución significativa: Permite el transporte de medios audiovisuales profesionales como streams de datos independientes y sincronizados sobre redes IP estándares. Así, los ingenieros pueden manejar, monitorizar y re-enrutar individualmente cada tipo de contenido, facilitando un entorno broadcast más ágil.

Con fines clarificadores, es importante tener en mente la terminología utilizada en ST 2110, especialmente en lo relativo a los términos “essence” y “flow”. Pensemos en essence como el contenido audiovisual (vídeo, audio, metadatos...) y en el flow (transmisión de red) como el conducto que lo transporta. Varios conductos (flows) pueden transportar diferentes clases de contenidos audiovisuales (essence).

ESTRUCTURA DEL ESTÁNDAR ST 2110

SMPTE ST 2110 no es un único documento sino una familia de especificaciones coordinadas, cada una dirigida a un aspecto específico de los medios en tiempo real sobre IP. Aquí subrayamos los más relevantes:

• ST 2110-10 – Reloj del sistema: Define la arquitectura central y establece los fundamentos para sincronizar la transmisión utilizando técnicas precisas de sincronía. Todos los dispositivos de la red se basan en esta referencia compartida para mantenerse en correcta sincronía.
• ST 2110-20 – Transporte de vídeo: Define cómo se empaqueta y se envía sobre IP el vídeo sin comprimir.
• ST 2110-21 – Conformación de tráfico: Establece reglas para cómo los paquetes se espacian en el tiempo para asegurar una transmisión fluida y la compatibilidad de búferes entre los equipos interconectados.
• ST 2110-30 – Transporte de audio: Estandariza la entrega de audio lineal profesional (típicamente, PCM a 48 kHz) sobre la misma red.
• ST 2110-31 – Audio comprimido: Soporte para flows de sonido comprimido, según AES3.
• ST 2110-40 – Datos complementarios: Permite el transporte de metadatos como subtítulos, códigos de tiempo y señales de control, las cuales fueron anteriormente embebidas en SDI.
• ST 2110-22 – ST 2110-22 – Vídeo comprimido (emergente): Destinado a soportar formatos de vídeo que hacen un uso efectivo del ancho de banda allí donde su transporte sin compresión resulta inviable, como ubicaciones remotas de producción.

Este diseño modular permite a los radiodifusores limitarse a implementar aquellos componentes relevantes para su flujo de trabajo, aportando flexibilidad al despliegue y escalabilidad para necesidades futuras.

SINCRONÍA Y TEMPORIZACIÓN: EL PAPEL DE PTP

Sincronizar perfectamente los dispositivos es un requisito que representa una piedra angular de ST 2110. Esto se logra usando el protocolo PTP (Precision Time Protocol), que permite que todos los extremos de la red se ajusten a una referencia de tiempo maestra con una precisión que supera el microsegundo. Una temporización confiable garantiza que el audio y el vídeo se mantengan sincronizados a través de múltiples dispositivos, incluso aunque estén enrutados de forma independiente. Esta referencia temporal se genera por uno o más relojes PTP.

Para soportar instalaciones complejas, la infraestructura de la red podría incluir relojes perimetrales o transparentes que distribuyen la información de tiempo de forma eficiente y precisa. Desplazamientos del audio o fotogramas de vídeo desalineados son problemas que, sin este nivel de coordinación, podrían comprometer la integridad de la producción. De ahí que ST 2110 soporte producción distribuida y colaboración remota, todo ello mientras se mantiene la integridad y la precisión de la señal que requiere la radiodifusión profesional.

A nivel de transporte, ST 2110 usa el protocolo UDP (User Datagram Protocol), crucial para el streaming en tiempo real donde la baja latencia es prioritaria y, por lo general, las retransmisiones de paquetes (como en TCP) no son deseables. A modo de resumen: Los paquetes de vídeo y sonido se encapsulan normalmente en paquetes RTP sobre UDP. RTP proporciona marcas de tiempo y número de secuencia, que son esenciales para mantener la sincronización y detectar pérdidas de paquetes en tiempo real en flows de medios. Cada “essence” (como vídeo o audio sin comprimir) se transporta en su propio stream RTP (conocido como flows separados).

INTEROPERATIBILIDAD E INTEGRACIÓN EN EL ECOSISTEMA

Una de las ventajas más potentes de SMPTE ST 2110 reside en su capacidad de permitir una interoperatividad real entre equipos de distintos fabricantes dentro de una infraestructura de broadcast sobre IP. A diferencia de los sistemas SDI clásicos donde los dispositivos se comunicaban a través de interfaces de hardware definidas estrictamente, ST 2110 se conforma bajo protocolos IP estandarizados. Esto crea un entorno abierto y flexible donde componentes de múltiples proveedores pueden coexistir, comunicarse y operar dentro del mismo flujo de trabajo.

En el corazón de esta interoperabilidad se encuentra el enfoque centrado en la red de ST 2110. Cada stream (no importa si es vídeo sin comprimir, audio multicanal o metadatos complementarios) es encapsulado en paquetes RTP (Real-time Transport Protocol) y distribuído utilizando direccionamiento IP multicast. Como RTP y multicast son tecnologías maduras ampliamente soportadas por el hardware de telecomunicaciones y de broadcast, los dispositivos que se cumplen con las especificaciones de ST 2110 pueden participar en una infraestructura de medios compartidos sin ceñirse a limitaciones propietarias.

Los streams ST 2110 se pueden gestionar utilizando routers y switches IP estándares que soporten los protocolos IGMP (Internet Group Management Protocol) y QoS (Quality of Service), y su funcionalidad sea compatible con PTP. Esto permite que los radiodifusores saquen partido de la infraestructura de red COTS (Commercial Off-The-Shelf), reduciendo costes y facilitando el mantenimiento sus actualizaciones.

Aunque ST 2110 defina cómo los essence de medios (vídeo, audio, metadatos) se transportan sobre IP, no especifica cómo se localizan entre sí los dispositivos, o cómo se establecen y gestionan las conexiones entre ellos. Aquí es donde entra en juego NMOS (Networked Media Open Specifications) de AMWA: Facilita el descubrimiento, registro, conexión y control de dispositivos y streams en la red ST 2110 de un modo consistente y transparente en lo que se refiere al fabricante. NMOS ayuda a los operadores a gestionar el enrutamiento de las señales, la configuración de los dispositivos y la monitorización del estado del sistema a través de plataformas centralizadas.

El analizador ATLAS NG es compatible con NMOS y Ember+, pudiendo comunicarse con la plataforma central de gestión en la red (el orquestador).

Además, el ATLAS NG también se puede configurar a través de una plataforma de gestión fuera de banda, de modo no intrusivo, de forma que los flows ST 2110 pueden ser monitorizados y analizados sin acceder al orquestador.

ATLAS NG: EL ANALIZADOR PARA DETECTAR PROBLEMAS EN REDES ST 2110 ›

BENEFICIOS PARA LOS FLUJOS DE TRABAJO DE BROADCAST

Las características técnicas de la interoperabilidad de ST 2110 se traducen en una serie de ventajas muy significativas en la operación:

• Despliegue más rápido de sistemas que integran equipos de múltiples fabricantes.
• Reducción de la dependencia de protocolos de control propietarios.
• Localización de fallos más sencilla por medio de herramientas estándares de monitorización de redes.
• Mejor escalabilidad para flujos de trabajo de producción remota y virtualizados.

Al adoptar un ecosistema basado en ST 2110, los radiodifusores pueden evolucionar desde los sistemas cerrados y ligados al hardware hacia arquitecturas modulares definidas por software. Además de reducir costes, esto abre la puerta a la automatización, el control centralizado y modelos de producción híbridos basados en la nube.

En este contexto, las herramientas de medida como el ATLAS NG de PROMAX juegan un papel esencial garantizando que la interoperabilidad pase de ser teórica a ser completamente operativa. Al validar la conformidad de los streams, el sincronismo de los PTP y el comportamiento de la red en tiempo real, el ATLAS NG pasa a ser un activo esencial para mantener un entorno broadcast sobre IP en buenas condiciones y perfectamente integrado.

Consideraciones en el despliegue y casos prácticos

LA MIGRACIÓN A IP: UN CAMBIO DE PARADIGMA QUE REPERCUTE EN LA OPERATIVA

En un entorno broadcast, migrar de SDI a IP es una decisión que implica consideraciones técnicas y operativas. Aunque el cambio prometa mayor escalabilidad, flexibilidad y eficiencia a largo plazo, la transición requiere una planificación y una validación cuidadosas. A diferencia de los enlaces coaxiales punto a punto, las infraestructuras basadas en IP dependen de componentes de red gestionados, relojes sincronizados y perfilado del tráfico en tiempo real para garantizar la entrega de los streams de contenido audiovisual.

El despliegue exitoso de un flujo de trabajo ST 2110 depende de una comprensión detallada tanto de los formatos de medios audiovisuales como del comportamiento de la red. Problemas como pérdida de paquetes, jitter y falta se sincronía pueden comprometer la alineación de los segmentos de audio y vídeo o incluso interrumpir por completo el flujo de señal. Estos riesgos deben ser mitigados en la fase de diseño, usando herramientas de validación y llevando a cabo una monitorización continua.

CONSIDERACIONES PRÁCTICAS ANTES DEL DESPLIEGUE

Por lo general, al diseñar una red audiovisual basada en ST 2110, los ingenieros se enfocan en varios aspectos clave:

• Topología de la red: Los sistemas deben diseñarse para manejar tráfico de alta densidad y baja latencia. La redundancia, la eficiencia multicast y la segmentación del tráfico resultan esenciales.
• Sincronización: La confiabilidad de toda la red depende de una sincronía precisa. Los dispositivos deben sincronizarse a un reloj común usando PTP, y la red debe transferir la señal de reloj con una deriva mínima.
• Gestión del ancho de banda: Los streams de vídeo sin comprimir pueden consumir cantidades significativas de ancho de banda. Al hacer los cálculos, hay que prever el peor escenario posible y adecuar los márgenes de seguridad para cada punto de la red.
• Latencia y buffering: Para que la reproducción sea fluida, la sincronía entre fuente y receptor debe permanecer bajo tolerancias estrictas. Las herramientas de monitorización deben supervisar que el vídeo y los audios se reproduzcan con fluidez.
• Interoperabilidad: No basta que declaran cumplir los estándares; durante la configuración, es esencial verificar que equipos de distintos fabricantes manejen de manera consistente la sincronía, señalización y comportamiento de paquetes.

El analizador broadcast ATLAS NG está diseñado como un apoyo a los ingenieros en estas etapas, ofreciendo métricas precisas, claras y en tiempo real sobre la salud de la señal, las condiciones de la red y la sincronización del PTP.

ATLAS NG: EL ANALIZADOR PARA DETECTAR PROBLEMAS EN REDES ST 2110 ›

CASOS REALES DE APLICACIÓN

Por su naturaleza modular, ST 2110 se adapta a un gran número de entornos de producción. La siguiente lista presenta los contextos más comunes donde las soluciones de PROMAX (y en concreto, el ATLAS NG) generan valor:

• Producción en directo desde estudio: Hoy, en las salas de control de producción, los operadores pueden necesitar conmutar, enrutar y monitorizar varios feeds de vídeo de alta resolución en tiempo real. El ATLAS NG garantiza la sincronía de estos streams y que no se vean interrumpidos a lo largo del flujo de trabajo.
• Unidades móviles y remotas: Las unidades exteriores de produccióna menudo enfrentan restricciones de espacio, cableado y tiempo de operación. Los sistemas basados en IP reducen la dependencia de lo físico y simplifican la conectividad. El ATLAS NG permite que los ingenieros verifiquen que la correcta transmisión y sincronía de la señal bajo ventanas de tiempo muy reducidas y condiciones de red cambiantes.
• Centros de control central y Sistemas Playout: Las instalaciones centralizadas, responsables de la distribución final de la programación, deben garantizar su funcionamiento 24/7. Aquí, resulta esencial la monitorización en tiempo real de los streams 2110 (especialmente, los paquetes erróneos). El ATLAS NG aporta herramientas para analizar la pérdida de paquetes, latencia de señal y los formatos de vídeo y audio; esto garantiza la continuidad y la detección temprana de fallos.
• Bancos de prueba y laboratorios de I+D: Los ingenieros a cargo del diseño o de la integración de nuevos equipos deben garantizar la compatibilidad con el estándar ST 2110. El ATLAS NG facilita llevar a cabo las pruebas funcionales y la verificación de la interoperabilidad, acelerando los ciclos de desarrollo y su salida al mercado.

DESPLIEGUES CON GARANTÍAS

Con independencia del tamaño o la complejidad de la instalación, la transición a ST 2110 requiere una estrategia de pruebas rigurosa. Más allá del análisis a nivel de superficie, las herramientas de medida deben revelar discrepancias en la sincronía, patrones de jitter, paquetes no alineados o problemas en la configuración de multicast.

El ATLAS NG se ha diseñado para que técnicos e ingenieros de broadcast desplieguen, verifiquen y mantengan el transporte de señal basado en IP con garantías. Ya sea en la puesta en marcha o durante el funcionamiento diario.

SEGUIR LEYENDO: LAS HERRAMIENTAS DE MEDIDA EN LOS FLUJOS DE TRABAJO SMPTE 2110 ›

PROMAX es un fabricante líder en sistemas de test y medida y en equipos para emisión y distribución de señales de televisión. Nuestras líneas de producto incluyen instrumentos de medida para TV por cable, TV vía satélite, radiodifusión, redes de fibra óptica e inalámbricas y analizadores para FTTH y GPON. Entre los últimos desarrollos de la compañía se encuentran moduladores DVB-T, streamers IP o convertidores IP (ASI, DVB-T).