Componente Flussonic DVR

June 1, 2021 Author: Alexandra Gorelova

Ahorra decenas de miles de dólares mientras escalas tu negocio, obtén la grabación de la transmisión en línea inmediatamente después de su finalización, encuentra instantáneamente eventos captados por miles de cámaras de video.

DVR (Grabación de video digital) es una grabación de una transmisión en un medio de almacenamiento digital para su uso posterior. De hecho, esto es lo que le permite transmitir el noticiero nacional vespertino de las 9 p.m. para todos los husos horarios, pausar la transmisión en vivo de la semifinal de la Liga de Campeones o encontrar instantáneamente un evento de interés desde miles de cámaras de vigilancia.

DVR en Flussonic Media Server: sobre la capacidad del almacenamiento, la variabilidad de la configuración y el ahorro de espacio en disco

DVR es una cinta infinita en la que la transmisión se graba exactamente en la forma en que pasa. “Exactamente en la misma forma” significa que si el flujo de origen consta de varias pistas de video (con diferentes velocidades de bits) y varias pistas de audio (con diferentes idiomas), entonces todas, tal como están, se agregan al archivo.

Por supuesto, una cinta infinita, en realidad, no puede ser infinita; estamos limitados por la política del titular de los derechos de autor, el tamaño de la memoria y otras restricciones de recursos. Por lo tanto, la grabadora tiene ajustes para la profundidad de almacenamiento. Por ejemplo, puedes configurar un registro de archivo con una profundidad de 6 días. Esto significa que toda la transmisión de vídeo guardada empezó hace 6 días atrás. Los fragmentos de transmisión que tienen más de 6 días de estar almacenados, se eliminaran. Este intervalo de 6 días con la transmisión de video y sus metadatos se denomina ventana DVR.

Anteriormente, mencionamos la opción de limitar el registro de archivo por la profundidad de almacenamiento. Pero también es posible grabar un flujo con una cantidad limitada de almacenamiento. Supongamos que tienes un disco de 15 TB y no deseas escribir más de 10 TB de datos en él. En este caso, la configuración de Flussonic establece la profundidad de grabación a 10 TB. Y todo lo que vaya más allá de estos 10 TB, el sistema lo borrará (comenzando por los registros más antiguos). Por lo tanto, el espacio en disco tendrá un valor constante. Pero la profundidad del archivo variará según las propiedades de la transmisión (desde la tasa de bits).

Además, es posible limitar la grabación dentro de una ventana diaria para separar intervalos de tiempo. Por ejemplo, es importante que un suscriptor grabe cámaras de videovigilancia durante todo el día los fines de semana y los días de semana, solo por la noche. En la configuración, solo necesitas establecer el horario de grabación. Ahorrando, por tanto, espacio en el disco.

Consideremos los escenarios de uso de la tecnología DVR:

Escenarios IPTV OTT

El suscriptor compra e instala un decodificador y, a través de Internet, recibe un servicio de televisión. Ahora ve canales de televisión en tiempo real y usa, sin saberlo, las capacidades de la tecnología DVR.

Ponerse al día (Catch Up)

Te acuerdas cuando tenias que correr al frente del televisor cuando escuchabas que tu programa favorito empezaba nuevamente? Como olvidar esas idas al baño a las carreras durante los cortes comerciales.

Ahora todo es diferente: no es necesario que ajustes tu horario personal al horario de las transmisiones de tus series y programas favoritos. ¿Llegaste tarde y no pudiste ver el nuevo episodio de tu serie de televisión favorita? Se juega un partido de fútbol por la noche, pero ¿necesitas levantarte temprano por la mañana? Ponerse al día te permite volver a tu programa favorito en un momento más conveniente.

IPTV OTT

El servicio de actualización se proporciona sobre la base de la tecnología DVR: a partir de algún momento en el pasado, el suscriptor, a pedido, obtiene acceso a parte del archivo.

‘Timeshift’ (Cambio de hora)

Timeshift es una tecnología de acceso a archivos en diferido y se utiliza cuando los suscriptores se encuentran en diferentes zonas horarias.

Digamos que tienes una cuadrícula para la región A. Se transmite una vez. Una hora más tarde, exactamente lo mismo se repite desde el archivo para la siguiente zona horaria (sea la región B). Resulta que los suscriptores de la región A ven la transmisión en vivo. Suscriptores en la región B: el mismo registro, pero con un turno de una hora, y así sucesivamente. Es decir, la transmisión se creó una vez, se grabó y luego se distribuyó muchas veces mediante el cambio de tiempo ‘Timeshift’. Al mismo tiempo, todas las regiones enumeradas recibieron exactamente la transmisión en vivo.

Bloquear o grabar a pedido

Algunos proveedores ofrecen a los suscriptores un servicio de grabación a pedido (opción de servicio nPVR) por un dinero extra. ¿Qué significa eso? Que una persona puede grabar una película (o un programa, juego, etc.) y guardarla en el archivo (digamos, durante 2-3 meses), para luego revisarla. Esta funcionalidad en Flussonic Media Server se llama ‘Lock’ (Bloquear). Miremos más de cerca esta funcionalidad.

Supongamos que la ventana durante la cual el proveedor almacena las transmisiones en el archivo es de 6 días. Lo que hace el bloqueo es que, a pedido, “congela” cierto fragmento en el DVR desde esta ventana, no permitiendo que este sea eliminado. El fragmento seleccionado (película, transmisión, etc.) se almacenará mientras el suscriptor tenga un plan activo con el operador de telecomunicaciones.

DVR

De esta manera, el proveedor tiene un feed actualizado constantemente y puede usar Lock: por una tarifa para “congelar” parte de este feed para un espectador individual. (Es posible guardar un fragmento del archivo, incluso para todos los suscriptores a la vez).

IPTV y OTT. Cómo calcular el tamaño de almacenamiento de un archivo

Comencemos con lo principal: el tamaño del almacenamiento dependerá en gran medida de la conmutación por error que necesite implementar. Si consideramos el modelo de replicación cruzada de Flussonic, al duplicar el almacenamiento, podemos recuperar los datos perdidos si falla uno de los servidores. Al restaurar este servidor, el sistema copia en este aquellas partes del archivo que se perdieron mientras estaba fuera de línea. Al mismo tiempo, el otro servidor estaba en línea y todo este tiempo proporcionó reproducción y grabación de transmisiones.

Por lo tanto, la replicación cruzada te permite obtener un sistema de conmutación por error bastante bueno. Y esto debe tenerse en cuenta en los cálculos.

Cálculo de DVR para IPTV y OTT

Para calcular el tamaño del almacenamiento del DVR, deberás:

  • Calcular cuánto espacio en disco se necesita para almacenar un segundo de la transmisión de un canal de TV preparado para su reproducción en diferentes dispositivos (perfil mbr)
  • Calcular cuánto espacio en el disco se necesita para almacenar canales de TV del mismo tipo para toda la profundidad del archivo.
  • Sumar los datos de todos los canales de televisión disponibles.

Miremos más de cerca.

El perfil MBR de un cálculo de canal de TV

El perfil MBR es una característica del flujo de salida que vas a grabar en el archivo. Cada canal de televisión está determinado (en el contexto del cálculo) por los valores de los parámetros de todas las pistas de vídeo y audio.

Parámetros de la pista de video: resolución y bitrate. Parámetro de la pista de audio: tasa de bits.

DVR

Si el valor del parámetro de entrada es la tasa de bits es de, digamos, 3000 kbps; entonces, para grabar esta pista, se necesitarán 3000 kbit por cada segundo del video. La suma de la tasa de bits de las pistas de audio y video de un canal de TV en el flujo de salida será exactamente la cantidad de espacio en disco necesaria para almacenar 1 segundo de la transmisión del canal de TV.

Cálculo del espacio en disco para almacenar canales de TV del mismo tipo para toda la profundidad del archivo.

Ahora, la cantidad de bitrate obtenida anteriormente se multiplica por la profundidad del archivo (en segundos). Es decir, 3000 kbps durante, digamos, 8 días (o 691200 segundos). Si solo hay, digamos, 10 canales con este perfil MBR, entonces

El espacio en disco para almacenar estos 10 canales de TV con una profundidad de archivo de 8 días será 691200 * 10 * 3000/8/1024/1024/1024 ≈ 2,41 TB

Instrucciones para la calculadora DVR

Para calcular el tamaño de almacenamiento de un archivo, puede usar la calculadora a continuación.

  • Completa la columna Programas de TV con los valores actuales del número de programas en el servicio.
  • Completa los perfiles de transcodificación para cada tipo de programa de TV.
  • Inserta los valores en la columna Profundidad del archivo.
Input TV Programs Output, MBR Profiles per input Archive depth, days Archive inbound, Mbps Archive, write on disk, MB/s Archive diskspace, TB
Profile 4320p 2160p 1080p 720p 576p 480p 320p 144p
Bitrate, kbps
UHD 4320p (8K)
2160p (4K)
2000p
HD 1080p
1080i
720i
SD 576i
480i

Exprime más. OW Flussonic está rebajando los costos de escalado en IPTV OTT

¿Qué sucede con la alimentación “infinita” durante la transmisión? El DVR graba nuevos segmentos de video. Al mismo tiempo, debe eliminar los segmentos antiguos. Y, simultaneamente, recibe un montón de solicitudes para ver segmentos completamente diferentes en diferentes lugares de este feed.

Por lo tanto, tan pronto como aumenta la demanda de servicios de TV, los proveedores inevitablemente se meten en el “cuello de botella” del DVR. Además, es posible que el número total de suscriptores no aumente; será suficiente con aumentar la proporción de quienes lo ven desde el archivo. El servidor existente ya no soportará tal carga, y puedes olvidarte de brindar un servicio de alta calidad sin que se cuelgue la pantalla.

Hay 3 opciones de configuración del servidor (Flussonic puede admitirlas todas).

Un servidor sin caché

Recibe flujo → Lo graba en HDD → Reproduce para los clientes

Si los servicios del operador son utilizados por 500 suscriptores, esta opción es adecuada. Si el operador proporciona un servicio a gran escala, es inevitable que los discos duros se sobrecarguen debido a la gran carga en el subsistema del disco (ya que los discos HDD son lentos por defecto). El resultado: los usuarios recogen el archivo muy lentamente y hay frenadas e interferencia en la pantalla.

DVR

Un servidor con almacenamiento en caché

Recibe el flujo → Lo graba en el HDD → Almacena en caché los segmentos calientes en el SSD → Reproduce para los clientes segmentos fríos del HDD y los calientes, desde el SSD

Las unidades SSD rápidas reúnen segmentos de archivo populares. Por lo tanto, estos segmentos populares se entregan a los suscriptores desde la memoria caché y se distribuye la carga en el subsistema de disco. (Ten en cuenta que estamos hablando de segmentos individuales; la caché no almacena, digamos, un registro de un día completo. Por qué esto es importante, lo discutiremos a continuación).

Sin embargo, al escalar el servicio con una infraestructura en caché, el proveedor puede necesitar 1 o más servidores nuevos, cada uno con un costo de alrededor de $10,000. (Además, no olvides que tendrás que comprar sistemas de disco adicionales para los servidores de caché).

Para aquellos que realmente no quieran gastar veinte mil dólares del presupuesto, recomendamos la opción 3.

Un servidor para contenido frío + un servidor para contenido caliente

Esquema 1 (paralelo):
Servidor de contenido frío (8 días):
Recibe flujo → lo graba en el disco duro → reproduce el contenido frío a los clientes
Servidor de contenido caliente (1 día):
Recibe flujo → Lo registra en el SSD → Reproduce el contenido de actualidad a los clientes

Esquema 2 (secuencialmente):
Servidor de contenido frío (8 días):
Recibe la transmisión → La graba en el HDD → Reproduce la transmisión en vivo y el archivo en frío en el servidor de contenido activo
Servidor de contenido caliente (1 día):
Recibe el flujo → Lo registra en el SSD → Reproduce a los clientes el contenido caliente del SSD local y el contenido frío, del servidor de contenido frío

DVR

Según las estadísticas, la popularidad del archivo es de aproximadamente el 20%. Esa es la cantidad de usuarios, del número total de vistas, que acceden al archivo. De estos, el 50 por ciento cae en la profundidad del primer día. En términos simples, la gente vuelve principalmente a la transmisión de ayer.

Por lo tanto, el archivo con la profundidad del último día con contenido caliente y popular se puede almacenar en el SSD (es 10 veces más rápido, respectivamente, puede servir a 10 veces más usuarios). Y el archivo profundo está en el disco duro. Es visualizado por un número menor de personas (respectivamente, hay menos carga), por lo que se puede entregar desde discos lentos. En última instancia, se optimiza la carga general en los servidores.

De hecho, el efecto económico más interesante de usar Flussonic DVR en la opción 3.2 se logra debido a la distribución desigual de la carga dentro del día (los mismos que con la transmisión de “ayer”). La gente ve más televisión por la tarde y por la noche; durante un período de 5:00 P.M. a 11:00 P.M., representa hasta el 60% de la carga diaria. Resulta que puedes escribir en un servidor adicional durante solo 5 horas, en lugar de 24.

Hablando de números, calculamos y comparamos experimentalmente la tasa de salida al escalar con almacenamiento en caché (opción 2 de la configuración del servidor) y escalar utilizando diferentes servidores para contenido frío y caliente (opción 3.2). La tasa de salida aumentó de 1.2 a 3.4. Es decir, ¡casi 3 veces!

El DVR en Flussonic está especialmente diseñado para trabajar con grandes cantidades de datos de transmisión. La tecnología de grabación patentada RAID-0 distribuye hábilmente la carga en el subsistema de disco. Gracias a esto, Flussonic DVR recibe, graba, elimina y, al mismo tiempo, envía miles de secuencias de video diferentes fácilmente.

Escenarios de transmisión en vivo + video a pedido

Live Streaming y VoD son dos escenarios acoplados que tienen una transición entre ellos. En el contexto de este escenario, Flussonic te permite transmitir el evento en línea y tener la garantía de recibir una grabación inmediatamente después de que esta finalice.

Primero, mostramos el evento en vivo en vivo, grabándolo en el archivo (transmisión en vivo). Tan pronto como termina, el archivo con el video grabado se exporta a MP4 (esta es la transición). Después de eso, el archivo se puede procesar y ver a pedido (video a pedido).

Nota: Video on Demand es un sistema de acceso de video que funciona según el principio de entregar contenido a pedido.

Rebobinar para conferencias en línea

Offline no nos permite retroceder rápidamente y ver el comienzo del evento al que llegamos un poco tarde. Sin embargo, online lo cambia todo.

Rewind representa el primer escenario de uso de DVR en Flussonic en el contexto de transmisión en vivo (Live Streaming). Te permite rebobinar un evento en vivo hasta el punto en el pasado cuando este comenzó. Recordemos las transmisiones en vivo en YouTube: estos videos siempre se abren en el punto “ahora”. Desde este punto “ahora” tenemos la oportunidad de retroceder al pasado a cualquier profundidad hasta el punto del comienzo de esta transmisión en vivo.

Live Streaming

Imaginemos que una determinada transmisión (por ejemplo, un seminario web en línea gratuito de una hora) comienza a las 9:00 A.M. Ahora son las 10:00 A.M. Y el seminario web aún no ha terminado (en otras palabras, todavía se transmite en vivo). Cuando abrimos la transmisión, se abre en el momento “ahora”, es decir, a las 10:00 A.M. Dentro de esta ventana (de 9:00 A.M. a 10:00 A.M.), Tenemos la oportunidad de adelantar, pausar y revisar tantas veces como queramos.

En resumen, con la ayuda del DVR, se graba una transmisión en vivo sin límite en la profundidad del archivo (ya que todos los eventos en vivo son bastante cortos). El escenario de rebobinado permite al usuario acceder al archivo (DVR) de los segmentos de video hasta que finaliza la transmisión en vivo.

Exportar el archivo de transmisión como un archivo mp4

Volvamos al ejemplo de YouTube. La transmisión en vivo terminó y todavía queremos que la gente encuentre y vea el video. Como comentamos anteriormente, durante la conferencia en línea en sí, las grabaciones en vivo se almacenan en el DVR y el escenario de “rebobinado” está disponible para el espectador. Sería posible continuar, después de la finalización del directo, organizando las vistas desde el DVR. Pero no es exactamente conveniente, y aquí explicamos el motivo.

El archivo es una única cinta “infinita”. No es posible trabajar en un fragmento separado dentro de él. No puedes cambiarlo (por ejemplo, agregar una línea continua o un logotipo), transcodificar en múltiples calidades o moverlo. Para realizar cualquier post-procesamiento, Flussonic primero carga la “cinta infinita” a mp4 - para obtener archivos que tienen un principio y un final.

El DVR en Flussonic está diseñado de tal manera que, a diferencia de otras tecnologías, la exportación se realiza en pocos minutos, sin el uso de herramientas adicionales. No es necesario descargar “manualmente” todo el feed, buscar el segmento deseado, cortarlo y descargarlo. En la línea de tiempo, simplemente selecciona el segmento deseado y el programa lo colocará como un archivo VoD en la ubicación especificada.

Almacenamiento de archivos y organización de vistas bajo demanda

Después de la carga, los archivos procesados ​​se envían al almacenamiento local o en la nube: S3, ftp, http, Swift, etc. Con Flussonic, puedes configurar la transmisión de VoD desde cualquier almacenamiento, después de lo cual el video estará disponible en cualquier momento para un número ilimitado de usuarios.

Flussonic tiene una amplia gama de características: distribución de múltiples catálogos, transmisión en varios idiomas, habilitación de subtítulos, transmisión adaptativa (para garantizar una visualización cómoda para los usuarios conectados a Internet a diferentes velocidades), reproducción de archivos mediante protocolos HLS, HDS, RTMP, MSS. Y con el administrador de archivos completo integrado, es conveniente configurar la transmisión, descargar y ver archivos.

CCTV. Almacenamiento eterno y búsqueda instantánea de eventos desde miles de cámaras de vigilancia

El DVR en la videovigilancia se utilizó antes de que se popularizara. Esta es exactamente la esfera donde se utilizó por primera vez la tecnología de almacenamiento a largo plazo de grabaciones de video.

Transmitir una gran cantidad de fotogramas por segundo, como en OTT, no es tan interesante en este caso. Sobre todo si alquilamos un parking por la noche. (Aquí, por el contrario, es más conveniente establecer la configuración de la cámara para grabar 3 fotogramas por segundo, en lugar de 25, y ahorrar espacio en disco hasta casi diez veces). Lo realmente importante en el servicio de videovigilancia es la grabación en el archivo de una gran cantidad de fuentes y el acceso instantáneo a datos de video sobre eventos y marcadores de tráfico.

Grabación y visualización de video en tiempo real sin límite de tamaño de archivo

Hoy en día, existen dos modelos de videovigilancia en el contexto de DVR. El primero es el modelo de respuesta rápida. Implica trabajar con video en vivo en tiempo real. Una persona observa lo que está sucediendo en el monitor y presiona el botón de llamada SWAT, dependiendo de lo que esté sucediendo en el marco. Esta función también se puede realizar mediante un sistema de análisis de video que reconoce sabotajes, incendios, inundaciones, robos, etc.

Almacenamiento de información con referencia a marcas de tiempo (detector de movimiento en el cuadro)

Considera el segundo modelo de respuesta a eventos. Su característica clave es el almacenamiento en el archivo en una pista separada de información sobre lo que está sucediendo en el marco. Aquí, en el DVR, todo se graba desde las cámaras y la profundidad de almacenamiento puede llegar hasta varios meses.

Volvamos al ejemplo del estacionamiento. El dueño dejó el auto en el estacionamiento y se fue de vacaciones. Cuando regresó después de 3 semanas, no encontró el auto. Está claro que en este caso le gustaría ver una grabación del momento en que su coche fue robado.

DVR

El archivo puede almacenar la siguiente información: movimiento en el marco, matrículas (si hay reconocimiento de números), rostros (los rostros reconocidos están vinculados a bases de datos con nombres, direcciones, etc.). Flussonic reconoce lo que hay en el marco, vincula las marcas de tiempo a los eventos y registra todo esto como etiquetas de información adicional en el archivo. La búsqueda se lleva a cabo precisamente en estas etiquetas y sus datos, en solo cuestión de un par de segundos, el propietario del automóvil encuentra un momento en el pasado en el que pasó el automóvil con el número de estado deseado (o un fragmento del mismo) pasó por la barrera y abandonó las instalaciones.

¿Dónde más se puede utilizar un modelo de videovigilancia de este tipo? Desde investigaciones de incidentes de derecho penal hasta videovigilancia doméstica. Si el usuario, por ejemplo,desea ver todos los momentos en que alguien entró por la puerta, puede hacerlo casi instantáneamente desde un teléfono móvil.

Cómo almacenar un archivo de miles de cámaras IP

No es lo mismo almacenar grabaciones de mil cámaras de vigilancia que almacenar un archivo de un par de cientos de canales de televisión. Además, en este caso, debes almacenarlo durante mucho tiempo. En algunos países, en general, la ley requiere que almacenes ciertos videos durante por lo menos 3 años. Y en los Estados Unidos, por ejemplo, los registros judiciales se almacenan durante unos 10 años.

En el contexto de la videovigilancia, no utilices almacenamiento en la nube de tipo S3, porque es simplemente muy caro. Los registros de videovigilancia se almacenan en un servidor físico.

Sin embargo, el almacenamiento en disco duro tiene un inconveniente obvio: en caso de falla del disco, se perderán todos los datos. Por lo tanto, desarrollamos la tecnología Flussonic RAID que es un mecanismo para combinar discos en una matriz. La característica clave que distingue a Flussonic RAID de otras soluciones similares es que el operador no perderá todo el archivo si falla uno de los discos. Además, no es necesario comprar un controlador RAID de hardware que puede llegar a ser bastante costoso. El propio Flussonic supervisa el estado de los discos y distribuye los datos de manera uniforme entre ellos.

En conclucion:

La ruta de video completa en la que está trabajando Flussonic consiste en:

  • Capturar
  • Transcodificar (incluido el desembalaje del protocolo de entrada)
  • Grabación a archivo (solo aquí, guardamos las transmisiones en el DVR ya preparadas para la transmisión. De hecho, podemos entregar el video directamente desde el DVR a la audiencia a través de Internet, pero no se olvide del “cuello de botella”)
  • Entregar (reproductores y transmisores adaptados a una gran cantidad de reproducciones para cualquier número de espectadores)

Requisitos de recursos en el contexto de DVR:

  • Almacenamiento
  • CPU (la carga tiende a cero, ya que, cuando se usa el componente Flussonic DVR, no se requieren cálculos complejos del sistema)
  • Ancho de banda de la red (necesita recibir señales en vivo durante la transmisión en vivo y debe dárselas inmediatamente al espectador)
  • E/S de disco (sistemas de disco necesarios para aumentar la potencia de los servidores EDGE). Según la estrategia que recomendamos (opción 3.2 de configuración del servidor), para escalar 2 veces el servicio de TV, basta con comprar sistemas de disco. Esto costará aproximadamente una cuarta parte del precio del archivo. (Recordamos que con la forma de escalado con almacenamiento en caché, el proveedor pagará 2 precios a la vez, en lugar de ¼).



Keywords:
DVR IPTV OTT