SMPTE ST 2110 to Cloud Concept Demo

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SMPTE ST 2110 to Cloud コンセプトデモ
～誰でも簡単に使えるクラウドプロダクションに向けた第一歩～
【ST 2110 編】
株式会社メディアリンクスエルエスアイラボ営業企画部ディレクター
兼株式会社エクセラクス代表取締役
大山浩司 (oyama@m3l.co.jp, koji@xceluxdesign.com)
(C) 2020 M3L Inc. and Xcelux Design Inc. 12020/11/18 - 11/20
@Inter BEE 2020 Online：サーヴァンツインターナショナルブース

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自己紹介
❑株式会社メディアリンクスエルエスアイラボ (M3L Inc.)
➢独立系のFPGA/LSI用の設計資産（IPコア）を開発・販売する会社
▪ 所在地: 神奈川県川崎市、代表者: 福田兼司
▪ 15年以上Video Over IP関連IPコアの設計経験と実績を持つ
➢大山の役割
▪ 営業・マーケティング、ビジネス開発
o SMPTE, VSFの会議に参加・発表 → NAB19 IPShowcase など
❑株式会社エクセラクス
➢コンサルティング会社
▪ 技術、営業、マーケティング業務の請負
▪ 新規ビジネス開発 → 市場調査、PoC開発、事業計画作成・遂行、エコシステム構築
➢技術と営業/マーケティングでそれぞれ10年以上の経験
Current Status of ST 2110 over 25 GbE
https://youtu.be/8M7tmnu3Tsw

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本デモの目的
❑目的
➢インターネット配信に、
1. NVIDIA Mellanox Rivermax®を使用し、簡単に放送用SMPTE ST 2110ネットワークを接続
2. AWSを使用し、簡単に複数拠点を接続
することで、将来的なクラウドプロダクションの可能性を感じとっていただくこと
▪ 例：ワンオペ・少人数グループによる高品質ライブ配信
o 新しくおもしろいエンタメコンテンツ開発：番組・コンテンツ制作
o コロナ禍で差別化できる情報発信力：オンライン営業、バーチャル展示会、オンライン講演会
❑本日のアジェンダ
1. デモ概要説明
2. デモ実演
3. ライブQ&A
質問はいつでも
YouTubeのチャット欄
からどうぞ!!
（ライブQ&Aの時間に回答します）

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デモの流れ
1. SMPTE ST 2110ネットワーク伝送なし (比較用)
a. 720p60 : PCワークステーションに接続したWebカメラ (Mouse Computer CM02)
2. ST 2110ネットワークで伝送した複数映像ストリームをGateway (PCワーク
ステーション)で切り替えるデモ
b. 4Kp60 : ST 2110伝送カラーバー
c. 1080p60 : ST 2110伝送家庭用ビデオカメラ映像 (Sony HDC-HC3 / 2006年製)
3. AWS MediaLive上で映像ストリームを切り替るデモ
d. 1080p60 : AWS Elemental Link経由BMPCC4K映像 (HDMI1080p60出力 2018年製)

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デモ構成全体概略図(11/18)
(C) 2020 M3L Inc. and Xcelux Design Inc. 5
AWS(Cloud)
2110Network
ST2110Egress
(最大4Kp60)
PCWorkstation
SWMixer
/Switcher
/Encoder
(OBSStudio)
NVIDIAMellanox
ConnectX-5
ST2110
over25GbE
AWSElementalLink
RTMP(4Kp30)
Control/Monitor
LaptopPC
SW Switcher
(MediaLive)
PublicInternet
Monitor(Video/Audio/Data)
Control
12G+3G-SDI
overST2110
L2/L3Switcher
NVIDIAMellanox SN2010
Rooftop@ SetagayaTokyo
YouTube
Live
Public
Internet
Public
Internet
ContentsDeliveryNetwork
Management
……
Viewers
RTMP(1080p60)HDMI(1080p60)
B1F @ SetagayaTokyo
CloudProduction
(underdevelopment)
M3L製品
ST2059Master
信号発生器
(最大4Kp60)
Clock
HDMI
to SDI
Audio
Inserter
HDMI
(1080p60) RTMP
(4Kp30)
HLS(4Kp30)
2020/11/18 - 11/20
NVIDIAQuadroRTX4000
USB2.0(720p60)
3G-SDI
(1080p60)
USB2.0
Analog
iPad

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デモ構成全体概略図（11/19,11/20）
(C) 2020 M3L Inc. and Xcelux Design Inc. 6
AWS(Cloud)
2110Network
ST2110Egress
(最大4Kp60)
PCWorkstation
SWMixer
/Switcher
/Encoder
(OBSStudio)
NVIDIAMellanox
ConnectX-5
ST2110
over25GbE
AWSElementalLink
RTMP(4Kp30)
Control/Monitor
LaptopPC
SW Switcher
(MediaLive)
PublicInternet
Monitor(Video/Audio/Data)
Control
12G+3G-SDI
overST2110
L2/L3Switcher
Rooftop@ SetagayaTokyo
YouTube
Live
Public
Internet
Public
Internet
ContentsDeliveryNetwork
Management
……
Viewers
RTMP(1080p60)HDMI(1080p60)
B1F @ SetagayaTokyo
CloudProduction
(underdevelopment)
M3L製品
ST2059Master
信号発生器
(最大4Kp60)
Clock
HDMI
to SDI
HDMI
(1080p60) RTMP
(4Kp30)
HLS(4Kp30)
2020/11/18 - 11/20
NVIDIAQuadroRTX4000
USB2.0(720p60)
3G-SDI
(1080p60)
USB2.0
Analog

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本デモにおけるST 2110ネットワーク概要
❑M3L Egress装置: 4Kp60 2本を25GbE 1chに送信可能なM3L製IPコアをXilinx FPGAに実装
❑NVIDIA Mellanox SN2010: 25GbEネットワークを廉価に構成できる高機能・高性能スイッチ
➢ カメラ台数を増やしたとしても十分な拡張性
❑NVIDIA Mellanox Rivermax®: ST2110とPC世界を結ぶ放送品質ストリーミングライブラリ
➢ カーネルバイパスなどの技術により低レイテンシでPCのアプリがデータを扱える
※注意：
• 弊社が4Kp60出力のカメラを保有していないため、今回は4Kp60は、信号発生器からのカラーバーと1080p60カメラ映像の映像伝送のデモとなります
• ST2110規格は音声データも伝送可能ですが、今回のデモでは、PC側の音声キャプチャのソフト開発がまだできていないため、映像のみの伝送をとなります
• 弊社がGrandmaster装置を保有していないため、今回ST2110ネットワークの同期には、M3L社ST 2059 Masterコアによる試験用治具を疑似Grandmasterとして使用しています
• M3L Egress装置に、入力する複数のSDI信号はすべてST 2110 PTPと同期している必要がありますが、今回使用したHDMI to SDIは1chで、かつ外部からの同期するリファレンス信号が入らない製品ですので、カメラからの信号は1つのみとなります
• Rivermax APIを使ったOBS Studioなどへの接続ソフトは、現在プロトタイプ開発中であり、今回のデモでは、NVIDIA社が提供するサンプルプログラムを利用しております
家庭用カメラ
M3L Egress装置
(M3L ST2110/2059 IPコア
をXilinx KCU116に実装) 25GbE L2/L3スイッチ SN2010
25GbE x2 NIC ConnectX-5
PC Workstation
(Ubuntu 18.04LTS)

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PCWorkstation
ST2110Network
本デモにおけるST 2110ネットワーク詳細
ST2110Egress
(最大4Kp60)
NVIDIAMellanoxConnectX-5
25GbEx2NICCard
12G-SDI(4Kp60) +3G-SDI(1080p60)
+ST2059PTP8HzonST2110over25GbE
MouseComputerCM02
ST2059Master
信号発生器
(最大4Kp60)
Clock
HDMI(1080i60)
USB2.0(720p60)
L2/L3Switcher
SonyHandycam
HDR-HC3
Blackmagic
ATEMMiniPro
Switcher
BlackmagicTeranex
HDMIto12G-SDI
Converter
HDMI(1080p60)
3G-SDI
(1080p60)
XilinxKintexUltraScale+
KCU116EvaBoard
M3LST2110/2059IPCores
BlueYetiMicrophone
12G-SDIoverST2110(4Kp60)
3G-SDIoverST2110
(1080p60)
PTPv2
(ST2059Profile)
USB2.0
25GBASE-SR(最大70m(OM3)/100m(OM4))
25GBASE-LR(最大10Km(OS2))
❑Media Over IPの放送業界標準: SMPTE ST 2110/ST 2059
❑長距離伝送可能: 1本の光ケーブルあたり最大10Km
❑スケーラビリティ: 送受信の装置を拡張しやすい

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参考) NVIDIA Mellanox Rivermax®とは
❑放送品質ビデオストリーミング・ライブラリ
▪ https://www.servants.co.jp/product/software/1978/
➢ 単一のXeon コアで、64のHDストリームを送受信可能
➢ パフォーマンスは、直線的にスケール
➢ 100GbEの帯域でも、SMPTE 2110-21 に準拠するNICパケットペーシングを提供
➢ SMPTE ST 2022-6 Transport、2110-30 Audio、2110-40 Ancillary for live Production対応
➢ フレーム/ラインレベルを扱うためにアプリケーションの処理負荷を分散（オフロード）できる
➢ クラウド対応
➢ PTPスタックとの容易な統合
➢ LinuxとWindowsをサポート
➢ ストリーミングアプリケーションのニーズを満たすために単純で簡単なAPI
➢ Rivermaxは、メラノックスで実績のある高速化ソリューションのVMA技術を活用
➢ 短いインテグレーション時間
➢ JT-NM tested

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AWSElementalLinkによるAWS接続環境(11/18)
❑PCレス: カメラのHDMI出力をつなぐだけでインタネット経由でAWS接続可能
HDMI(1080p60)
Audio
InserterAnalog
Audio
iPad
Camera
RODEWirelessGo
Receiver
AWSElementalLink
HDMIto3G-SDI
Converter
HDMI
(1080p60)
3G-SDI
(1080p60)
ATMOSShinobi
Monitor
3G-SDI
(1080p60)
ToInternetRouter
&Gateway
※注意：
• iPadからのHDMI出力は、VideoのみのようでマイクからのAudioはHDMIに出力されません。そのため今回は別途HDMIのAudio Inserterを入れ、別途ピンマイクからの音声を入れました
（もしお持ちの1080p60 HDMI出力できるビデオカメラがあれば、Audio Inserterは不要となります）
• AWS Elemental LinkにはHDMI信号が直接入力できますが、今回は音声確認用にSDIモニタを接続しましたので、HDMIを一度3G-SDIに変換してElemental Linkに入力しております

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AWSElementalLinkによるAWS接続環境(11/19,11/20)
❑PCレス: カメラのHDMI出力をつなぐだけでインタネット経由でAWS接続可能
HDMI(1080p60)
AnalogAudio
RODEWirelessGo
Receiver
AWSElementalLink
HDMISplitter
HDMI
(1080p60)
ATMOSShinobi
Monitor
ToInternetRouter
&Gateway
HDMI
(1080p60)
HDMI
(1080p60)
iPad
AWSMediaLiveMonitor
(WebBrowser)
WiFi
ToInternetRouter
&Gateway
WiFiAP

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ライブデモ
ご質問がある方は、YouTubeのチャット欄にご記入ください

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ライブデモ(11/18)
❑https://youtu.be/aOfH7xcGc7E

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❑https://youtu.be/rg7XK-yFPHI

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❑https://youtu.be/hAcfxPCOuvg

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ライブQ&A
質問はYouTubeの
チャット欄からどうぞ!!
（ライブQ&Aの時間に回答します）

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ご清聴ありがとうございました
【お問合せ先】
大山 oyama@m3l.co.jp
koji@xceluxdesign.com 090-1127-2023

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