Links STL por IP

Os enlaces feitos por codec´s entre o estúdio e o transmissor tem reduzido muito o custo operacional e aumentado as opções de conectividade das rádios substituindo os tradicionais links de 950 MHz com muita flexibilidade.

Porem existem alguns pontos que necessitam serem explicados: 

A perda de pacotes de dados é um deles, temos que salientar, todavia que normalmente varia muito do equipamento usado e influencia diretamente na qualidade do áudio.

Os fabricantes têm inovado e apresentam métodos inovadores; como dual streaming, FEC e outros. Porém o problema maior é a confiabilidade destes enlaces; pois a perda de pacotes degrada muito a qualidade do audio.

Muito se tem feito para implementar a qualidade nos enlaces por IP para superar este problema crônico (perda de pacotes).

 

Aqui iremos mostrar o que acontece em um enlace por rádio dedicado ou rede de internet.

 

Network Jitter: Variação de rede.

Definição de Jitter: Jitter é uma variação estatística do atraso na entrega de dados em uma rede (network). A grande maioria dos codec´s utilizam streaming de audio em tempo real tipo CBR (constant bit rate) que significa que a taxa de pacotes e tamanho são constantes.

Quando estes pacotes atravessam a rede acontece de encontrar congestionamento causado por pacotes que se atrasam, porem no RX decoder é constante e assim ter a necessidade de ajustar o buffer corretamente para compensar esta variação, pois caso não se ajuste corretamente vai haver o que se chama de gaps (espaços) no audio transmitido.

Para se ajustar o buffer corretamente é necessário ajustar os codec´s baseado fluxo de transmissão usado (rádios). Porém, todavia, manter o delay (atraso) o menor possível.

 

Latência: Todo o tráfego da Internet é dividido em pequenos pacotes que trafegam de um lado para outro. Basicamente, a latência é o tempo que estes pacotes demoram entre sair do codec codificador e chegar ao seu destino, codec receptor (encoder).

A latência aumenta de acordo com a distância e a qualidade da rede.

 

Perda de Pacotes: Os dados são transportados através de protocolos específicos e de uma variedade de hubs diferentes. Durante a transmissão, os dados são constantemente propensos a distúrbios da rede e, como resultado, há perdas de pacotes. Um dos principais motivos de perda de pacotes é o congestionamento da rede, e geralmente resulta em perda de pacotes.

Os protocolos RTP e RTCP são responsáveis pela transmissão em tempo real e automaticamente retransmite os pacotes perdidos.

 

Soluções:

A perda de pacotes é responsável por muitos problemas de rede, especialmente em redes de longa distância (WANs). Um teste de perda de pacotes ajuda a determinar se os problemas de conectividade de rede são causados por perda de pacotes UDP.

 

Existe algumas técnicas para minimizar a perda de pacotes de ip´s. Usar RTP invés de UDP

RTP - Real-time Transport Protocol é usado quando se necessita de transporte em tempo real (audio) Ponto a ponto. Funciona como uma sub-camada na camada de transporte. A Camada modelo OSI e TCP/IP define como deve ser feita a fragmentação do fluxo de dados de áudio, adicionando a cada fragmento informação de sequência e de tempo de entrega, sendo o controle é realizado pelo RTCP - Real Time Control Protocol.

RTP é o padrão usado para transporte de audio inclusive o AES67 e EBU 3326.

E o preferido por possui um delay controlável e perda de pacotes por isso muitos fabricantes de codecs tem usado para manter a integridade do audio nos links de Ip.

 

Nova Geração de Codecs de Audio:

 

Os primeiros codecs de audio que são chamamos de codecs de primeira geração.

Não possuíam o recurso de recuperação da perda de pacotes, portanto a rede tinha que ser similar a um circuito de T1, com pequeno jitter e sem perdas de pacotes.

Nota 1: T1 é um método de transmissão digital para multiplexar canais de voz ou de dados em um par de fios.

Nota 2: Jitter é uma variação estatística do atraso na entrega de dados em uma rede.

 

Como a tendência dos links (STL) começaram a migrar para o uso das internets convencionais (publicas) se tornou necessário uma mudança nos codecs de audio, foi necessário evoluir,

criando recursos que superassem as deficiências encontrados nas redes de internet.

Técnica de recuperação de perdas de pacotes foi acrescentada, e os protocolos RTP usados ao invés de UDP. A técnica de duplicação de pacotes com correção de erros (FEC) também é utilizada, assim tornando os codec de audio mais confiáveis, podendo ser usado inclusive para as redes multicast.

 

Nota: a tecnologia RTP com correção de nível FEC está presente nos codec de audio já faz alguns anos, funciona criando uma paridade de pacotes originados no codificador.

 

Explicando o que é paridade:

Existem 2 tipos de paridade.

 

01-Simples: A paridade simples consiste em adicionar um bit ao final de cada caractere transmitido, de modo que, com esse bit, o total de bits 1 seja par.

 

02-Múltipla: A paridade múltipla é uma melhoria da paridade simples. Além do bit de paridade adicionado ao final de cada caractere, é adicionado outro bit para um bloco de caracteres transmitido.

 

Modernos codecs de audio.

Funcionam utilizando o controle de fluxo que está no equilíbrio entre a taxa de transmissão e de recepção de quadros.

Os protocolos mantem as regras bem definidas sobre quando o codec transmissor pode enviar o quadro seguinte. O controle de fluxo permite que o codec transmissor regule o volume de dados enviados de forma a não a gerar um overflow (transbordamento) no codec receptor. Caso contrário, o destino terá que descartar os dados transmitidos, obrigando a retransmissão dos mesmos.

A grande maioria dos codec modernos hoje no mercado utiliza o sistema de diversidade de rede onde pacotes de streaming são enviados através de duas redes de ip independentes para o codec decodificador. Este método permite não só a recuperação de perdas individuais como também quando houver falha na rede.

 

Conclusão:

Os links por ip hoje já são uma realidade em muitas emissoras de rádio. Porém ainda não possuem a garantia e a confiança para fazer um enlace com total segurança do estúdio para transmissor. Os links ponto a ponto por redes dedicadas cada vez estão mais robustos, porem quando se utiliza rede convencional (publica) a segurança nunca é garantida totalmente.

Artigo escrito por: Jorge Faria

Consultor de Broadcast da Audiotx e Stereotool FM

www.stereotool.com.br

www.audiotx.com.br

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