Redundância: o que protege contra o quê

A entrega de um canal depende de cinco elos: a fonte, o canal de comunicação, a rede, o nó e, para OTT, a conexão do espectador com o nó. Cada elo tem o seu mecanismo de proteção, e cada mecanismo cobre apenas o seu elo. A seguir: qual esquema escolher para a tarefa e, depois, cada nível — o que protege, quanto custa e como os níveis se combinam.

As configurações estão nas páginas de referência indicadas nos links.

Cinco níveis de redundância. Os níveis 3–5 são recursos da versão 2.1 (beta).

Escolha do esquema para a tarefa

Tarefa	O esquema
Entrega de um canal pela internet entre os seus próprios nós	SRT ou PS1 com buffer para o RTT do canal; segunda entrada — o mesmo canal por outro caminho ou de outra fonte.
Headend → receptores multicast (IPTV de operadora, hotel)	Entradas de reserva em cada fluxo e reserva a quente das saídas multicast em dois nós; um terceiro nó que apenas vota, se houver dois nós.
Rede de radiodifusão gerenciada com receptores de terceiros	RTP ou Pro-MPEG FEC; com duas redes independentes, ST 2022-7. O nó emissor é protegido pela reserva das saídas multicast.
OTT para espectadores na internet	Entradas de reserva e reserva OTT/DVR em dois ou mais nós com endereços HTTPS públicos; cache ou CDN conforme 8.1. Reserva OTT/DVR e CDN.
Hotel	TV para hotéis: guia do integrador.

Comparação

Nível	Interrupção na falha	Largura de banda	O que mais é necessário	Latência
Entradas de reserva	Tempo limite do fluxo	Sem custo extra	Segunda fonte	Não aumenta
ARQ (PS1, SRT, RIST)	Não, enquanto as perdas couberem no buffer	Margem para retransmissões	Canal de retorno	Buffer do receptor, vários RTT
Pro-MPEG FEC	Não, com perdas pequenas	+10–30 % ou mais	—	Espera pela matriz FEC
ST 2022-7	Não	× 2	Segunda rede independente	Janela do caminho atrasado
Reserva das saídas multicast	Não	Fonte para cada nó	Segundo nó, domínio Meshwork	«Atraso de saída», a partir de 500 ms
Reserva OTT/DVR	Pausa enquanto o player detecta a falha	Sem custo extra, enquanto os nós estiverem intactos	Segundo nó com margem, endereços públicos	Não aumenta

1. Fonte: entradas de reserva

Um fluxo pode ter várias entradas — por exemplo, um canal de satélite e o mesmo canal pela internet. Uma está ativa. Se ela for considerada em falha (sem dados por mais tempo que o tempo limite do fluxo, ou o fluxo não passa na verificação), o fluxo passa para a entrada seguinte da lista e depois volta para a principal (Redundância de fontes).

• Protege contra a falha da fonte: satélite, provedor, codificador, enlace até o nó.

• Custo. Uma segunda fonte do mesmo canal. A comutação não é contínua: antes dela decorre o tempo limite do fluxo, e os receptores veem uma breve interrupção.

• Monitoramento. O funcionamento na entrada de reserva é sinalizado pelo alerta de código 27 (input-fallback), uma entrada de reserva com defeito pelo código 65 (backup-input-error), e um fluxo sem nenhuma entrada funcionando pelo código 60 (stream-no-source) (Lista de alertas). Cada troca é gravada no registro de eventos do fluxo (Eventos nos gráficos).

2. Canal de comunicação: retransmissão e FEC

As perdas e o jitter no canal entre nós ou a partir de equipamentos de terceiros são compensados pelo protocolo de transporte (Protocolos de transmissão):

• ARQ (PS1, SRT, RIST) — retransmissão dos pacotes perdidos. É necessário um canal de retorno. O custo é um buffer no receptor de vários RTT (latência) e uma margem de largura de banda para as retransmissões.

• FEC (Pro-MPEG) — redundância constante sem canal de retorno. O custo são 10–30 % ou mais acima da taxa de bits (depende da matriz) e a latência da espera pelo FEC. Recupera apenas perdas pequenas.

O protocolo protege contra perdas, mas não contra a queda do canal: se o canal desaparecer por completo, só ajuda uma entrada de reserva com outro caminho de entrega (nível 1).

3. Rede: dois caminhos SMPTE ST 2022-7

Importante

Versão beta 2.1. O que está descrito aqui existe apenas na versão beta 2.1: ela é instalada a partir do repositório beta e somente com uma licença; a versão estável 2.0.2 e a versão de demonstração não têm isso. A versão beta é fornecida sem garantias, e o suporte é prestado na medida do possível (Programa de testes beta).

O mesmo fluxo RTP ou Pro-MPEG chega ao receptor por duas redes independentes, e o receptor o junta pelos números dos pacotes. Um pacote perdido em uma rede é obtido da outra (Requisitos de rede para ST 2022-7).

• Protege contra a falha de uma rede inteira — switch, enlace, alimentação — e contra perdas nela, sem comutação e sem interrupção.

• Custo. Duas redes separadas, uma placa de rede para cada uma, o dobro da largura de banda. A latência de recepção aumenta na janela de espera do caminho atrasado (450 ms por padrão; pode ser menor se os caminhos forem próximos).

• Não protege contra a falha do próprio nó emissor: é ele que envia os dois caminhos.

• Monitoramento. Um caminho perdido gera o alerta de código 75 (input-path-down); caminhos com fluxos diferentes, o código 76 (input-paths-differ).

4. Nó: reserva a quente das saídas multicast

Importante

Versão beta 2.1. O que está descrito aqui existe apenas na versão beta 2.1: ela é instalada a partir do repositório beta e somente com uma licença; a versão estável 2.0.2 e a versão de demonstração não têm isso. A versão beta é fornecida sem garantias, e o suporte é prestado na medida do possível (Programa de testes beta).

Vários nós de um mesmo domínio Meshwork recebem uma fonte e mantêm saídas UDP, RTP ou Pro-MPEG iguais para um mesmo endereço multicast. Um deles envia. Se ele, a sua saída ou a sua entrada falha, outro nó assume o grupo sem interrupção e sem repetições, e os receptores permanecem no mesmo endereço (Reserva a quente das saídas multicast).

• Protege contra a falha do servidor, da sua saída ou entrada. A manutenção dos servidores pode ser feita um de cada vez: um nó parado normalmente cede primeiro os seus grupos.

• Custo. Cada nó recebe a fonte e processa o fluxo da mesma forma que o emissor: recursos e largura de banda de entrada completos em cada nó. A latência de saída aumenta no «Atraso de saída» do grupo — de 500 a 2500 ms, 500 por padrão.

• Requisitos. Um mesmo domínio Meshwork, a porta UDP do canal de controle (43975 por padrão) aberta entre os nós, relógios sincronizados, endereços de saída iguais.

• Monitoramento. A tela «Reservas» (Reservas), a faixa «Reserva» das estatísticas do fluxo (A faixa «Reserva»), os alertas de códigos 66–74 (Redundância de fluxos).

5. Espectador OTT: reserva OTT/DVR

Importante

Versão beta 2.1. O que está descrito aqui existe apenas na versão beta 2.1: ela é instalada a partir do repositório beta e somente com uma licença; a versão estável 2.0.2 e a versão de demonstração não têm isso. A versão beta é fornecida sem garantias, e o suporte é prestado na medida do possível (Programa de testes beta).

Os nós que entregam um mesmo canal por HLS, LL-HLS ou DASH se unem em um grupo OTT. A playlist master indica ao player os nós de reserva e, quando um nó falha, o player continua a partir de outro. Um nó que não pode atender um novo espectador ou uma requisição de arquivo os redireciona para um nó que pode (Reserva OTT/DVR).

• Protege os espectadores OTT contra a falha de um nó ou de um fluxo nele; o arquivo de programas passados é servido pelo nó que o tem.

• Custo. Os espectadores de um nó que falhou se distribuem pelos demais nós aptos: de N nós, cada um deve suportar 1 + 1/(N−1) vezes a sua carga normal. Cada nó precisa de um endereço que os espectadores alcancem diretamente.

• Limitações da beta. A troca durante a reprodução existe só para fluxos HLS individuais e só para os players que a suportam (Players e a reserva OTT/DVR).

• Monitoramento. A tela «Reservas», os alertas de códigos 70, 78 e 79.

Como os níveis se combinam

• Entradas de reserva dentro de um grupo de reserva. Se a entrada do emissor silenciou ou passou para uma de reserva, e outro membro tem um fluxo melhor, o grupo passa para ele.

• ST 2022-7 na entrada e reserva de saídas. O «Atraso de saída» do grupo depende da janela do segundo caminho da entrada (Quem envia e o atraso).

• Pro-MPEG FEC e reserva de saídas. A espera pelo FEC na entrada atrasa o fluxo; a comutação contínua do grupo cobre essa espera por no máximo 2100 ms (limite de espera FEC).

• Reserva multicast e OTT nos mesmos nós. As duas reservas funcionam de forma independente: os grupos multicast elegem o emissor, os grupos OTT, as reservas para os espectadores. Calcule a margem de recursos para as duas cargas ao mesmo tempo.

Monitoramento

A reserva só é útil se alguém souber da comutação. O estado de todos os grupos deste nó, os membros, o resultado da comparação das fontes e os problemas são mostrados na tela «Reservas» (Tela «Reservas»); as comutações, na faixa «Reserva» dos gráficos de estatísticas. Configure o envio de alertas ao plantonista (Entrega externa de alertas) e a exportação de métricas para um sistema de monitoramento externo (Conexão de sistemas de monitoramento externos).