Carlos Gonzalez nos explica qué es y cómo funciona SRT.

Carlos Gonzalez director tecnico de AVACAB Audiovisuales nos explica qué es y cómo funciona SRT.

El SRT o Secure Reliable Transport, es un protocolo de código abierto para el transporte seguro y fiable de vídeo. 

SRT es un protocolo de transporte puro, no proporciona ningún códec, por lo que podemos afirmar que SRT es agnóstico en cuanto a los códecs. Esta es la principal diferencia con NDI, que además de aportar un modo de transporte eficiente para la señal de vídeo, aporta sus propios codecs: SHQ para Full-NDI y NDI|HX con H.264 o H.265, para disminuir el ancho de banda, cuando es necesario.

Para la transmisión de vídeo, SRT sugiere utilizar una forma estándar de codificación: H.264, H265 o Mpeg2, para luego encapsular los datos en un stream MPEG-TS y a su vez en un paquete SRT, para enviarlo al destino. 

El protocolo SRT detecta las condiciones de la red y adapta dinámicamente la transmisión, a medida que los paquetes de audio/vídeo se envían de fuente a destino, en tiempo real. SRT ayuda a compensar las fluctuaciones de jitter y ancho de banda debidas a la habitual congestión en redes inseguras, como es el caso de Internet. Su mecanismo de recuperación de errores, minimiza la pérdida de paquetes típica de las conexiones de Internet. Además, SRT admite la encriptación AES, que protege la transmisión y mantiene los contenidos a salvo de miradas indiscretas.


Un poco de historia 

SRT fue desarrollado originalmente por Haivision que, en colaboración con Wowza Media Systems, lo publicaron como código abierto en el NAB de 2017. 

En mayo de 2017, Haivision y Wowza fundaron la SRT Alliance, consorcio dedicado al desarrollo continuo del protocolo y promover su adopción. La implementación de referencia del protocolo se publicó bajo licencia pública Mozilla, el 22 de marzo de 2018. 

En marzo de 2020, se presentó un Internet-Draft, para su consideración al grupo de trabajo Media OPerationS (MOPS) de la Internet Engineering Task Force, organismo estandarizador de los protocolos de Internet. 

En la actualidad, SRT tiene el apoyo de más de 500 fabricantes, entre los que se encuentran algunos tan destacados como AVID, Microsoft, Grass Valley, Ross, AJA, Harmonic, Matrox, Panasonic, BirdDog, Datavideo, JVC, Kiloview, LiveU, Magewell o Sony, entre muchos.  


Desarrollo del protocolo 

SRT tiene su origen en el protocolo UDT (UDP-based Data transfer Protocol), que fue diseñado inicialmente para la transmisión, a gran velocidad, de archivos a través de redes públicas, pero que no funciona correctamente con vídeo. SRT es una versión significativamente modificada de UDT, que soporta la transmisión de vídeo en tiempo real. 

La transmisión de vídeo con baja latencia a través de redes IP, suele adoptar la forma de flujos unicast o multicast MPEG-TS sobre UDP. Esta solución es perfecta para redes controladas, en las que cualquier pérdida de paquetes puede mitigarse activando la corrección anticipada de errores (FEC). Conseguir la misma baja latencia entre emplazamientos de diferentes ciudades, países, o incluso continentes, es más difícil aunque posible, con enlaces por satélite o redes dedicadas, pero se trata de soluciones caras. 

El uso la Internet pública, mucho menos costosa, impone una importante sobrecarga de ancho de banda para lograr el nivel necesario de recuperación frente a la pérdida de paquetes.


Conceptos básicos de SRT 

El protocolo SRT se basa en el tráfico UDP bidireccional. Además de los datos de vídeo enviados desde el dispositivo origen al destino, hay un intercambio constante de información de control entre los dos extremos, incluyendo paquetes «keep alive» aproximadamente cada 10ms, que permiten que los flujos SRT se restauren automáticamente tras una pérdida momentánea de conexión. 

Para establecer la conexión, SRT emplea un mecanismo de reconocimiento o handshake, en el que cada dispositivo se identifica como Transmisor o como Receptor. En ciertos casos, dos dispositivos pueden negociar simultáneamente una conexión SRT en modo Rendezvous. Al configurar los flujos SRT, es necesario entender estos 3 modos de handshaking y cuándo aplicarlos: 

  • Caller o Iniciador: Establece un dispositivo origen o destino como iniciador de una conexión SRT. El dispositivo de transmisor debe conocer la dirección IP pública y el número de puerto del dispositivo receptor. 
  • Listener o Receptor: Establece que un dispositivo espera una solicitud para abrir una conexión SRT. El dispositivo receptor o listener, sólo necesita saber que debe escuchar paquetes SRT en un puerto IP determinado. 
  • Rendezvous o Encuentro: Permite que dos dispositivos negocien una conexión SRT a través de un puerto mutuamente acordado. Tanto el origen como el destino deben estar en modo Rendezvous. 

En muchas situaciones reales, especialmente las que implican transmisión a través de Internet, los flujos SRT tendrán que pasar por un cortafuegos en origen, en destino o en ambos extremos. Para permitir esto, el administrador de red puede tener que configurar ciertos parámetros en el/los cortafuegos, específicamente los relativos a la traducción de direcciones de red (NAT) y el filtrado de paquetes. Los ajustes serán diferentes dependiendo de si los dispositivos detrás de los cortafuegos están en modo llamada, escucha o encuentro.


Implementaciones

Las transmisiones de contenidos utilizando el protocolo SRT varían si el entorno de trabajo está dentro de una red privada o si, por el contrario, el contenido ha de atravesar uno o dos Firewall, según sea el caso

En entornos de red local, el dispositivo transmisor SRT inicia una sesión punto a punto con un dispositivo receptor SRT a través de una LAN (red de área local) o una WAN privada (red de área amplia). Para que ambos se comuniquen, el transmisor debe conocer la dirección IP del decodificador destino y el puerto de escucha de este. 

Conexión punto a punto mediante SRT en una LAN

El codificador o transmisor, enviará el flujo de vídeo al decodificador, que lo procesará y devolverá paquetes de control, que incluyen información sobre el rendimiento de la red, la latencia y otras estadísticas. El codificador puede utilizar esta información para adaptar su transmisión (reenviar paquetes perdidos, ajustar la tasa de bits, etc.).


Streaming SRT por Internet a través de Firewalls 

En aquellos casos en los que un dispositivo origen SRT intenta transmitir a través de Internet a un destino SRT, puede darse el caso de que fuente, destino o ambos se encuentren detrás de un cortafuegos. El siguiente diagrama ilustra una situación en la que el flujo de datos ha de atravesar un firewall de fuente y uno de destino.

Streaming SRT con Firewall en Fuente y Destino - AVACAB

Si el dispositivo origen de SRT estará en modo Caller, y el dispositivo destino en modo Listener, esperando la solicitud. Para que el proceso de handshaking se complete con éxito y se establezca una sesión de streaming SRT, deben cumplirse ciertas condiciones:  

  • El dispositivo origen SRT debe conocer la dirección IP pública del firewall de destino y el número de puerto en el que el dispositivo destino está «escuchando». Esta información suele proporcionarla el administrador de TI responsable del cortafuegos. 
  • Ambos cortafuegos, origen y destino, deben permitir tráfico UDP bidireccional
  • El reenvío de puertos (NAT) debe estar configurado en ambos cortafuegos para permitir que los datos fluyan entre los dispositivos origen y destino de SRT. 
  • El filtrado de paquetes debe estar configurado en ambos cortafuegos para permitir el intercambio de paquetes de SRT entre los dispositivos de origen y de destino. 

En casos con un solo cortafuegos, se simplifica la configuración ya que el dispositivo, normalmente el transmisor, debe configurarse para alcanzar la IP externa del Firewall que protege la red de destino, así como el puerto de escucha. El resto de configuración del cortafuegos, NAT y filtros, deben estar correctamente ajustados.


SRT vs. NDI ¿son competencia?

Aunque aparentemente siguen caminos paralelos, y es habitual la pregunta de cuál opción es mejor, hay varias diferencias que hacen que las aplicaciones de uno y otro, aunque puedan coincidir ocasionalmente, son diferentes de partida.

NDI en su versión original, denominado por algunos Full-NDI frente a la versión ligera NDI|HX, tiene dos partes claramente definidas: codec específico y protocolo de transporte.

El codec SHQ, utilizado por NDI, esta diseñado de forma específica para que la señal no se degrade aunque sea codificada y decodificada en varias «generaciones». El codec de NDI logra que la generación 2 y la 1000 tengan exactamente la misma calidad, sean idénticas. Codecs como H.264 o H.265, aplicados respectivamente en NDI|HX y NDI|HX2, aunque profesional y de bajas pérdidas, no pueden ofrecer una multigeneración perfecta, como lo hace NDI. No obstante, la alta demanda de ancho de banda de Full-NDI, limita su uso a conexiones en LAN o WAN propias, en las que se pueda controlar su uso.

Como decíamos anteriormente, SRT no tiene un codec propio y por lo tanto, recurre a codecs con pérdida como AVC y HEVC. Por el contrario, SRT ofrece seguridad frente a la intrusión en los flujos de transporte, gracias a la capacidad de encriptación, que no ofrece NDI.

Además de la diferencia en el tratamiento de los codecs, NDI está pensado para transportar algunas señales de retorno, como son el control de cámaras PTZ que soporten el control por NDI y el Tally. La ausencia de control de retorno embebido en SRT, se suple fácilmente gracias al hecho de que ya está establecida una conexión de red entre origen y destino, que puede transportar en paralelo, por ejemplo, Visca over IP. 

Visto todo lo anterior, quizá el mejor escenario sea el de la colaboración, es decir, utilizar conexiones SRT para las contribuciones externas de riesgo, es decir, usar SRT para el transporte de contenidos por Internet, y utilizar NDI en redes LAN o WAN propietarias, o en los casos en los que se utilice la producción en modo remoto (REMI) en las que NDI Bridge ofrece un ecosistema de trabajo altamente flexible.

Dispositivos SRT

Cada día son más los fabricantes que desarrollan equipos que, además de las conexiones tradicionales de audio y vídeo, incorporan uno o más conectores RJ45 para la transmisión de contenidos utilizando IP. 

En cuanto a fuentes de señal con salida SRT, una de las últimas incorporaciones al catálogo de Avacab, son las cámaras de JVC KY-PZ200 y KY-PZ400, que en ambas versiones, con y sin NDI, disponen de la posibilidad de utilizar SRT como protocolo de transmisión.

Si lo que queremos es utilizar cualquier equipo de vídeo, que no disponga de conexión SRT, Magewell tiene la solución adecuada para cada aplicación. Codificadores como los Ultra Encode SDI y HDMI, ofrecen una forma extremadamente versátil de pasar una señal de vídeo al entorno IP mediante SRT. Como la mayoría de dispositivos codificadores para el transporte de Vídeo IP, soporta la codificación bajo múltiples protocolos, en este caso, RTSP, RTMP, RTMPS, SRT Caller, SRT Listener, NDI|HX, NDI|HX2, HLS (push), TS sobre UDP o TS sobre RTP.

Es posible que nos encontremos haciendo la función de recepción de contenido transmitido mediante SRT. En este caso, podemos optar por un decodificador simple, si solo vamos a recibir una señal, para lo que sería perfectamente válido un equipo del tipo Kiloview D300, que permite recibir hasta 9 flujos de señal y convertir el que elijamos a sus salidas SDI o HDMI, que pueden mostrar el mismo flujo o flujos diferentes.

Kiloview D300 en Avacab Audiovisuales

Si lo que queremos hacer es mezclar señales recibidas por SRT, NDI o prácticamente, cualquier otro formato de streaming IP, la opción más evidente es utilizar un equipo de NewTek, como puede ser el Tricaster Mini, capaz de mezclar hasta 8 señales recibidas por IP, tratándolas exactamente igual que si se tratara de señales digitales SDI o HDMI.

NewTek Tricaster Mini en Avacab Audiovisuales

Conclusión

Ya están aquí, disponibles para su aplicación, un sinfín de soluciones para que la realización de cualquier tipo de evento no requiera la presencia física en el mismo lugar, de todos los actores. Soluciones que hace muy poco tiempo eran costosas y complejas de implementar, hoy en día son accesibles para aquellos que quieran invertir en tecnologías de futuro, como es el SRT.

El departamento técnico de Avacab Audiovisuales está en constante formación para poder ofrecer a nuestros clientes soluciones de vanguardia, pero con el soporte y la fiabilidad que nos da ser representantes oficiales de los fabricantes más implicados en el desarrollo de equipos con ambición de futuro.


AGRADECIMIENTOS – Carlos Gonzalez y AVACAB Audiovisuales

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