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RTVE en UHD

Por Equipo Técnico de RTVE

El pasado mes de febrero finalizaban en España las emisiones de la televisión digital terrestre TDT en definición estándar. Por ello, desde unos meses antes, RTVE venía empleándose a fondo en un veloz triatlón tecnológico: finalizar a tiempo la renovación de toda la infraestructura territorial SD a alta definición, implementar una continuidad para ofrecer la emisión del primer canal TDT español en ultra alta definición y disponer de una unidad móvil capaz de producir contenidos en ese estándar UHD con imagen de alto rango dinámico HDR y audio inmersivo.

 

Uniendo el lema olímpico «Citius, Altius, Fortius» con una acreditada vocación de servicio público, tanto el personal técnico y operativo como el equipo de ingeniería de RTVE, de la mano de proveedores e integradores, se han volcado para alcanzar las mejores plusmarcas en ese triatlón y mantenerse en cabeza del liderazgo tecnológico.  Un primer puesto que en unos días nos llevará a ofrecer en abierto desde París, por TDT y para toda España, las Olimpiadas 2024 en ultra alta definición con alto régimen de frame progresivo HFR, ideal para contenidos deportivos con mucho movimiento, con más riqueza de color en imágenes de alto rango dinámico HDR. Y con audio inmersivo multicanal 5.1.4., codificado por Cellnex en Dolby AC-4. Según Dolby, el contenido recibido con Dolby AC-4 se puede reproducir de manera óptima tanto en el televisor como en cualquier equipo de cine en casa compatible con Dolby Atmos.

 

Han sido casi tres años de trabajo con varios equipos trabajando en paralelo y, por fin, con la salida al aire del centro territorial de Murcia se culminaba el proceso de renovación a alta definición de los diecisiete centros de RTVE en cada una de las comunidades autónomas españolas. Un proyecto que ha supuesto una inversión de casi dieciocho millones de euros, con un gran impacto en la industria broadcast y una notable mejora de la calidad de servicio a la ciudadanía en la información local y regional ofrecida por RTVE. Un ingente y exitoso trabajo de transformación que ha sido reconocido en la IV edición de los premios TM Broadcast en la categoría de Mejor Proyecto de Renovación de Infraestructuras.

 

También a contrarreloj, para ocupar el múltiplex TDT tras el apagado SD, se ha licitado y montado un sistema de continuidad UHD para el canal La1 UHD. Un canal que ofrece en simulcast la programación de la cadena principal de RTVE y por el que se hace llegar a la audiencia de forma nativa todos los contenidos disponibles en formato de ultra alta definición y todas las competiciones deportivas y eventos en directo producidos en este formato. La primera fase del proyecto ya está emitiendo y ahora se trabaja para incorporar inserciones de branding y capacidad de grabación de directos UHD.

 

Y por último, otra vez en tiempo record, tras una larga espera del vehículo y su carrozado, la integración de los sistemas audiovisuales para la primera unidad móvil UHD de RTVE. Justo a tiempo para impartir la formación al personal técnico y de operación que se encargará de la producción de los Juegos Olímpicos de París en formatos de imagen HDR y de audio 5.1.4. La unidad H01 estará en Madrid para realizar un programa utilizando el plató A4 en Torrespaña. Las nuevas cámaras UHD de la unidad H01 UHD se emplazarán en el plató del estudio. Mediante un tendido de fibra óptica la señal de ultra alta definición producida por la unidad se hará llegar directamente al entorno de la Continuidad UHD. En sentido inverso, desde el Control Internacional llegarán a la H01 las contribuciones recibidas desde el IBC de RTVE en París y los feeds de las sedes olímpicas seleccionadas en cada momento.

 

Pioneros en UHD

El plan estratégico de tecnología de RTVE (2020-2026) establece el paso de todos los sistemas de producción a HD con el fin de conseguir la adquisición, producción y emisión de la señal audiovisual en este formato. En base a este plan se han ido renovando las infraestructuras audiovisuales de todos los centros y todo el parque de unidades móviles de televisión. Pero, además, el plan actual mantiene la línea de la paulatina dotación de instalaciones con capacidad de producción UHD que ya anticipaba el plan anterior por el que se habían ido adquiriendo camcorders y ópticas de calidad 4K y capacitando en este formato a algunas cabinas de edición y postproducción.

 

El primer paso en UHD fue la adquisición de una estación de trabajo Mac y una aplicación de software DaVinci para colorizar los materiales grabados en formato ProRes con camcorders SONY. Y posteriormente se equiparon salas de edición UHD en Prado del Rey y Torrespaña con equipos de colorización y conformado/etalonaje SGO Mistika. Con estos equipos se hicieron las primeras producciones propias de RTVE en UHD. Además, en algunos de los acontecimientos de interés público más relevantes producidos por RTVE en estos años, algunas cámaras UHD se han dedicado a grabación para contar en el futuro con imágenes de archivo de esos eventos en ultra alta definición.

 

En 2014, en colaboración con la Cátedra Radio Televisión Española de la Universidad Politécnica de Madrid se hizo un primer piloto de producción 4K sobre el Museo del Prado. Y en 2016 se hizo un piloto de emisión en directo desde el Teatro Real con ocasión de la representación de la ópera Parsifal. Y en 2017 otra emisión de El relevo de la Guardia desde el Palacio Real de Madrid. Series como Ciudades Patrimonio de la Humanidad y cuidados reportajes especiales de la obra de Murillo, Destino Antártida y el museo Reina Sofía son otras de las primeras producciones de RTVE en ultra alta definición, algunas ampliamente utilizadas por Cellnex durante el periodo de difusión del canal TDT UHD en pruebas.

 

Por otra parte, desde 2015 RTVE ha venido participando en el 4K Summit organizado en Sevilla y Málaga por la productora independiente Medina Media. Un foro de encuentro y compartición de experiencias entre las diversas empresas de la industria broadcast española del que, en 2021, ha surgido la Asociación UHD Spain para el impulso de la ultra alta definición, Desde ella, tanto RTVE como los diversos socios, cada uno en su campo tecnológico específico, seguimos trabajando para el impulso de la UHD. La segunda edición del Libro Blanco editado por UHD Spain recoge toda esta experiencia.

 

Un nuevo canal de continuidad en UHD

Con el fin de la emisión SD en la televisión digital terrestre TDT el pasado mes de febrero, el inicio de la emisión regular de un canal de RTVE en ultra alta definición ha sido otro proyecto tecnológico en el que la Corporación es nuevamente pionera en España. A fecha de hoy, en Europa, France Télévision y Radiotelevisión Española son las únicas cadenas emitiendo en UHD en la televisión digital terrestre TDT.

 

Debido a los tiempos de licitación, suministro e implantación de ingeniería, el desarrollo del proyecto se planteó en dos fases. Una primera para llegar en fecha al estreno de la emisión en febrero, ejecutada con la colaboración de Crosspoint y Provitec, para la entrega inicial a Cellnex de la señal de La1 HD escalada a UHD, con conversión de espacio de color (mapping) e inserción de logos nativos UHD. Y en un paso posterior, de la mano del integrador Datos Media, la inclusión de contenidos nativos UHD HDR, tanto directos como grabados. Desde el inicio de la Eurocopa de futbol, La1 UHD está emitiendo los partidos recibidos nativamente en 1080p50 en alto rango dinámico HDR HLG y audio inmersivo, y escalados a 2160p50. Y ya está preparada toda la operación para la transmisión de los Juegos Olímpicos, también en HDR y audio inmersivo, con todas las señales nativas UHD 2160p50: las generadas en el plató de RTVE en París, los feeds servidos por OBS y el programa realizado por la nueva unidad móvil UHD en Torrespaña. La ampliación de contraste HDR, la nueva gama de colores, La alta velocidad de frame HFR, las cadenas de conversión SDR/HDR para mantener la compatibilidad con el parque de receptores, las configuraciones de los equipos para los dobles flujos, el audio inmersivo simultaneado con la mezcla 5.1 y la mezcla estéreo, son nuevas formas de trabajo con las que los profesionales técnicos están familiarizándose.

 

Una segunda fase, ahora en desarrollo para licitación, contempla incorporar al sistema algunos elementos complementarios como elementos de grafismo animado (branding), un grabador de directos UHD dedicado para el archivo de Fondos Documentales, generadores de sonido inmersivo vía MADI, etc, igualando con ellos las prestaciones del canal UHD a las de los veteranos canales de las Continuidades HD.

 

Control Continuidades de Torre

 

Como criterio de diseño, para este nuevo canal de Continuidad, se ha planteado íntegramente en formato nativo UHD y en tecnología de audio y vídeo transportado sobre infraestructura IP basada en una plataforma de la gama Nexus de Cisco con puertos de hasta 100 Gbps. Ha sido el primer paso hacia esta innovadora tecnología IP en Torrespaña. Se han adoptado los estándares SMPTE ST 2110 (flujos de vídeo ST 2110-20, flujos de audio ST 2110-30, flujos de metadata ST 2110-40), con redundancia según el estándar SMPTE ST 2022-7. El reconocimiento de equipos se hace principalmente mediante protocolo NMOS IS-04 y 05. Todo el sistema se sincroniza mediante protocolo PTP v2 (estándar SMPTE ST 2059-2), cuya fuente es el mismo generador patrón de sincronismo Tektronix SPG8000A que entrega también black burst, tri-level y wordclock para toda la instalación de Torrespaña.

  • El formato de vídeo empleados para UHD es 3840×2160/50 progresivo HFR, según la recomendación ITU-R.BT.2020, sistema de color YCbCr con muestreo 4:2:2 y HDR con curvas HLG, según recomendación ITU BT.2100.
  • El formato de audio es PCM sin comprimir 24 bits 48 KHz y tramas comprimidas de audio multicanal Dolby E. Y el formato de audio inmersivo discreto es 5.1.4.
  • Las tramas de audio multicanal se transportan en flujos de audio ST 2110-30, asegurando el transporte de los bits de señalización presentes en las tramas AES3.

 

Del manejo de todo el IP Fabric y de la orquestación y monitoreo de los flujos de trabajo se encarga Cerebrum, el sistema broadcast controller de la marca EVS, un sistema JT-NM tested por la organización AMWA. Es una solución completa de control y monitorización basada en una arquitectura abierta que permite la integración de drivers y protocolos de terceros, especialmente NMOS y Ember+.  Proporciona integración con una amplísima gama de equipos de dominio broadcast como mezcladores de vídeo/audio, routers o servidores de vídeo. Para la comunicación entre la Continuidad UHD y el resto de entornos de Torrespaña que se mantienen en formato de vídeo SDI se emplean conversores Neuron Gateway (Bridge) de EVS que admiten señales asíncronas prácticamente de todos los formatos posibles, con entradas MADI y una matriz de audios interna.

 

Cerebrum, sistema broadcast controller de la marca EVS

 

Además de la orquestación, la infraestructura IP requiere numerosas herramientas de procesado que proporciona la otra parte del sistema EVS: Neuron Convert. El Convert es un transceiver multicanal A/V over IP desarrollado para usos de baja latencia y redes ethernet de gran ancho de banda. Realiza funciones de sincronización de cuadros, conversión UDC, corrección de color, incrustación, ganancia y fase de audio y conversión HDR basada en LUT. Mediante módulos Neuron Bridge de entrada/salida SDI se encarga de la conversión SDI a IP y viceversa (gateway), integrando la infraestructura de video sobre IP con el resto de equipamiento de Torrespaña que permanece trabajando en video banda base SDI.

 

La instalación cuenta con dos servidores: uno de emisión principal y otro en función back-up. Los servidores Dolphin del fabricante Pebble Beach actúan como un CHANEL IN A BOX, con posibilidad de manejar listas de emisión, tienen almacenamiento propio y pueden leer assets de almacenamiento externo. Cuenta con varios niveles de keys internos y externos. Incluyen licencias de audio para poder trabajar con loudness y codificación decodificación de Dolby E. Admiten de forma interna configuración de pipe lines para adecuarse a los flujos de RTVE. Pueden entregar  salidas limpias (clean feed) o con logotipos de marca. Sobre los servidores corre el programa de automatización Marina. Tienen una base de datos redundada y todas las funciones de automatización las gestiona directamente en los propios servidores Dolphin.

 

Otros elementos que completan el sistema de la Continuidad UHD se pueden ver en el diagrama de bloques adjunto. Básicamente son un servidor de ingesta Dolphin Pebble Beach para permitir entrada de media externa; un reproductor de vídeo Venice de Rohde & Schwarz, que actúa como un video disco para reproducir elementos de cualquier tipo que no vengan del sistema de automatización; y un sistema de almacenamiento Quantum. El audio inmersivo 5.1.4. se trabaja fuera del sistema de automatización de Pebble con 3 posibles presets para diferentes escenarios:

  • Entrada estéreo con Upmix a 5.1.4 con un equipo de Telos.
  • Entrada 5.1 con Upmix a 5.1.4 con un equipo de Telos.
  • Entrada 5.1.4 con transparencia a la salida.

 

Además, se ha implementado un camino alternativo con gestión de audios y conversiones UDC como redundancia de emergencia. En caso de fallo del sistema de continuidad UHD esa cadena de dispositivos (Gator de Ross y Green Machine de Lynx) toman la señal de La1 HD (1080i25 SDR) y la convierten a UHD (2160p50 HDR) .

 

Para el personal de explotación se han dotado diverso equipamiento de monitorización y medida: un multipantalla Rohde & Schwarz, que admite señales SDI e IP así como otros protocolos para escenarios OTT/streaming. Y unas monitorizaciones técnicas de vídeo WFM de Telestream y de audio, esta de la marca Wohler. Toda la operación se gestiona desde doce clientes: seis paneles software para control de automatización, tres de control de Cerebrum, con paneles virtuales o alarmas, y tres para gestión de la emisión, el almacenamiento y otras funcionalidades.

 

Además, realizar producción en UHD conlleva necesariamente trabajos de ingesta, envío y archivado de material en ese formato. Por ello, la implantación de la Continuidad UHD ha requerido también modificaciones en sistemas ya existentes en Torrespaña. Ha habido que adecuar los flujos de ingesta para archivar el material UHD en formato XAVC INTRA, generando al mismo tiempo una versión HD en formato XDCAM y y un fichero en baja resolución. Así mismo ha sido necesario habilitar descargas desde archivo con los perfiles de transcodificación adecuados a la resolución UHD. Y para asumir esa carga de trabajo, se ha aumentado la granja de servidores de transferencia y transcodificación Telestream ya existente.

 

Unidad móvil H-01

 

La unidad móvil H-01 UHD

La cobertura de los Juegos de París 2024 va a ser el estreno de una nueva unidad móvil de RTVE que completa el plan de renovación efectuado en estos últimos años, con un total de 6 unidades nuevas y la reforma de otras tres unidades antiguas. La unidad móvil H-01 es la primera de RTVE con capacidad de trabajo en UHD.

 

El camión y el carrozado fueron adjudicados a la empresa Prochasis y la integración de los sistemas audiovisuales a Unitecnic, ambas con amplia experiencia en el campo de las unidades para producción de televisión. Los responsables técnicos de estas empresas junto con el equipo técnico y de ingeniería de RTVE hemos tenido numerosas reuniones y visitas en las que se han debatido detalles de diseño, planimetría, configuración, etc, para que el proyecto fuera un éxito y la unidad estuviera totalmente preparada y con el personal operativo bien instruido, justo a tiempo para el encendido de la antorcha olímpica.

 

La nueva unidad está montada sobre un camión semirrígido. Es un carrozado de 9,5 metros de longitud con una petaca de unos 5,5 metros, que permite tener una amplia área de trabajo en la zona central para realización y operadores de video. Comunicado con ella a través de una puerta corredera acristalada se ubica el control técnico y de imagen. El control de sonido está totalmente aislado del resto y revestido con un eficiente acondicionado acústicamente. Un visor acústico permite la comunicación visual con la zona de realización. El equipamiento electrónico se aloja en una sala fría separada de la zona de operación. En el croquis se puede observar la distribución del espacio interior con la petaca desplegada y los puestos de trabajo.

 

Planta Unidad Tipo-H Model

 

El diseño técnico se ha pensado para producir con capacidades plenas en 3G-SDI y, con cierta reducción de algunos recursos, en UHD. Al ser una instalación contenida en cuanto a las distancias de conexión y por la no compartición de recursos con otras infraestructuras, se ha optado por implementar el sistema sobre el estándar de vídeo SDI-12G empleando cable coaxial específico y una nueva familia de conectores de 75Ω del fabricante suizo LEMO. La gama 1S.275 ofrece un conector con una fuerza de retención del cable de 250 N y con sistema de enclavamiento push-pull rápido y fiable. El reducido diámetro del conector permite paneles de patch con gran densidad de conexiones. Las arandelas de codificación de colores ayudan a identificar fácilmente las líneas. Todos los paneles, conectores y latiguillos de la gama han sido diseñados expresamente para trabajar en un entorno nativo 12G-SDI a 12Gbit/s, cuentan con protección EMI 360º y tienen unos excelentes valores de pérdida de retorno.

 

La unidad parte con ocho cámaras Sony HDC-3500 de dotación y con preinstalación para otras cuatro más. Las cámaras se han licitado junto con las que se van a renovar en las tres unidades grandes de RTVE. De esta manera el parque de cámaras está unificado y se facilita su transvase entre unidades según las necesidades del evento que van a cubrir. Las HDC-3500 tienen triple sensor nativo CMOS en UHD con obturador global y tecnología HDR. Su innovador filtro óptico variable de Densidad Neutra (VND) brinda posibilidades creativas y operativas muy especiales. Y los visores de última generación OLED Full HD son especialmente importantes para el trabajo en exteriores y en HDR, ofreciendo además multitud de asistentes para un enfoque correcto. Un adaptador de red CNA-2 permite centralizar la gestión y supervisión de cámaras, estaciones base y unidades de control remoto desde el broadcast controller HI en el control técnico.

 

La generación y distribución de sincronismos es misión de los módulos de la gama TL2000 del acreditado fabricante español Albalá Ingenieros. El sistema completo incluye receptor de GNSS con su antena, generador de NTP, PTP, blackburst, trilevel, señales de test, LTC y Word clock y se trata de un sistema redundado, referenciado a UTC. El sistema de distribución incluye distribuidores de vídeo digital 12G y de blackburst y trilevel, así como sincronizadores/retardadores 12G y conversores up/down/cross y transceivers optoelectrónicos.

 

En la misma línea de diseño de sus hermanas, la unidad H01 cuenta con una matriz distribuida formada por una red de once Micrones UHD del fabricante Riedel. Así podrá ser interconectada con cualquiera de ellas para formar una gran unidad de múltiples cámaras y doble realización. Cada módulo dispone de seis bloques de ocho conectores BNC HD-3G y otros dos BNC para sincronismos.  Dos slots para SFP (155/125Mbps) permiten la conexión bidireccional de audio AES10 MADI. El procesado interno de la matriz es de 4 señales en formato 2 Sample Interleave, gracias a lo cual se pueden aprovechar réplicas en 3G de las señales UHD. Es una matriz dinámica, que puede crecer o disminuir en recursos 3G, según las señales UHD utilizadas. La capacidad total del sistema de enrutamiento descentralizado es:

  • 28 entradas de vídeo 12G-SDI y 68 entradas de vídeo 3G/HD-SDI.
  • 20 salidas de vídeo 12G-SDI y 84 salidas de vídeo 3G/HD-SDI.

 

Mediante fibras ópticas redundadas se pueden conectar hasta 2 cofres externos Compact Pro, extendiendo así la matriz hasta puntos remotos en los que disponer de audio MADI, vídeo UHD o 3G, conexiones de red, intercom y procesado multipantallas. El software de configuración y control Mediaworks, es una herramienta capaz de centralizar enrutamientos, diseños de multipantallas, gestión de usuarios y fuentes. Además, la matriz es gestionada también a través del broadcast controller HI.

 

Control de realización H-01

 

Al servicio de la realización se ha dispuesto un mezclador de vídeo Grass Valley KFrame CXP con procesado interno en UHD 2160p con hasta 80 entradas en HD/UHD. Y una superficie modular Kayenne con tres bancos M/E de seis keyers cada uno, aunque es un recurso que puede reasignarse, disponiendo M/E de ocho keyers y otros solo con cuatro. Además, cuenta con una ampliación M/E. El mezclador mantiene todas las prestaciones y recursos, independientemente del formato de trabajo, ya sea en HD o UHD, HDR o SDR. Es una tecnología preparada para mejoras futuras como conversión de formatos 3G a 12G ó entradas JPEG-XS.

 

Hasta cuatro puestos con paneles remotos y monitorado dedicado permiten a otros tantos operadores gestionar las grabaciones multicámara y el lanzamiento de repeticiones «slow motion» desde los dos servidores de video XT-Vía del fabricante EVS; licenciados cada uno para ocho canales HD-3G ó cuatro canales UHD-12G. Un servidor XFile completa el sistema de grabación con las funciones de transcodificación y transferencia de ficheros.

 

Control de sonido

Estudio acústico

Estudio acústico

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

La mesa del control de audio de la UM H-01 es una Calrec Apollo de 40 faders con tecnología de procesado Bluefin2 y transporte de señal mediante la red Hydra2. El alto nivel de redundancia del sistema es muy adecuado para asegurar el funcionamiento en producciones en directo. La Apollo permite realizar mezcla de audio inmersivo gracias a la alta capacidad de procesado de 1020 canales para entradas y 272 buses de salida así como su sección de monitorado inmersivo 5.1.4. En el control el operador está rodeado espacialmente por 9 altavoces autoamplificados y dos subwoofer Genelec. Hasta ocho cofres de entradas y salidas se pueden conectar por fibra óptica a la red Hydra2 hacia un router de 8192×8192 señales. Los cofres permiten una alta densidad. Hasta 20 tarjetas, 512 entradas y salidas, y gran variedad de protocolos soportados: entradas micrófono/línea, AES, MADI para la interconexión con Mediornet y Dante para conectar en red con otros equipos de audio. La Apollo dispone de una interfaz SoundGrid para integrar el servidor de procesado de efectos Waves. Una DAW para ráfagas y grabación completa la dotación del control. Los packs de microfonía inalámbrica se han uniformado con la plataforma digital Sennheiser 6000 desplegada en el resto de unidades y estudios de RTVE. Este sistema ofrece una operación libre de intermodulación, con mínima interferencia entre canales que permite una alta densidad de micrófonos operativos en un entorno de reducido tamaño.

 

Los paneles de intercomunicación de los puestos de trabajo, los auriculares de los cámaras y las petacas inalámbricas (beltpack) Bolero están conectadas a través de un nodo 1024 de la matriz AoIP Artist de Riedel con tarjetas AES67 de 40 puertos. Dos tarjetas MADI conectan la intercom con el mezclador de sonido para la gestión de órdenes y audios n-1 de retorno. Para los Juegos Olímpicos, el nodo Artist de la unidad se ha conectado por fibra óptica al anillo de la red Artist de Torrespaña, pasando a ser una parte más del centro de producción. Así el realizador o el jefe técnico pueden comunicarse con Control Central, Continuidad o cualquier otra dependencia técnica que cuente con un panel de intercom. Y como en París se han instalado sendos nodos de intercom Artist en el IBC y en el plató de televisión de Trocadero, toda la operativa técnica de los Juegos va a estar perfectamente intercomunicada con Torrespaña y con la unidad H01 como si fuera una única sede.

 

Por último, mencionar el sistema de control broadcast por IP con el que se ha equipado a la unidad. Este sistema denominado HI (Human Interface) del fabricante Broadcast Solutions, basado en una arquitectura de software distribuida, es capaz de detectar de forma automática nuevos dispositivos e integra en una sola interfaz la comunicación con la mayoría de equipos de la unidad, permitiendo gestionar  desde el control técnico la conmutación de señales de la unidad, los tallies de cámara y externos y otra serie de señales de control, que permiten la ejecución de tareas entre sistemas, así como el etiquetado de señales en monitorado y mezclador. Ahorra tiempos y errores de configuración.

 

Control técnico y sala fría UM H-01