В рамках этой статьи под гейтвеем понимается рестример — устройство, которое принимает поток и перенаправляет его дальше, без глубокого анализа или преобразования содержания на уровне элементарных потоков. В телекоммуникационной индустрии термин «гейтвей» также встречается в сетях передачи данных, где обозначает устройства, соединяющие локальные сети — в этой статье речь идет не о них.
На первый взгляд рестримеры выполняют простую задачу. Однако на практике всё сложнее, чем может показаться — учитывая множество одновременно перенаправляемых потоков, высокие битрейты, а значит и особенности в эффективности, задержках, стабильности вещания и других аспектах.
Простое устройство с непростой задачей
Рестримеры не демультиплексируют транспортный поток и не взаимодействуют с элементарными потоками внутри него. Их работа ограничена транспортным уровнем: они могут проверять структуру TS-пакетов и, например, отслеживать непрерывность (Continuity Counter), что позволяет выявлять потери пакетов (CC-ошибки). Но проблемы, возникающие на уровне элементарных потоков, например замирание видео или пропадание аудио, рестример не заметит — такая диагностика просто не входит в его функции.
Тем не менее, рестримеры находят важное применение в различных сценариях, где нужно обеспечить стабильную и масштабируемую передачу контента.
Прямая трансляция: от студии до зрителя
Один из распространённых кейсов — организация прямой трансляции, например, спортивного матча или студийного эфира. В такой схеме задействуются два гейтвея.
Первый захватывает SDI-сигнал с камер (напрямую с камеры или после дополнительной обработки, такой как наложение логотипов, графических элементов и других преобразований), выполняет кодирование, мультиплексирование в транспортный поток и передает его через SRT-протокол в облако.
Второй гейтвей, расположенный в облачной инфраструктуре, выполняет преобразование SRT-SRT: он принимает поток и распределяет его клиентским станциям.
Такая архитектура решает сразу две задачи:
- Позволяет вынести точку подключения клиентов за пределы локальной сети (которая часто имеет ограниченный доступ извне).
- Оптимизирует нагрузку на канал: если битрейт кодированного потока составляет 10 Мбит/с, то каждое клиентское подключение создает аналогичную нагрузку (10 клиентов = 100 Мбит/с). Размещая этот узел в облаке, мы переносим нагрузку с локальной инфраструктуры на облачные ресурсы.
Организация локального IPTV
Другой сценарий — локальное IPTV-вещание, например, в отелях. Кодированный контент доставляется в точку по SRT, затем преобразуется в UDP и раздается по локальной сети мультикастом. Мультикаст уже можно принимать клиентскими STB или смотреть на ТВ. В отличие от случая с прямой трансляцией, здесь мы не выносим точку подключения за пределы локальной сети, а наоборот доставляем контент в локальную сеть.
Резервирование источников
Гейтвеи также применяются внутри одной локальной сети для организации резервирования источников. Эти источники могут доставляться различными протоколами (UDP, RTP, SRT, RIST) и через разные сетевые интерфейсы. Например, можно получать основной и несколько резервных источников из разных подсетей или даже извне, а также настроить приоритет резервных источников.
Гейтвей автоматически переключается на резервный источник при срабатывании триггера, например при потере основного сигнала. Хотя в отличие от транскодеров он полноценно не анализирует содержимое потока, он способен детектировать потерю пакетов, отклонения в битрейте и другие аномалии. При этом система может предварительно проверять состояние резервных источников и переходить на них только при гарантированной доступности, что снижает вероятность ошибок и ложных срабатываний. Время переключения — от 100 до 200 мс — считается приемлемым для большинства задач.
ST 2022-7: резервирование линий передачи
Наконец, еще один из важных вариантов применения — резервирование линий передачи сигнала по стандарту SMPTE ST 2022-7. В такой схеме участвуют два специализированных гейтвея:
- Splitting Gateway на передающей стороне — разделяет исходный поток на несколько идентичных.
- Switching Gateway на приёмной стороне — анализирует номера RTP-пакетов и восстанавливает оригинальный поток.
Пример: передача сигнала из студии на головную станцию через открытый интернет с использованием трех независимых провайдеров — ISP1, ISP2, ISP3. Даже при потере связи с одним из провайдеров система продолжит доставку потока без прерываний, компенсируя недостающие пакеты из других линий. Это значительно повышает отказоустойчивость трансляции, особенно при работе в нестабильных сетевых условиях.
Elecard CodecWorks Gateway: профессиональный рестриминг без сбоев
Гейтвей — это больше, чем просто «передатчик потока». Он становится важным элементом в современных системах вещания, позволяющим эффективно управлять потоками, решать задачи распределения контента, резервирования и согласования протоколов.
Описанные в статье сценарии успешно реализуются с помощью Elecard CodecWorks Gateway — рестримера, разработанного в России. Это полностью программное решение, совместимое со всеми x86 аппаратными платформами. Решение сертифицировано, включено в реестр отечественного ПО и поддерживает установку на российскую ОС Astra Linux. Это гарантирует простоту закупки и долгосрочную поддержку.
Аппаратная независимость и масштабируемость
Elecard CodecWorks Gateway подходит для любых аппаратных платформ — от компактных решений до серверов, обрабатывающих потоки суммарным битрейтом до 6500 Мбит/с. Это позволяет использовать его в любых сценариях: от локальных сетей в отелях до федеральных каналов связи.
Примером компактного решения может послужить Elecard CodecWorks Box. Это портативное устройство, способное захватывать два 12G-SDI сигнала, кодировать два 4K потока в формат HEVC с битрейтом около 40 Мбит/с каждый, мультиплексировать их и передавать по протоколу SRT. При использовании для рестриминга устройство обеспечивает пропускную способность до 300 Мбит/с. Использует российские SDI-карты SoftLab и Astra Linux.
Elecard CodecWorks Box
Контроль стабильности вещания
В некоторых случаях требуется особый контроль параметров вещания, например при работе с DVB-модуляторами. Эти устройства крайне чувствительны к стабильности потока, в частности к показателю Inter Arrival Time (IAT) — времени между прибытием пакетов.
Даже если поток формально соответствует стандарту TR 101290, нестабильный или завышенный IAT может вызвать сбои. IAT служит мерой сетевого джиттера. Для оценки стабильности потока используются параметры, такие как средний и пиковый IAT.
В Elecard CodecWorks Gateway реализованы функции rate-контроля — контроля скорости передачи данных. Основной метод — буферизация выходного сигнала. Это позволяет сгладить скачки битрейта, но вносит дополнительную задержку. Например, буфер в 4–5 секунд обеспечивает плавную передачу, но с задержкой на такое же время.
Система поддерживает три режима работы.
- Режим без контроля скорости передачи
- Поток передается напрямую, без буферизации.
- Минимальная задержка и нагрузка на процессор.
- Подходит для простых рестриминговых задач со стабильным входным потоком.
- Не подходит для нестабильных потоков, ремультиплексирования или транскодирования.
- Режим Average (контроль по среднему битрейту)
- Поток буферизуется до достижения определенного уровня заполнения буфера.
- Для каждого пакета рассчитывается время отправки. Для расчетов используется реальный битрейт входного потока, определяемый по системным часам.
- Не зависит от временных меток (PCR) в потоке, эффективен при отсутствии или низком качестве PCR.
- Увеличенная нагрузка на CPU по сравнению с первым режимом.
- Не подходит для обработки потоков с колебаниями битрейта более 2 секунд, таких как конвертированные из HLS в UDP.
- Режим TS PCR
- Также буферизует поток и рассчитывает время отправки, но ориентируется на PCR-метки.
- Стандартный режим для вещания TS-потоков.
- Обеспечивает точное соответствие фактического выходного битрейта битрейту, заложенному в потоке.
Для режимов Average и TS PCR доступна опция сверхточного расчета IAT — high-precision-broadcasting. Эта функция полезна при высоких битрейтах (от 10 Мбит/с) или когда важны доли миллисекунд IAT, однако включение этой опции существенно увеличивает нагрузку на процессор.
Поддержка фильтрации потоков (SSM)
Для работы с мультикаст-группами Elecard CodecWorks Gateway поддерживает SSM (Source-Specific Multicast) — механизм, позволяющий получателям выбирать конкретный источник данных. В результате трафик поступает только от нужного источника, снижая нагрузку на сеть и повышая безопасность. Для работы SSM необходимо, чтобы сетевое оборудование поддерживало IGMPv3. В отличие от ASM (Any-Source Multicast), SSM не требует сложной маршрутизации и обеспечивает более надежную и эффективную фильтрацию.
Попробовать CodecWorks Gateway
Автор
Дмитрий Шмаков
Ведущий инженер компании Elecard. Работает в сфере видеоанализа с 2021 года. Дмитрий отвечает за работу с крупнейшими клиентами Elecard, такими как Telstra, Globo, Amagi, Innet и др.
9 сентября 2025