네트워크 디바이스 인터페이스

Network Device Interface

NDI(Network Device Interface)는 NewTek가 개발한 로열티 없는 소프트웨어 사양으로 비디오 호환 제품이 프레임 정밀도가 높고 실제 가동 환경에서 전환하기에 적합한 고품질 저레이텐시로 컴퓨터 네트워크를 통해 고품질 비디오 통신, 전송 및 수신을 가능하게 합니다.

테크놀로지

NDI는 기가비트이더넷 [1]상에서 동작하도록 설계되어 있으며, NDI[2] 코덱은 일반적으로 약 100 Mbit/[3]s의 VBR 데이터 레이트로 1080i HD 비디오를 전송할 것으로 예상됩니다.

디폴트로는 NDI는 mDNS(Bonjour/Zeroconf) 디스커버리 메커니즘을 사용하여 로컬에리어 네트워크상의 송신원을 애드버타이즈 합니다.그 때문에, NDI 수신 디바이스는 이러한 송신원을 자동적으로 검출해 제공할 수 있습니다.다만, 2개의 다른 검출 모드(NDI 액세스, NDI Discovery Server)를 사용해 서브넷을 경유해, mDNS 송신원을 작성할 수 있습니다.NDI 송신 호스트의 포트 범위에서 임의로 선택된TCP 포트송신원이 요구되면, 적절한 포토상에서 TCP 접속이 확립되어 NDI 리시버가 NDI 송신원에 접속됩니다.NDI 3.x에는 TCP 대신 UDP 멀티캐스트 또는 Forward Error Correction(FEC; 전송 오류 수정)을 사용하는 옵션이 있으며 링크 집약을 사용하지 않고 여러 네트워크인터페이스 컨트롤러 NIC 간에 스트림을 로드밸런싱할 수 있습니다.NDI 4.0에는 멀티 TCP 접속이 도입되어 있습니다.

NDI는 비디오, 멀티채널 비압축[citation needed] 오디오 및 메타데이터를 전송합니다.메타데이터 메시지는 양방향으로 송신할 수 있기 때문에, 송신측과 수신측이 XML 형식의 [4]임의의 메타데이터와의 접속을 개입시켜 서로 메세지를 송신할 수 있습니다.이 지향성 메타데이터 시스템은 소스에게 피드백되는 활성 집계 정보와 같은 기능을 통해 소스(프로그램/미리보기)가 온에어임을 파악할 수 있도록 합니다.또, NDI 를 사용하면, 접속되어 있는 리시버의 수를 송신자가 결정할 수 있기 때문에, 접속되어 있는 NDI 리시버 클라이언트가 없는 경우, 불필요한 처리나 네트워크 대역폭의 사용을 생략할 수 있습니다.NDI 리시버는 비디오가 필요 없는 오디오 전용 또는 메타데이터 전용 연결과 같은 다양한 스트림 조합에 연결하도록 선택할 수 있습니다.

NDI 소프트웨어 개발 키트(SDK)는 Windows,[5] Linux 및 MacOS에서 사용할 수 있으며 iOS, tvOS, Android, Rasberry Pi 및 FPGA로도 이식되었습니다.Standard NDI SDK는 로열티 무료 독점 [6]라이선스를 통해 제공됩니다.NDI Advanced SDK는 OEM 제조사가 상용 라이선스를 사용하여 압축 데이터 및 기타 기능에 직접 액세스할 수 있도록 지원합니다.

일반적인 IP 비디오 프로토콜 비교

(최종 사용자에 대한 배포에 사용되는 IP 비디오가 아닌) 프로페셔널 비디오 제작에 사용되는 다른 IP 비디오 프로토콜로는 SMPTE 2022, SMPTE 2110, ASPEN(대부분 SMPTE 2110으로 대체됨) 및 Sony NMI가 있습니다. 이러한 프로토콜에 의해 사용되는 기술에는 분명한 차이가 있습니다.

프로토콜
파라미터
 NDI NDI HX NDI HX2 SMPTE 2022-6[7] SMPTE 2110 아스펜[8] NMI[9] CDI[10]
운송 TCP/UDP/멀티 TCP/신뢰성[A] UDP UDP(TCP) TCP/UDP/멀티 TCP/신뢰성[A] UDP UDP(RTP) UDP(RTP) UDP UDP UDP/SRD
이미지 포맷 크기/애스펙트에 의존하지 않음 크기/애스펙트에 의존하지 않음 크기/애스펙트에 의존하지 않음 SDI 형식만 크기/애스펙트에 의존하지 않음 크기/애스펙트에 의존하지 않음
집계 네. 네. 네. 아니요. 아니요[B]. 아니요. 아니요.
양방향 디바이스 제어 네. 네. 네. 아니요. 아니요. 아니요. 아니요.
통합 프록시 네. 네. 네. 아니요. 아니요. 아니요. 아니요. 아니요.
통합 알파 채널 네. 아니요. 네. 아니요. 네. 네.
압축 NDI 코덱(SHQ 0/2/[11]7) NDI HX(H.264) H.264/H.265 없음[C] SMPTE 2110-22 사양(JPEG XS, 이에 한정되지 않음) 없음. NONE / LLVC 코덱 없음.
연결 소켓, 유니캐스트/멀티캐스트 및 FEC 유니캐스트/멀티캐스트 소켓, 유니캐스트/멀티캐스트 및 FEC 멀티캐스트 멀티캐스트 멀티캐스트 멀티캐스트 / SRD
HD(1080i) 데이터 레이트 최대 100 Mbit/s 8 ~ 20 Mbit/s 1~50 Mbit/s까지 1.5 기가비트/초 이상 1.1 기가비트/초 이상 1.5 기가비트/초 이상 1.5 기가비트/초 이상/최대 14[12]:1 1.5 기가비트/초 이상
에센스 패킹 개별 오디오, 메타데이터 및 비디오 프레임 패킷, 단일 연결 변경된 RTSP/RTP 유형 연결 개별 오디오, 메타데이터 및 비디오 프레임 패킷, 단일 연결 패킷화된 raw SDI 비트스트림 서로 다른 프로토콜로 별도의 연결을 통해 개별 오디오, 비디오 및 메타데이터 제공 다중 MPEG 전송 스트림 프레임 얼라인먼트 2022-6 / LLVC SMPTE2110 형식의 개별 오디오, 비디오 및 메타데이터
사회 기반 시설 기가비트/무선/로드밸런싱 멀티 NIC/10 GBit 기가비트/무선 기가비트/무선 최소 10 GBit 최소 10 GBit 최소 10 GBit 기가비트/10 GBit 100 GB EFA / lib Fabric
서비스 검출 Bonjour(mDNS), NDI 액세스(수동), Discovery Server(NDI4) HX 드라이버 경유 자동 Bonjour(mDNS), NDI 액세스(수동), Discovery Server(NDI4) NMOS[13] AMWA IS-04 NMOS JSON-RPC 플러그 앤 플레이(NDCP) 없음.
API 로열티 프리 라이선스, Windows용 SDK 라이브러리(x86), Mac, Linux(x86 및 ARM), iOS,[14] FPGA 레퍼런스 하드웨어 인코딩, NDI 라이브러리로 디코딩 NDI Advanced SDK와 함께 전송, NDI 라이브러리와 함께 수신 SMPTE 표준 SMPTE 표준 SMPTE RDD 오픈 소스
  1. ^ a b NDI v1.0은 순수 TCP였습니다.이후 버전에는 적절한 UDP 유니캐스트 및 멀티캐스트 옵션과 FEC 옵션이 포함되어 있습니다.NDI 4.0 에는 「Multi-TCP」트랜스포트, NDI 5.0 에는 「Reliable-UDP」트랜스포트, NDI
  2. ^ SMPTE 2110의 집계는 제안된 AMWA IS 07을 사용하여 외부 데이터 소스에 의존합니다.
  3. ^ TICO RDD35 코덱을 사용하여 UHD를 4:1 압축할 수 있으므로 인코딩된 스트림을 [15]HD와 동일한 비압축 대역폭으로 SMPTE 2022-6 채널을 따라 전송할 수 있습니다.TR-03을 탑재한 SMPTE 2110에서는 TICO RDD35 및 JPEG [16]XS도 사용할 수 있습니다.여기에는 일반적으로 양 끝에 실리콘으로 구현되는 자체 인코더와 디코더가 필요합니다.

역사

NDI는 2015년 9월 8일 NewTek에 의해 공개되었으며,[17] 그 주에 암스테르담에서 열린 IBC 방송 전시회에서 시연되었다.NDI를 사용한 첫 번째 장치는 NewTek TriCaster로, 각 SDI 입력에서 NDI 피드를 공급하고 비전 믹서에서 4개의 출력 피드를 공급했습니다.또한 TriCaster는 다른 디바이스에서 최대 2개의 NDI 소스를 수신할 수 있습니다(이후 출시에서는 12개, NewTek의 IP [18]시리즈에서는 최대 44개로 증가).

NewTek는 이미 NDI의 전신인 AirSend를 만들어 외부 장치에서 TriCaster 제품으로 영상을 가져왔습니다.Air Send는 Vizrt 및 Chyron을 포함한 다수의 문자 생성기(CG) 벤더가 구현했습니다.NewTek는 이들 제품을 NDI 공간으로 신속하게 도입하기 위해 기존 AirSend 드라이버를 대체하는 새로운 드라이버를 개발했습니다.이 드라이버는 기존 AirSend 호환 기기에 설치할 수 있으며, 오리지널 CG [19]벤더의 변경 없이 즉시 NDI 호환 장치로 변환됩니다.

NDI의 또 다른 얼리 어답터는 NDI 입력 [20]및 출력을 제공하는 Windows 기반 비전 믹서인 VMix였습니다.라이브 스트리밍 애플리케이션 XSplit에서 NDI [21]지원이 추가되면서 NDI 설치 기반이 크게 증가했습니다.

이후 2016년에 NewTek는 서브넷 전체에서 서비스 검색 지원을 포함한 기능을 추가한 NDI 2.0을 제공했습니다.Magewell은 4월에 PCIe와 USB 캡처 디바이스를 심리스하게 통합하여 네트워크상의 모든 비디오 소스에 액세스 할 수 있다고 발표했습니다.이 솔루션은 무제한 소스 선택과 유비쿼터스 운영 체제 호환성을 통해 가능한 가장 효율적인 브로드캐스트 비디오 제작 시나리오 중 하나를 만들었습니다.

2017년 7월 12일 NewTek는 멀티캐스트, NDI HX 및 기타 신기능을 추가한 NDI 3.0을 발표하였으며, H.264 칩셋과 업데이트된 [22]펌웨어를 탑재한 특정 PTZ 카메라를 지원하게 되었다.

2018년 4월 NAB Show에서 마이크로소프트는 콘텐츠 [23]크리에이터를 위한 Skype에 NDI 지원을 추가했다고 합니다.NAB2018의 다른 발표에는 NDI 3.5와 EVS와 [25]Avid를 포함한[24] 벤더의 새로운 NDI 지원이 포함되어 있습니다.

FFmpeg 버전 3.4에서는 최종 사용자가 옵션으로 비오픈 소스 NewTek 라이브러리에 [26]컴파일할 때 NDI 입출력 지원이 추가되었습니다.그러나 NewTek는 나중에 GNU General Public License를 위반하여 비opensource 라이브러리를 통합한 FFmpeg의 미리 컴파일된 바이너리를 재배포한 것으로 밝혀졌고, 이로 인해 FFmpeg 프로젝트는 2019년 [27][28]3월에 코드베이스에서 NDI 지원을 삭제했다.

2019년 4월, NAB에 앞서 NewTek는 NDI 4.0에 Multi-TCP 모드를 추가했다고 발표했습니다.NDI 4.0은 실리콘에 존재하는 하드웨어 TCP 가속을 활용하여 NDI 트랜스포트 기능을 갖춘 [29]저사양 프로세서를 지원합니다.IBC 전시회에 맞춰 2019년 9월에 출하된 NDI 4.0.

2021년 7월에 NDI 5가 출시되어 다음과 같은 주요 기능이 추가되었습니다.신뢰성 높은 UDP 전송, 용장 디스커버리 서버 지원, NDI 5 툴(NDI 브리지, NDI 리모트, NDI Audio Direct, FCP-X 출력)[30]

버전 방출된 기능/확장 기능
1.0 2016년 4월 초기 릴리즈
2.0 2016년 9월 액세스 매니저를 통한 서브넷 간 지원, ARM 인코딩 지원, iOS SDK
3.0 2017년 7월 NDI-HX 지원, FEC를 사용한 멀티캐스트 전송 옵션, PTZ 지원.
3.5 2018년 6월 디폴트로는 FEC를 사용한 유니캐스트 UDP 전송 방식이 사용됩니다.
3.6 2018년 7월 패킷 레벨 본딩의 향상.
3.7 2018년 9월 검출의 향상.
3.8 2018년 11월 퍼포먼스 향상, FPGA 개발을 위한 NDI Embedded SDK.
4.0 2019년 9월 멀티TCP 트랜스포트 모드, HDR 16비트 지원, 네이티브 동기 기록, 디스커버리 서버, NDI[29] HX2
4.1 2019년 11월 퍼포먼스 향상
4.5 2020년 3월 새로운 Multi-TCP 구현, NDI-HX를 통한 지연 단축, 방화벽 규칙 예측 가능 포트 번호, 코덱 품질 향상.
4.6 2020년 11월 NVENC를 사용하여 PC에서 NDI-HX2 인코딩을 지원할 수 있습니다.[31]
5.0 2021년 7월 신뢰성 높은 UDP 전송, 용장 디스커버리 서버 지원, NDI 5 툴(브릿지, 리모트, Audio Direct, FCP-X 출력)
5.1 2022년 2월 NDI 브리지 확장, Discovery Server에 대한 DNS 이름 지원, SDK 개선.
5.5 2022년 8월 NDI 라우터, 4K 비디오 지원 NDI Web 카메라 입력의 쿼드 입력, NDI 리모트에는 토크백 및 데스크톱 공유 기능 추가, 시스템 부팅 시 응용 프로그램 자동 시작, NDI FreeAudio 명령줄 도구(SDK와 함께 제공).

Wi-Fi 및 광역 네트워크에서 사용

NDI는 TCP 및 Bonjour(mDNS) 기술을 사용하여 고품질의 기가비트 로컬 영역 네트워크에서 작동하도록 설계되었습니다.mDNS를 통과하지 않는 서브넷 간에 작업하기 위해 NDI는 NDI 소스를 실행하는 다른 서브넷 상의 머신의 IP 주소를 수동으로 입력할 수 있는 NDI 액세스라고 하는 메커니즘을 지원합니다.

일부 NDI 어댑터는 최대 15km의 파이버 연결을 통해 프로토콜을 실행하지만, NDI는 TCP 프로토콜을 사용하므로 대역폭 지연 제품 및 TCP 패킷 손실 [33]복구와 같은 요인으로 인해 장거리, 대기 시간이 긴 연결에 적합하지 않습니다.NDI의 최신 버전은 다양한 네트워크 특성을 제공하는 UDP, MultiTCP 및 신뢰할 수 있는 UDP(QUIC)를 포함한 다양한 전송 프로토콜을 도입했습니다.NDI HX는 낮은 데이터 레이트를 사용하여 대역폭이 제한된 접속에서 사용하기 쉬워집니다.

클라우드 기반 인프라에서 사용

NDI는 클라우드 기반 프로덕션 시스템에서도 사용되며, 압축된 비디오 및 유니캐스트 전송으로 AWS 및 Azure와 같은 클라우드 기반 서비스에 적합합니다.클라우드 환경에서 작동하는 경우 NDI Discovery 서비스는 클라우드 플랫폼에 공통적인 멀티캐스트 제한에 대한 솔루션을 제공합니다.NDI 5부터는 Bridge 툴을 사용하여 리모트로케이션을 오픈인터넷 또는 VPN 경유로 접속할 수 있습니다.NDI 브릿지에서는 로케이션 간의 전송 형식(H.264 또는 HEVC)으로 NDI-HX2를 선택할 수 있습니다.다른 모든 측면에서도 가능합니다.보존된 것(보존된 것, 알파, 집계 등

CPU 아키텍처 지원

NDI는 x86 아키텍처에서 실행할 때 SSSE3 명령 집합을 포함하는 CPU가 필요합니다.AMD는 2006년부터 대부분의 인텔 CPU 설계에 이 명령 세트가 탑재되어 있으며 2011년부터 지원이 추가되었습니다.요건은 아니지만 NDI는 Advanced Vector Extensions(AVX) 및 AVX2 명령 세트를 사용하여 성능을 향상시킵니다.

NDI는 32비트 또는 64비트 CPU 아키텍처에서 실행할 수 있지만 64비트를 사용하면 성능이 향상됩니다.

NDI 4.x 이전 버전에서는 ARM에 대한 지원이 제한되었으며 일반적으로 인코딩만 지원됩니다.NDI 5의 릴리스는 Neon 명령을 포함하는 ARM 기반 프로세서에서 인코딩 및 디코딩을 완전히 지원합니다.여기에는 Apple Silicon 프로세서가 포함됩니다.

NDI HX 디바이스는 통상 송신 전용으로 하드웨어 H.264 인코더 칩을 탑재한 자체 플랫폼을 기반으로 합니다.NDI HX 디바이스의 예로는 PTZ 카메라, NDI Connect Spark SDI to NDI HX 컨버터 박스 등이 있습니다.NDI 스트림 자체는 플랫폼 고유의 NDI HX 드라이버를 통해 스트림 소비 엔드에서 형성되며 원래 HX 소스 하드웨어 및 압축에 관계없이 NDI 소스를 소비하는 애플리케이션소프트웨어에 동일한 비압축 데이터를 제공합니다.NDI HX2는 H.264 또는 HEVC 압축을 지원하는 보다 순수한 구현으로 추가 NDI 기능을 사용할 수 있습니다.

NDI 4.0에서 NewTek는 멀티 TCP 전송 모드를 추가했다고 발표했습니다.이는 하드웨어 [34]액셀러레이션의 이점을 얻지 못하는 UDP와 달리 저사양 프로세서가 네트워크 부하를 처리하는 데 도움이 되는 실리콘의 하드웨어 TCP 액셀러레이션을 활용합니다.

NDI 사양에 대한 메타데이터 및 확장

NDI는 임의의 메타데이터를 XML 블록으로 지원하며 비디오 프레임과 오디오 프레임에 내장되어 스탠드아론의 메타데이터 프레임에도 대응합니다.이러한 메타데이터 블록의 내용은 3개의 패밀리를 형성합니다.

  1. NDI에서 보이지 않게 사용되는 내부 메타데이터입니다.이러한 메시지는 연결 및 Talley와 같은 몇 가지 기본 작업에 사용됩니다.일반적으로 NDI 클라이언트에는 표시되지 않습니다.
  2. 정의된 퍼블릭 메타데이터.이러한 메시지에는 NDI PTZ 프로토콜 등이 포함됩니다.NDI SDK의 일부로 NewTek에 의해 정의됩니다.
  3. 서드파티 메타데이터 스키마.이러한 메시지는 정의된 NDI 메타데이터와 동일한 방식으로 구현되지만 내용은 서드파티 설계에 기반합니다.

레퍼런스

  1. ^ Coalition, ProVideo (8 September 2015). "NewTek announces NDI, an open protocol for IP production workflow by Allan Tépper".
  2. ^ "NDI Encoding/Decoding". NewTek Knowledge Base.
  3. ^ "NDI Network Bandwidth". NewTek Knowledge Base.
  4. ^ "NewTek Announces NDI – Open Protocol for IP Production Workflow - Technical Standards". Content-technology.com.
  5. ^ "NewTek NDI SDK". Newtek.com.
  6. ^ "NDI® license agreement". new.tk. Retrieved 3 June 2020.
  7. ^ "Numerical Index of Smpte Standards, recommended Practices, Engineering Guidelines and Registered Disclosure Documents" (PDF). Smpte.org. Retrieved 2017-05-23.
  8. ^ "ASPEN Community - Home". aspen-community.com.
  9. ^ "Sony launches Networked Media Interface in collaboration with leading broadcast industry organisations : Press : United Kingdom : Sony Professional". Sony.co.uk. Archived from the original on 2017-03-22. Retrieved 2017-03-21.
  10. ^ "Cloud Digital Interface".
  11. ^ "SpeedHQ". wiki.multimedia.cx. Retrieved 2020-07-31.
  12. ^ "NMI Core - Nextera Video Inc". Nexteravideo.com.
  13. ^ "What are the Networked Media Open Specifications?". Nmos.tv.
  14. ^ "NewTek NDI SDK". NewTek.
  15. ^ "TICO Alliance - Technology". www.tico-alliance.org.
  16. ^ "SMPTE RDD 35 - TICO Lightweight Codec Used in IP Networked or in SDI Infrastructures - Engineering360". standards.globalspec.com.
  17. ^ "NewTek announces NDI, an open protocol for IP production workflow by Allan Tépper". Provideocoalition.com. 8 September 2015.
  18. ^ Kerschbaumer, Ken (September 19, 2016). "NewTek's IP Series Video-Production System Targets New Markets". Sports Video Group.
  19. ^ "NDI AirSend Updater-NewTek". pages.newtek.com.
  20. ^ Bridge, The Broadcast (18 April 2016). "StudioCoast vMix Adopts NewTek NDI Standard - The Broadcast Bridge - Connecting IT to Broadcast". Thebroadcastbridge.com.
  21. ^ "XSplit Broadcaster Adopts NewTek NDI for IP Production Workflow". Marketwired.com. 2016-04-12. Retrieved 2017-05-23.
  22. ^ "NewTek NDI® Version 3 Offers the Only End-to-End IP Video Solution for Product Manufacturers". NewTek.
  23. ^ "Make collaboration the heart of your live streams, podcasts, and videos with Skype for Content Creators". Skype Blogs. 6 April 2018.
  24. ^ Director, Ken Kerschbaumer, Editorial (5 September 2017). "EVS X-One Production System Takes Software-Based Tech to New Level". Sports Video Group.
  25. ^ "Avid Media Composer Integrates NewTek NDI®".
  26. ^ Baker, Chuck (December 6, 2017). "FFmpeg 3.4 Adds NDI I/O". NewTek.
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  28. ^ "Remove libndi_newtek". FFmpeg github repo. March 9, 2019.
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  30. ^ "NDI Tools NDI.tv".
  31. ^ "NVIDIA Broadcast Features Now Integrated Directly in Top Streaming Applications".
  32. ^ "NDI Tools NDI.tv".
  33. ^ Gatarski, Richard (9 May 2016). "Documentary: Stockholm Kista cross production using NDI over fiber". Weststreamu.se.
  34. ^ "NewTek's Andrew Cross Discusses Acquisition, NAB Show Plans". 3 April 2019.

외부 링크