Nízkolatenční přenosy pro distanční spolupráci

Výsledkem výzkumu a vývoje firmy Cesnet je zařízení pro přenosy obrazu a zvuku přes počítačovou síť na velké vzdálenosti s mimořádně malým časovým zpožděním, umožňující distanční spolupráci v reálném čase v oblastech kriticky citlivých na zpoždění komunikace -obchodní značka zařízení je MVTP (Modular Video Transmission Platform). Hlavní oblastí využití je spolupráce v kultuře v mezinárodním měřítku. Přidané zpoždění vysílače a přijímače společně je v rozsahu 1-3 ms .

Zařízení umožňuje přinést nové možnosti spolupráce, vzdělávání, interpretace a prezentace v kultuře mezi umělci, učiteli a studenty a podpořit nové způsoby kulturní výměny na evropské úrovni.

Vzdálenosti v evropském měřítku představují v optických síťových kabelech zpoždění v rozsahu 10-20 ms. Zpoždění je dané rychlostí šíření světla v optických vláknech, typickými délkami koridorů s položenými kabely a nezbytným počtem směrovačů na trase. To je samo o sobě blízké kritické hranici pro souhru v hudbě. Možnosti snížení zpoždění na síti jsou velmi omezené.

Vznikla proto myšlenka vytvořit nový typ zařízení pro přenosy obrazu a zvuku, které by dokázalo zpracovat a přenést zvuk i obraz včetně komprese a dekomprese s přidaným zpožděním v řádu nižších jednotek milisekund. Takové zařízení nebylo k dispozici na mezinárodním trhu.

Vyvinuté zařízení tento požadavek splňuje. Kvalita obrazu navíc překračuje standard HDTV produkce. Podle varianty je obraz přenášen v rozlišení HD nebo 4K s kompresí typu TICO nebo JPEG XS. Přenos je vždy obousměrný. Jde o samostatné zařízení, bez PC a software a je tak jednoduše použitelné i pracovníky mimo oblast IT. Zařízení je založené na programovatelném hradlovém poli (Field Programmable Gate Array – FPGA) a využívá unikátní řešení přijímače s nízkou latencí, tvořeného obvodovým zapojením na desce plošných spojů a číslicovým návrhem v jazyce VHDL. Oproti PC a software má zařízení vysokou energetickou účinnost a umožňuje trvalý provoz při plné zátěži při pasivním chlazení, je proto zcela tiché a vhodné i pro koncertní síně a nahrávací studia.

Výsledek umožňuje zásadně novou formu spolupráce a kulturní výměny, šetří čas a cestovní náklady. Příkladem jsou propojení cenných a historických nástrojů nebo například varhan, které není možné přemísťovat a přesto je možná spolupráce hudebníků a pedagogů s jejich využitím.

Některé hudební akademie jsou známé svými odbornými znalostmi v určitých oblastech. Komunikace mezi hudebníky napříč Evropou je proto významná pro sdílení různých názorů a obohacování zkušeností. Jde o součást evropského nehmotného kulturního dědictví. Otevírá se široký prostor nových možností. Například, plánují se přijímací zkoušky pro studenty na dálku, které mohou zvýšit kvalitu programu Erasmus realističtějšími živými zkouškami ve srovnání se záznamy a zároveň ušetřit cestování uchazečů na velké vzdálenosti.

Nízkolatenční přenosy byly již využity i např. pro distanční vyšetření hlasu specialistou, přenosy lékařských operací s možností komunikace s chirurgem nebo pro distanční spolupráci s využitím sdílených 3D modelů.

Zařízení je v současné době jediným výrobkem umožňujícím přenosy zvuku a obrazu přes rozlehlou počítačovou síť s přidaným zpožděním v řádu jednotek milisekund. Žádný obdobný výrobek není na mezinárodním trhu k dispozici.

Celá výroba zařízení probíhá v České republice. Jednotlivé součástky a komponenty s nízkou přidanou hodnotou jsou pořizovány od dodavatelů z vyspělých zemí EU a mimo EU. Převážná většina přidané hodnoty a kompletní výrobek jsou následně vytvořeny v České republice. Výsledný výrobek je následně prodáván zpět zákazníkům ve vyspělých zemích EU.