SDVoE par excellence: AV over IP in der voestalpine Stahlwelt

Die „voestalpine Stahlwelt“ ist eine Ausstellung rund um Stahlerzeugung und -verarbeitung des österreichischen voestalpine-Konzerns. Angegliedert sind ein Kongresszentrum und mehrere Veranstaltungsräume. Im laufenden Betrieb wurde mit der Medien- und Signaltechnik auf SDVoE-Technologie von ZeeVee gewechselt.

(Bild: voestalpine)

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Inhalt dieser Case Study:

• Plug & Play
• Aus dem Musterraum in das gesamte Kongresszentrum
• Standardisierung für Veranstaltungen
• Einfach logisch
• Zukunftssicher skalierbar

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Direkt bei der Konzernzentrale am Standort Linz sind das Ausstellungsgebäude und das voestalpine Veranstaltungs­zentrum gelegen. Beide erstrecken sich über mehrere Gebäude und sind untereinander verbunden. Für Veran­staltungen können verschiedene Säle und Seminarräume oder auch das Panorama-Café „Stahlwelt Loft“ gemietet werden. Und so finden hier interne wie auch externe Ver­anstaltungen für bis zu 400 oder – im besonderen Format – auch bis zu 700 Personen statt. Das Betriebskonzept der „multifunktionalen Location“ ermöglicht dabei auch die Verwendung der Medientechnik, den Rückgriff auf ein sehr hochwertiges Catering, den Besuch des Stahlwerks oder der Ausstellung. Dies alles macht das Kongresszentrum zu einer attraktiven Event Location in Oberösterreich. In „normalen“ Jahren finden hier mehrere Hundert Veran­staltungen unterschiedlicher Größenordnung statt. Aber auch während der Pandemie ist die Auslastung unter den bestehenden Corona-Schutz­regeln aus Sicht des Betreibers sehr zufriedenstellend.

(Bild: voestalpine)

Hinter den Kulissen sind Markus Buchmayr und Oliver Gruber seit Jahren für die Me­dien- und Veranstaltungstech­nik in der gesamten Location zuständig. Sie haben den Blick auf die medientechnischen Bedürfnisse der firmeninternen Veranstalter sowie der vielen externen Dienstleister, die Events in den Räumlichkeiten planen und durchführen. Auch verfolgen sie beide die Trends, die sich naturgemäß ständig weiterentwickeln, so Markus Buchmayr: „Schon vor eini­gen Jahren mussten wir feststellen, dass wir angesichts der vielen Räume und ständig wachsenden AV-Anforde­rungen über kurz oder lang an Grenzen stoßen würden. Auch kamen vermehrt Anforderungen nach Streaming von Videosignalen hinzu. Daher suchten wir bereits ab 2019 nach ‚AV over IP‘-Alternativen zu klassischen Matrix-Switchern mit begrenzten Kapazitäten, hin zu beliebig skalierbaren Systemen. Unsere damalige Technik, basie­rend auf einem proprietären System (Crestron HDBT), war zu dem Zeitpunkt EOL (End of Life), und wir wollten auf jeden Fall weg von einer Insellösung, hin zu einem offe­nen Standard. Dabei stießen wir auf ein Whitepaper zu SDVoE und informierten uns in der Folge auf der ISE (Integrated Systems Europe) über diese vielversprechende Technologie. Wir wollten wissen, ob SDVoE für uns etwas Gescheites wäre.“

Die Spezifikationen von SDVoE, also Software Defined Video over Ethernet, zeigten den beiden die Möglichkeit auf, Videoquellen und -senken über das Netzwerk der Gebäude flexibel und restriktionsfrei zu verbinden. Auch überzeugte die Tatsache, dass die Hardware-Komponenten innerhalb des SDVoE-Standards unabhän­gig vom Hersteller voll kompatibel und interoperabel ein­satzfähig sind. Weiterhin sollten ausgewählte Encoder/Decoder-Komponenten des Bestandes noch für einige Zeit erhalten bleiben. Ferner war es wichtig, dass die Anbindung an das bestehende Dante-Audiosystem (Digital Audio Net­work Through Ethernet) problemlos zu erstellen sei. Nach intensivem Vergleich fiel die Entscheidung zugunsten der Video-Distributionstechnologie des US-amerikanischen Herstellers ZeeVee aus. Die ausschlag­gebenden Faktoren waren laut Mar­kus Buchmayr: „Mit SDVoE von Zee­Vee können wir unsere Videoquellen beliebig und schnell an all den ver­schiedenen Endpunkten über unser vorhandenes Netzwerk bereitstellen, und das bis 4k und latenzfrei.“

Neben unkomprimiertem 4k werden auch komprimiertes 4k (JPEG2000) und H.264 z. B. für IP-Streaming unter­stützt. Besonderes Augenmerk lag bei der Integration auf der Anbindung an das vorhandene Dante-Netzwerk: „Wir arbeiten mit dem Dante Domain Manager und haben beispielsweise bei Veranstaltungen im Bereich „First Floor“ über 100 Dante-Kanäle im Ein­satz, u. a. mit 40 Shure Mikros. Hier erfolgt auch die nahtlose Anbindung der ZeeVee-Decoder als Dante-Devices für das Audio-Routing zum gewünsch­ten Audioausspielweg.“ Auch die be­stehenden Encoder/Decoder ließen sich über die offene Struktur der ZeeVee Management-Plattform problemlos integrieren. Für Oliver Gruber stellte sich bei der Technologieentscheidung auch die Frage: „Wie sind Integration und Inbetriebnahme in unserem laufenden Event-Betrieb handhabbar? Zur Be­antwortung dieser Frage wurde zunächst ein Testaufbau mit bereitgestellter Hardware von ZeeVee realisiert. Denn die Inbetriebnahme der neuen Technik sollte parallel und ohne Unterbrechung des Betriebs im Konferenzzentrum erfolgen.

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Plug & Play

Aus der komfortablen Ausgangssituation heraus – mit einem durch­gängigen Glasfasernetz über alle einzubindenden Gebäude hinweg und mit leistungsfähigen Netzwerk-Switchen – konnte schnell ein Testaufbau ohne großen Aufwand realisiert werden. „Die Handha­bung über die ZyPer Management-Plattform ist denkbar einfach. Die ZeeVee Encoder und Decoder finden sich nach Anschluss an das Netzwerk automatisch. Auch SDVoE-Hardware anderer Hersteller wurde von der ZeeVee Zyper Management-Platform nahtlos integriert, und das war somit ein kaufentscheidendes Kriterium. Wir haben das ausführlich getestet und konnten mit diesen Erfahrungen zu dem Schluss kommen: Wir machen das mit ZeeVee.“ Für die Pro­jektumsetzung war es von großer Bedeutung, dass tatsächlich keine Unterbrechung des Veranstaltungsbetriebs notwendig sein würde. Auch war es für die Verantwortlichen der Medien- und Veranstaltungs­technik wichtig, dass für die Implementierung kein zu tiefes IT-Grund­wissen nötig sein würde, um die Integration erfolgreich durchführen zu können. Selbstverständlich besteht konzeptioneller und planerischer Support von IT-Beratern, um die gesamte IT-Infrastruktur professionell handhaben zu können.

Micha Leitner von Leitner Consult beschreibt die grundsätzliche IT-Struktur für das Kongresszentrum: „Alle Dienste werden in einem Netzwerk über verschiedene VLANs (Virtual Local Area Network, logisches Teilnetz) realisiert. Die Struktur ist in der Anwendung gut handhabbar. Der Kunde hat selbst die Kontrolle und kann ggf. schnell reagieren.“ Die VLANs erstrecken sich über mehrere Switche hinweg, die in einer Star Topology installiert wurden. Das ermöglicht bei Bedarf auch eine schnelle Kapazitätserhöhung im Netzwerk. Letztendlich geht es für die Handhabung vor Ort um die Bewertung der Bandbreiten, damit die Video-Datenströme ohne Engpässe ge­handhabt werden können. Die eingerichtete Struktur beinhaltet die leichte Skalierbarkeit, deren Wichtigkeit sich im Projektverlauf schnell zeigte: „Anfangs war noch nicht zu sehen, dass wir mehr als 100 Endpunkte im Netzwerk managen würden. Und dieser Verlauf gibt unserer Entscheidung recht, mit so einer offenen Technologie zu ar­beiten. So stehen wir zukunftssicher da und können weiter über alle Gebäude skalieren.“ Das heißt, dass anforderungsabhängig beliebig weitere ZeeVee-Encoder und -Decoder integriert werden können, ohne dass Limitationen durch die Anzahl entstehen, solange das Netzwerk ausreichend ausgelegt ist bzw. in Analogie einfach mitskaliert wird. Jan Arne Rosenstein, Managing Director von ZeeVee Europe, der das Projekt in Linz von Herstellerseite betreut hat, weiß von ZeeVee-Installationen mit über 1.000 Endpunkten, bestehend aus ZyPer-Encodern und -Decodern.

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Aus dem Musterraum in das gesamte Kongresszentrum

Zwischen der Entscheidung für die SDVoE-Technologie und der Fina­lisierung der Installation über alle Gebäude verging letztendlich ein Jahr, in dem alle Schritte eben im Hintergrund erfolgen mussten, so dass der ununterbrochene Betrieb jederzeit gewährleistet war. Mit einem Testlauf ist es bei der Umsetzung einer neuen AV-Distribution über ein gesamtes Konferenzzentrum natürlich nicht getan. Viele weitere Medienkomponenten mussten abgestimmt werden und ggf. verändert werden. So bestand beispielsweise die Notwenigkeit, die bestehende Crestron-Mediensteuerung der verschiede­nen Räume anzupassen. Jeder Veranstaltungs- und Kon­ferenzraum verfügt über einen installierten Touchscreen zur Steuerung der Medien und des Raumes selbst. Für die Steuerung der Signalwege musste die Zyper Management-Plattform als Vernetzungsinstanz für die Quellen/Encoder und Senken/Decoder in die Programmierung integriert werden.

Der Integrator XMedia mit Standorten in Linz und Wien ist für das Crestron-System im Konferenzzentrum zuständig und realisierte exemplarisch in einem Raum eine erneuerte Steuerung. Dieser Raum diente so­zusagen als „Projekt-Pilot“ für die auszutauschende Hard- und Software, bevor die Umsetzung auf alle Räume über­tragen wurde. Dazu Roland Klausriegler, Projektleiter Technik bei XMedia: „Die Touchscreens in den Räumen werden von den Anwendern ohne Fachkenntnis und in jedem Raum identisch genutzt. Sie sollen die Technik in­tuitiv bedienen und sich nicht an individuelle Gegeben­heiten in einem Raum anpassen müssen. Für die Einbin­dung der SDVoE-Quellen und das Routing auf die Senken haben wir im Hintergrund über die API-Schnittstelle gearbeitet und einfach die Sender mit den Empfängern ver­bunden, über SSH/Telnet-Commands mit einem Macro von Crestron. Eine bidirektionale Kommunikation war dabei nicht nötig. Die Devices werden mit eindeutig vergebe­nen Bezeichnungen angesprochen und nicht über ihre einzigartigen MAC-Adressen. Damit muss im Falle eines Geräteaustauschs nur die Bezeichnung auf ein Neugerät übertragen werden, ohne Umprogrammierung der Me­diensteuerung. Die Programmierung selbst wurde über einen Zeitraum von drei bis vier Wochen erstellt und in dem erstausgestatteten Raum ausgiebig getestet. Die Adaption von Video, Licht und Ton auf alle anderen Räume erfolgte dann mit einem geringen Aufwand von jeweils einem halben Tag pro Raum.“

Aus Gründen der Betriebssicherheit wurde die Zyper Managemant-Plattform redundant ausgelegt. Hierzu laufen zwei Rechnersysteme parallel mit eigenständigen IP-Adressen. Bei Ausfall eines Rechners übernimmt der zweite den Dienst nahtlos, ohne dass der Anwender das überhaupt mitbekommt. Gleichzeitig erfolgt eine Meldung per Mail an die Administration. Die Crestron-Mediensteu­erung ist modular in den verschiedenen Teilbereichen ver­baut. So können Probleme wegen des dezentralen Einsat­zes nicht auf das Gesamtsystem durchschlagen.

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Standardisierung für Veranstaltungen

Bei der Nutzung der Räume muss unterschieden werden: einerseits nach Standardszenarien, in denen Anwender mittels festinstallierten Crestron-Touchscreens die Medien und Raumsteuerung ohne technische Kenntnis bedienen, und anderseits nach Settings für größere Veranstaltungen mit individuellen medientechnischen Gegebenheiten. Wäh­rend die erstgenannte Nutzung sozusagen vollautomatisiert und effizient ohne technische Hilfestellung erfolgt, ist für umfangreichere Veranstaltungen ein erhöhter, individuel­ler medientechnischer Aufwand nötig. Und wegen der Häufigkeit dieses Veranstaltungstyps ist es nur folgerich­tig, dass Markus Buchmayr und Oliver Gruber Strukturen geschaffen haben, die ebenfalls eine möglichst effiziente und reibungslose Nutzung durch externe Dienstleister erlauben. Auch für diese Events ließen sich Standards definieren und Musterszenarien schaffen. Bei der Anzahl von insgesamt 14 Multifunktionsräumen- und Sälen sowie zeitweilig parallel stattfindender Kongresse und Events ist das schon aus logistischer Sicht nötig, angesichts begrenzter personeller Betreuungskapazitäten.

Erste grundsätzliche Voraussetzung zur effizienten Nut­zung der Signalwege im Konferenzzentrum ist das „AV over IP“-Netzwerk selbst, basierend auf SDVoE mit den ZeeVee ZyPer-Encodern/-Decodern. „Egal wo hier Einspeisepunkte genutzt werden, damit ist der Anschluss an jeden ande­ren Punkt gegeben, ohne dass zeitintensiv und temporär Kabel verlegt werden müssen“, so Markus Buchmayr. Bei den definierten Event-Nutzungsszenarien mit entsprechen­der Hardware sind zunächst die mobilen Bildmischer-Racks mit Newteck Tricaster-oder Analogway Ascender vorge­sehen. Sie verfügen derzeit über eine flexible Kombination aus fünf SDVoE Encoder/Decodern und zusätzlich 10 Gbit/s Ethernet-Anbindung für andere benötigte Netzwerkdienste wie Dante Audio, NDI, Art-Net, Internet und „Technik Extern“-Netzwerk. Sie verfügen über vier „Sender“ und einen „Receiver“.

Weiterhin stehen „mobile Racks“ für externe Technik­partner mit vier Sendern, zwei Empfängern und 10 Gbit/s Ethernet-Anbindung zur Verfügung, die gesondert gerou­tet werden können. Mit den sogenannten mobilen „MTP-Racks“ sind Einspeisungen besonders einfach handhabbar. Sämtliche mobile Racks verfügen über insgesamt nur zwei Anschlussstecker. Mehr ist inklusive des MTP-Glasfaser-Steckers nicht nötig. In den größeren Sälen wird das Rack dann über festinstallierte Einspeisepunkte, z. B. in Säulen, an Wänden oder in Bühnennähe angebunden. Die Racks verfügen über jeweils vier Sender, einen Receiver, über HDMI-Ein- und Ausgänge sowie über NDI-Anschlüsse (Network Device Interface) für Video-Übertragung und -Streaming.

So ist das Signalmanagement für externe Dienstleister, die ja meist ergänzend eigene Hardware mit einbringen, ebenfalls sehr einfach gehandhabt. Dazu erneut Oliver Gruber: „Unsere Dante Audio Infrastruktur kann physisch in ein eigenes ‚Technikfirmen VLAN‘ gespiegelt und extern nutzbar gemacht werden. Fremdfirmen können dann bei­spielsweise mit bis zu 128 freigegebenen Kanälen ange­bunden werden.“ Im Standardfall werden den externen Dienstleistern vordefinierte Routings angeboten. Selbst­verständlich sind Änderungen in den Routings der ZyPer Management-Plattform und innerhalb des Dante Domain Managers nur dem Betreiber, sprich Markus Buchmayr und Oliver Gruber vorbehalten: „Unsere Systeme sind ab­gesichert, so dass niemand etwas verändern kann. Eine Fehlersuche wäre viel zu zeitintensiv, die Materie wird ja ständig komplexer. Das Routing kann von Externen nicht zerschossen werden.“

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Einfach logisch

Wenn das IT-Netzwerk für Veranstaltungsbetrieb und AV-Distribution eine derart zentrale Rolle einnimmt, ist eine praxistaugliche Netzwerkstrukturierung mit verlässlichen Sicherheitsrichtlinien unabdingbar. Zusätzlich erwarten die Kunden, dass sie in den gemieteten Räumen einen ausreichend schnellen Internetzugang buchen können. All diese Anforderungen werden in der Ausstellung und den Multifunktionsräumen über die VLANs erfüllt. Mit gleich zehn unterschiedlichen „logischen Teilnetzen“ ist der Netzwerkbetrieb organisiert, erläutern die beiden Medien­techniker. „Die Kunden kön­nen sich für den Datenaus­tausch mit garantierten Bandbreiten einbuchen.“ Die Einteilung der VLANs umfasst je eines für das „primäre Dante-Audionetzwerk“ und ein zweites für ein „sekun­däres Dante-Audionetzwerk“. „Unsere Einteilung verhindert, dass externe Dienstleister auf Audiosignale von parallel lau­fenden Veranstaltungen zu­greifen oder diese „patchen“ können. Ein unerwünschtes Mithorchen ist somit unter­bunden.“ Selbstverständlich existiert für die AV-Distribution ebenfalls ein eigenes VLAN, über das alle SDVoE-Signale verteilt werden. Auch für das NDI steht ein eigenes VLAN zur Verfügung. Weitere eigenständige logische Teilnetze existieren für den hauseigenen Daten-Traffic oder auch für Art-Net, zur DMX-Lichtsteuerung. Natürlich steht für Besucher der Ausstellung auch ein öffentliches Gäste-WLAN zur Verfügung, dieses allerdings ohne Bandbreiten­garantie. Selbstverständlich sind alle Netzwerkdienste zur Datensicherheit verschlüsselt.

Der Netzwerkbetrieb basiert auf dem Einsatz von drei leistungsfähigen Netgear-Switchen. Die Gebäude wurden von Anfang an konsequent mit Glasfaser-Anbindungen ausgestattet. Das ermöglicht nicht nur die Datenübertra­gung über sehr große Distanzen, sondern auch über eine völlig problemlose Einbausituation, z. B. frei von differie­renden Strompotenzialen der Gebäude untereinander. Es kommen zwischen den Häusern keinerlei Kupferverbindun­gen bei den Datenleitungen zum Einsatz. Selbstredend, dass auch keinerlei Probleme durch elektromagnetische Einstreuungen auftreten können. Auch für die Verbindung von Switch zu SDVoE-Endpunkt wurde Glasfaser als zu­kunftssicheres Trägermedium gewählt. Einziger Nachteil ist, dass „wir kein PoE (Power over Ethernet) nutzen kön­nen, aber das mit der galvanischen Trennung ist für uns ganz wichtig“, so Markus Buchmayr.

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Zukunftssicher skalierbar

Vor der Umsetzung der AV-Distribution mittels SDVoE konnten sich die beiden Medientechniker 100 Endpunkte mit Encodern und Decodern kaum vorstellen. Nun, nachdem sie die Vorzüge des überaus variablen Systems selbst erproben und weiterentwickeln konnten, sehen sie sich in ihrem Vorgehen bestätigt. Völlig problemlos kann das SDVoE-Netzwerk für einen effizienteren Gesamtbetrieb erweitert werden. Grundlage dazu ist die quantitative Be­wertung des Netzwerks mit anschließender Bandbreiten­anpassung. „Unsere Netzwerkkonfiguration und die Band­breite sind das A und O, das ist nicht schwierig zu rechnen. Man muss da keine Wissenschaft draus machen, es ist halt Standardtechnik.“

Aktuell wird die Installation mit 100 Gbit Core Switchen redundant erweitert, die 96 Port 10 Gbit-Switche kommen als Edge Switche zum Einsatz. Zuvor wurde zur Bandbrei­tenverteilung eine Analyse erstellt, aus der die nächsten Erweiterungsschritte hervorgingen. „Wir wollten das so skalieren, dass keine Flaschenhälse entstehen, auch nicht bei zukünftigen 4k-Anwendungen. Und wir wollen die Anzahl der Endpunkte weiter ausbauen. Langfristig neh­men wir die Ausstellung mit dazu und rüsten weiter kon­sequent auf SDVoE um. Ferner wollen wir noch einige alte Anbindungen aus dem Bestand ersetzen und zukünftig auch unsere Analogway-Bildmischersparte erweitern. Und das alles wollen wir nahtlos integrieren, frei von Bandbreitenproblemen.“ Markus Buchmayr schaut auf die vorgesehenen Erweiterungen: Wenn wir unsere Pla­nung so hochrechnen, ist das ein absehbarer Umfang von Faktor 2.“

Und so ist es kein Zufall, dass zum Ende des vergangenen Jahres weitere 50 ZyPer4K-XS für den Einsatz in der Ausstellung und als Erweiterung zu den bisher verwendeten ZeeVee- und Purelink-Geräten installiert wurden. Zu­sätzlich wurden auch zwölf ZyPer4K-XR bestellt. Sie sind für den Event-Einsatz im großen Saal vorgesehen und dazu mit Neutrik/Switchcraft-Verbindungen ausgestattet. Diese neue Stufe der Er­weiterung wurde zum Jahreswechsel installiert. Seitdem sind in der voestal­pine-Installation insgesamt 172 End­punkte aktiv im Einsatz.

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