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1 2015

2 STRATEGIE TECNOLOGICHE Strategie Tecnologiche Centro Ricerche e Innovazione Tecnologica Coordinamento Tecnologico Pianificazione Tecnologie Qualità Tecnica Studio e Ricerca Rai Strategie Tecnologiche - Edizione 2015

3 Indice Prefazione 4 Sicurezza dei servizi Rai Progetto Continuità del servizio e Disaster recovery 6 Nuovo Contratto Rai-RaiWay 7 Test di laboratorio e sul campo del sistema di analisi SFN-Scope 8 Preparazione WRC 2015 UIT 9 Servizi radiofonici FM 10 Sistema di collegamenti intra Gruppo 11 Ottimizzazione del collegamento tra mezzi di ripresa aerei e regia mobile 12 Rai World, distribuzione globale dei segnali 13 Digitalizzazione dei sistemi e dei servizi Convergenza tecnologica sistemi di produzione news 14 Nuovi standard di codifica video 15 Standard MPEG 2.1 per gestione diritti 16 Teche Digitali DigiMaster 17 IBC: Trend digitali per produzione 18 Catena produttiva UltraHD 4K 19 La Rete DAB+ 21 Centro di calcolo per la simulazione dei servizi tv e radio 22 Microfono VMS 23 Zainetto per collegamento satellitare 25 Riprese in diretta con sistemi aerei 26 Newsbook/RAI Active News 27 Media Clouds 28 Ricerca e applicazioni sulla Stereoscopia 29 App OrienteRAI 30 Cluster Tecnologici 31

4 Rai Media Company Trend Tecnologici da IBC mercato consumer 32 Fruizione di contenuti UltraHD 4K e 3D 33 Capitolato tecnico UltraHD 4K 34 Sperimentazione sull Ultra HD 4K: High Dynamic Range e High Frame Rate 35 Task Force Interattività 36 Multiscreen 37 Connected TV 39 Distribuzione di contenuti multimediali OTT (Over-the-Top) 41 Progetto Energia 42 Nuove tecnologie per la Pubblica Amministrazione 43 Social Media: seconda vita per programmi tv 44 Progetto Stretch TV: la TV adatta ai propri tempi 45 Progetto HEAD per la riabilitazione a distanza 46 MPEG UD: la descrizione dell utente 47 Bridget: dall ipertesto all ipervideo 48 Descrittori compatti per la ricerca visuale 49 Web Rich Radio e Hybrid Content 50 Identificazione e tracciamento di oggetti durante le riprese video 52 Produzione transmediale: Le storie di Gipo 53 Trasporto satellitare di servizi LTE verso siti remoti (Progetto ESA CoSat) 54 DVB-S2X: l estensione del DVB-S2 per il futuro delle comunicazioni satellitari 55 DVB-T2 lite: test in Valle d Aosta 56 Accordi per l innovazione tecnologica 57 Qualità tecnica Controllo Qualità Audio-Video Digitale 58 Evoluzione sistema EVA 59 Maintenance 60 Qualità broadcasting: No White Spaces 61 Collaborazioni tecniche 62 Le parole dell innovazione 64 Contatti 67

5 Prefazione Con questa Edizione 2015, per la sesta volta presentiamo in un Annuario le realizzazioni dei progetti e delle iniziative più innovative sviluppate dalla Direzione Strategie Tecnologiche Rai con il Centro Ricerche e Innovazione Tecnologica di Torino. La continua evoluzione della tecnologia modifica con incredibile velocità i nostri modi di vivere e le modalità di fruizione di contenuti media e audiovisivi. Lo scenario che abbiamo davanti è quello dell internet delle cose, con le molteplici applicazioni che vanno dalla domotica alle tecnologie indossabili come l Apple watch fino alle smart cities, con tecnologie connesse che attribuiscono a ciascuno di noi - ed agli oggetti che ci circondano - un identità digitale. È lo sviluppo esponenziale dei big data, alimentato dall uso intensivo di tecniche di calcolo e algoritmi sempre più complessi, applicati a volumi crescenti di dati. È il pianeta connesso, nel quale si realizza la continuità tra spazio fisico e spazio digitale, la nuova dimensione digitale della nostra esistenza. Il settore dei media digitali si muove in questo mondo iperconnesso con clienti sempre collegati ai diversi dispositivi. Questa trasformazione rende necessario il passaggio del Servizio Pubblico Rai, da broadcaster tradizionale a Media Company Digitale: dallo sviluppo, alla creazione e alla condivisione di prodotti nativi IP, sia in termini di formati e metadati e sia in termini di contenuto e modalità di fruizione personalizzati per ciascun cliente. Occorrerà un cambio anche nei paradigmi produttivi, con la creazione di contenuti specializzati per ciascuna piattaforma di fruizione e con l inserimento dei metadati necessari per la gestione dei diritti e per la conservazione in archivio: metadati inseriti già dalle prime fasi di produzione. Diventano sempre più forti anche gli stimoli offerti dalla competizione sul mercato globale implicito nel mondo IP. Il 2015 potrebbe essere l anno dello sbarco in Italia di Netflix, che continua a crescere e ad investire massicciamente anche in produzioni (secondo un recente rapporto della società Janney Montgomery Scott, la piattaforma di video streaming arriverà a spendere fino a 5 miliardi di dollari nel 2016 per la produzione di film e serie tv). Anche sul fronte della qualità tecnica la competizione si fa sempre più agguerrita. L aspettativa del cliente è basata ormai sulla qualità HD e si orienta verso l UHD 4K: le grandi catene di distribuzione offrono ricevitori Tv con questo standard ed i Broadcaster hanno pianificato riprese in UHD 4k per i prossimi grandi eventi sportivi (ad es. Olimpiadi e Campionati mondiali di calcio). Sulla piattaforma digitale terrestre e sulla piattaforma satellitare sono sempre più numerosi i canali in HD (in Italia ben 10 canali HD sul terrestre e 63 su satellite, tra free e pay). Inoltre sulla piattaforma IP, a livello internazionale, l offerta (ad es. Netflix) prevede già anche contenuti in UHD 4K con audio di alta qualità in standard 5.1. Le sfide del Mercato e del Servizio Pubblico. In questo scenario, quale potrà essere il futuro della televisione? La visione europea è delineata chiaramente nel Rapporto che si sta preparando in ambito DVB. (I) La televisione lineare in modalità broadcast rimarrà centrale nel consumo dei media, con l Alta Definizione che diventerà la norma. La tv condividerà il tempo del cliente con i servizi video-on-demand in forte crescita, accessibili attraverso le reti fisse a banda larga, in una proporzione di 3:1 (II) Il Digitale Terrestre rimarrà centrale tenendo il passo delle altre piattaforme rispetto all evoluzione dei servizi in termini di qualità video ed interattività; i broadcaster tenderanno a diventare sempre più multi-piattaforma. (III) Il Video-on-demand (VoD) si svilupperà principalmente come servizio Over-the-top (OTT) sulle reti IP a larga banda con qualità video HD e UHD-4k e interattività. I servizi VoD saranno fruibili attraverso la rete domestica, connessa con le reti esterne tramite il classico doppino in rame (ADSL/xDSL) oppure le reti in Fibra Ottica. (IV) La piattaforma Digitale Terrestre diventerà OTT-friendly con la diffusione di Smart- TV con accesso semplice e immediato ai servizi interattivi, multi-screen, social-media e con la possibilità di tracciare le preferenze dell utente e cooperare con le reti Mobili per supportare l Internet delle cose scaricando software e contenuti richiesti a milioni di terminali intelligenti. La televisione terrestre si troverà però a competere con i servizi mobili propriamente telefonici in termini di risorsa frequenziale assegnata: infatti negli ultimi anni si è assistito a un trend globale di riallocazione delle frequenze tradizionalmente utilizzate per il broadcasting televisivo ai servizi mobili. Già dal 2012 l ITU ha allocato la banda degli 800 MHz ai servizi mobili (primo dividend ) e dal 2022 anche la banda dei 700MHz potrebbe seguire un iter simile. In linea con il Rapporto Pascal Lamy dell High Level Group EU, la conseguente riorganizzazione delle frequenze broadcast (banda VHF e UHF 500 e 600 MHz) dovrebbe avvenire in Italia non prima del **** Quattro progetti chiave. In questo Annuario 2015 i progetti che la Direzione Strategie Tecnologiche Rai sta conducendo con il Centro Ricerche sono presentati secondo quattro importanti filoni, in linea con i layer del Piano Industriale Tecnico dell Azienda: la trasformazione della Rai in Media Company, la digitalizzazione dei sistemi, la messa in sicurezza dei servizi esistenti, il controllo della qualità tecnica in ottica end to end. Oltre alle prevalenti attività di innovazione, di presidio della qualità tecnica, di gestione dell asset frequenziale Rai, dello sviluppo del business tecnologico, è sta- 4

6 ta avviata dalla Direzione l implementazione di quattro progetti chiave. Il progetto Ultra HD 4K, porterà all evoluzione dell intera filiera produttiva, trasmissiva e diffusiva della Rai. In quest ambito, con l obiettivo di continuare ad innalzare la qualità tecnica del prodotto, anche quest anno Strategie Tecnologiche ha sperimentato la produzione di contenuti in altissima definizione 4K ed in 3D realizzando, ad esempio, con la regista Lina Wertmuller il filmato 4k Roma Napoli, Venezia in un crescendo rossiniano, recentemente insignito con l Eutelsat Award e che è stato utilizzato dalla Rai per rappresentare il proprio grado di innovazione tecnologica all ultima Assemblea Generale dell EBU tenutasi a Napoli. Il progetto per lo sviluppo della Rete DAB+ consentirà di affiancare l attuale servizio radiofonico in modulazione di frequenza FM con una nuova rete digitale in tecnologia DAB+, con qualità audio elevatissima senza soluzione di continuità (servizio anche nelle gallerie) ed apertura alla multimedialità della Rich Radio. La nuova rete si svilupperà, a partire dagli attuali impianti, inizialmente lungo la grande T autostradale, l asse viario che attraversa da ovest a est la Pianura Padana e che congiunge il Nord Italia con il Centro Sud lungo l autostrada A1. Per questo progetto, Strategie Tecnologiche, nell ambito delle proprie competenze sulle frequenze, ha ottenuto dal Ministero per lo Sviluppo Economico l autorizzazione per l attivazione su tutto il territorio nazionale del blocco 12B della banda VHF-III e, ove necessario per limiti di coordinamento internazionale, anche del blocco 12D. Il progetto Task force interattività. In linea con la strategia di evoluzione aziendale verso la Media Company, i prodotti creati potranno essere trasferiti alle piattaforme di fruizione dell utente acquisendo il formato e gli standard tecnologici tipici di ciascuna piattaforma. Ciò comporterà un ingente sviluppo dell interattività e Strategie Tecnologiche sta lavorando in tal senso anche in una specifica Task force interdirezionale. La Task force Interattività, istituita per integrare, l azione delle varie strutture tecniche, editoriali, produttive e commerciali coinvolte nello sviluppo di progetti crossmediali, ha l obiettivo della sperimentazione tecnologica di servizi interattivi da applicare a programmi Rai anche in modalità multiscreen. Nella Task force Interattività operano con Strategie Tecnologiche ed il Centro Ricerche, la Direzione ICT, il Centro Produzione TV di Torino, la Società Rai Com ed il Politecnico di Torino. Rispetto all evoluzione degli standard per l interattività televisiva, gli operatori italiani hanno deciso di effettuare, a partire dal 2016, una migrazione della attuale piattaforma interattiva MHP verso lo standard HbbTV versione 2.0 (di recente pubblicazione) che supporterà il linguaggio IP HTML5, ormai universale per lo sviluppo di applicazioni su Web, tablet e smartphone. Con il progetto Disaster Recovery, si attiverà una piattaforma tecnologica e le opportune misure logistiche in grado di fronteggiare eventuali gravi emergenze ed assicurare continuità nella erogazione dei servizi agli utenti. Ciò può inquadrarsi nell ambito della più ampia attenzione alla Qualità Tecnica dei propri servizi che ha sempre rappresentato per il Servizio Pubblico un fattore distintivo. Strategie Tecnologiche si occupa di Qualità Tecnica come parte essenziale della propria mission aziendale con il monitoraggio tecnologico (sia a livello di prodotto che di piattaforma), il benchmarking tecnologico, il rilevamento e la gestione dei disservizi (sistema EVA), il monitoraggio delle norme generali tecniche di esercizio. In ottica più ampia, inoltre, l attenzione alla qualità tecnica per noi rappresenta un fattore determinante della Corporate reputation aziendale e, in visione sistemica, implica la collaborazione con tutte le Strutture tecniche preposte alla produzione, archiviazione e distribuzione di contenuti e servizi. **** Un network di alleanze e collaborazioni. Strategie Tecnologiche ha sempre ricercato e favorito la creazione di un network di alleanze e collaborazioni tecnologiche. Infatti la dimensione universale del mercato implica che nessuna grande Azienda possa applicare linee di sviluppo senza un insieme di relazioni con il contesto tecnologico locale, nazionale ed internazionale e senza una rete di Accordi con il mondo dell industria. A tal fine citiamo gli accordi di Strategie Tecnologiche con grandi imprese anche multinazionali - quali Eutelsat, Telecom Italia e T.I. Lab, Almaviva, con Enti quali ad esempio le Regioni, con Università quali il Politecnico di Torino, la Cattolica di Milano, la Sapienza di Roma. Con il Centro Italiano di Studi Superiori per la Formazione e l Aggiornamento in Giornalismo Radiotelevisivo di Perugia abbiamo collaborato per lo sviluppo di specifiche applicazioni multimediali ed abbiamo ricevuto un supporto nella redazione di questa rivista. Inoltre abbiamo consolidato le collaborazioni con altri importanti broadcaster, come BBC, NHK e Radio Vaticana, le partecipazioni agli Organismi di standardizzazione e regolamentazione (ad esempio: ITU, EBU, HD Forum, DVB, CEI: Comitato Elettrotecnico Italiano). I molteplici accordi sviluppati hanno pertanto lo scopo di creare una rete di progettazione, un net-thinking con il sistema delle Aziende, Università e Centri di Ricerca che abbatta le barriere tecnologiche per la fornitura di servizi innovativi al cittadino ed alle imprese, favorendo lo sviluppo di Start up. Da lungo tempo vediamo nell innovazione il principale motore dello sviluppo delle Aziende e nella capacità di fare innovazione la più grande risorsa a disposizione del Paese per rimettere in moto la macchina industriale e lasciare alle spalle la grave crisi economica degli scorsi anni. Da sempre siamo convinti che le tecnologie innovative della Rai possano giocare un importante ruolo nel favorire la diffusione della cultura digitale, nel motivare le fasce di cittadini meno esperti all uso di sistemi informatizzati, nel valorizzare l economia del territorio, ad esempio in termini di promozione turistica, culturale ed infrastrutturale. In questo senso il ringraziamento va a ciascun collega, gli ingegneri, i tecnici, gli impiegati della Direzione Strategie Tecnologiche con il Centro Ricerche che condividono quest approccio innovativo: insieme in un sistema di collaborazione, con una nuova cultura orientata all innovazione e pronta ad affrontare gli obiettivi sfidanti del mercato e del Servizio Pubblico. 5

7 Sicurezza dei servizi Rai Progetto Continuità del servizio e Disaster recovery Il costante miglioramento del servizio agli abbonati ed alla universalità della popolazione ha sempre costituito un tratto distintivo dell offerta Rai e dell evoluzione dell infrastruttura tecnica di supporto. Il servizio pubblico, anche in termini di servizio per la sicurezza e protezione nazionale, deve poter essere erogato anche in situazioni molto particolari, quali emergenze o disastri. Si tratta del tema del Disaster Recovery, ovvero del recupero, in tempi certi e secondo il rispetto di precise regole e procedure, di un servizio che ha subito danni a seguito di cause imprevedibili. La digitalizzazione della infrastruttura tecnica di produzione dei contenuti audiovisivi di Rai ed il passaggio alla loro gestione sotto forma di file, richiedono un continuo aggiornamento del piano per la gestione degli eventi imprevedibili. Diversamente dal passato, la massiccia presenza di infrastrutture IT impone anche l adozione di nuove procedure espressamente volte alla salvaguardia dei dati, soprattutto quando a questi corrispondano i contenuti audio e video, ovvero l essenza stessa della missione di Rai. Per questi motivi, nell ambito del nuovo piano industriale tecnico del 2015 volto a rafforzare le strutture tecniche a supporto della digitalizzazione per abilitare il passaggio di Rai da broadcaster tradizionale a Media Company, è stato affidato dal CTO alla Direzione Strategie Tecnologiche il delicatissimo compito di disegnare un Disaster Recovery Plan per le infrastrutture tecniche dell Azienda più importanti e particolarmente critiche. In un tessuto tecnologico aziendale molto complesso, dove gli asset tecnici critici delle singole Direzioni e Strutture sono fortemente interdipendenti, è infatti imprescindibile un forte coordinamento interdirezionale per garantire l efficacia del Piano, che coinvolge asset industriali gestiti dalle Direzioni ICT, Produzione TV, Radio, Web, Servizi Generali e dalla consociata RaiWay. Il disegno di questa iniziativa partirà con una proposta di identificazione dei servizi Mission Critical - con inclusione delle nuove infrastrutture IT i quali, una volta approvati come tali dai vertici aziendali, potranno subire adeguamenti e potenziamenti infrastrutturali, laddove necessari. Agli interventi sarà immediatamente affiancato la redazione di regole, di procedure operative e di norme di comportamento da adottare per ogni singola tipologia di evento (terrorismo, alluvioni, incendi, terremoti, etc). Il piano interesserà inizialmente i nodi nevralgici delle infrastrutture tecniche di Rai, e potrà essere successivamente esteso a tutte gli altri asset aziendali importanti per i servizi mission critical, garantendo per ognuno di essi un tempo di ripristino atteso a seconda dell evento e dell importanza dell impianto. 6

8 Sicurezza dei servizi Rai Nuovo Contratto Rai-RaiWay Le principali motivazioni che hanno portato alla rinegoziazione dei termini del Contratto di Servizio e alla sottoscrizione del Nuovo Contratto di Servizio in anticipo rispetto alla naturale scadenza dell accordo vigente risiedono nell esigenza, da un lato, di rinnovare il portafoglio dei servizi offerti da Rai Way a Rai, adeguandolo a un panorama tecnologico radicalmente mutato, e, dall altro lato, di ridisegnare il sistema dei corrispettivi parametrandolo alla quantità e qualità dei servizi, al fine di valorizzare il ruolo e le competenze dell Emittente e gli sforzi profusi da quest ultimo in termini di investimento. Il Nuovo Contratto di Servizio presenta un ambito oggettivo ampliato e valorizzato alla luce della considerevole evoluzione tecnico/organizzativa intervenuta successivamente alla firma del Contratto di Servizio e, per l effetto, delle mutate esigenze della Capogruppo e dei criteri di erogazione del Servizio Pubblico. A titolo meramente esemplificativo basti pensare che, nel 2000, non era affatto previsto che il servizio di diffusione analogica televisiva terrestre fosse destinato a essere integralmente sostituito dal nuovo servizio di diffusione digitale terrestre. Con riguardo al profilo economico, la sottoscrizione del Nuovo Contratto di Servizio ha rappresentato quello che Rai Way ritiene un importante traguardo in termini di riconoscimento della qualità delle prestazioni e della propria leadership nella fornitura di servizi chiavi in mano, nuovi servizi e servizi evolutivi. Ai sensi del Nuovo Contratto di Servizio, Rai Way offre a Rai un servizio chiavi in mano, da fornirsi senza soluzione di continuità e comprendente complessivamente tutti i servizi, relativi e/o connessi allo sviluppo delle Reti di Comunicazione Elettronica e di telecomunicazione in generale e/o degli standard e delle tecnologie trasmissivi ad oggi esistenti, conosciuti e/o prevedibili, che siano necessari e/o utili per garantire la regolare trasmissione e diffusione, in Italia e all estero, dei segnali radiofonici e televisivi di Rai. In aggiunta a quanto precede, è riconosciuto alla Rai Way un diritto di prima negoziazione in relazione a ulteriori prestazioni, denominate nuovi servizi, non contemplate nel Nuovo Contratto di Servizio e relative a Servizi connessi allo sviluppo di nuove reti di comunicazione elettronica o di telecomunicazioni e/o di nuove tecnologie e standard trasmissivi non conosciuti, né previsti o prevedibili alla data del Nuovo Contratto di Servizio (a titolo esemplificativo, servizi di gestione; consulenza; progettazione; pianificazione; assistenza), nonché servizi di carattere tecnologico, non previsti o prevedibili alla stessa data, ma che diventino comunque necessari ai fini dell esecuzione del servizio chiavi in mano. Il nuovo Contratto di Servizio prevede, altresì, la possibilità di attivare a richiesta ulteriori servizi definiti evolutivi, vale a dire servizi relativi o connessi allo sviluppo di nuove reti di comunicazione elettronica e di telecomunicazioni ovvero di nuove tecnologie e standard trasmissivi prevedibili alla data di sottoscrizione ma non espressamente ricompresi nel Nuovo Contratto di Servizio, ma comunque necessari o utili per garantire l assolvimento dei compiti di Servizio Pubblico, la regolare effettuazione delle attività di carattere tecnologico facenti capo a Rai. Ai fini della gestione del Nuovo Contratto di Servizio, sono istituiti gli organi descritti di seguito. Comitato Operativo: composto da quattro membri, denominati operating managers, di cui due designati da Rai Way e due designati da Rai, è l organo cui spetta la gestione generale delle tematiche relative al Nuovo Contratto di Servizio. Tra i suoi compiti rientrano, a titolo non esaustivo, il monitoraggio, la gestione e l aggiornamento dei processi e modalità di fornitura dei Servizi; la condivisione e pianificazione dei fabbisogni di Rai in ordine alla fornitura dei Servizi; la segnalazione al Comitato di Gestione (descritto di seguito) di variazioni significative e/o sviluppo relativi ai Servizi; la definizione di proposte di modifica dei livelli di servizio previsti; la verifica periodica di eventuali sopravvenute esigenze di Rai che rendano necessarie modifiche, in tutto o in parte, dei Servizi; l analisi finalizzata ad eventuali revisioni/ adeguamenti del corrispettivo previsto. Comitato di Gestione: composto da quattro membri diversi dagli operating managers, di cui due designati da Rai Way e due designati da Rai, ha il compito di discutere e risolvere situazioni di stallo o controversie che non siano state già risolte in seno al Comitato Operativo e previa richiesta di almeno due membri di quest ultimo organo. Il Comitato di gestione ha, altresì, il compito di procedere a modifiche o adeguamenti dei Servizi e/o del corrispettivo, fatte salve le necessarie approvazioni da parte dei competenti procuratori delle parti, ai sensi di legge, dei rispettivi statuti e delle rispettive disposizioni organizzative interne. Il Comitato di Gestione è validamente costituito con la presenza di almeno tre dei suoi membri e delibera all unanimità dei presenti. Alla Data del Prospetto, compongono il Comitato di Gestione: Aldo Mancino e Adalberto Pellegrino, designati dalla Rai Way; Valerio Zingarelli e Giuseppe Pasciucco, designati da Rai. Collegio degli arbitratori: incaricato di comporre le controversie o di risolvere le situazioni di stallo afferenti alle deliberazioni del Comitato di gestione, è composto da tre membri, esperti del settore della trasmissione e diffusione circolare di programmi radiotelevisivi. 7

9 Sicurezza dei servizi Rai Test di laboratorio e su campo del sistema di analisi SFN-Scope Ideato e brevettato da Rai-CRIT, l algoritmo SFN-Scope permette di analizzare il segnale DVB-T SFN ricevuto in area di servizio, ed identificare le componenti individuali dei segnali emessi da tutti i trasmettitori in servizio sull area, con i rispettivi livelli e ritardi relativi. SFN-Scope permette dunque di semplificare il controllo della qualità del segnale operato dalle squadre RaiWay, ed ottenere riscontri oggettivi alle misure di livello/ritardo che fino ad oggi erano ottenibili solo in modo aggregato con gli strumenti ordinari. Presso i laboratori del CRIT sono state realizzate due versioni del dimostratore SFN-Scope. Una prima versione, di tipo High-end, utilizza un analizzatore di segnali vettoriali Agilent/Keysight MXA come front-end RF. Tale strumento esplica le funzioni di sintonizzatore e demodulatore professionale OFDM e rende disponibili i vettori del segnale complesso di banda base e la risposta all impulso globale. I vettori vengono quindi acquisiti e processati dall algoritmo SFN-Scope su un personal computer. L operatore ha a disposizione un database di trasmettitori, fornito da RaiWay con il quale compilare la matrice di ricerca: SFN-Scope calcola le risposte all impulso individuali relative ai singoli trasmettitori, e i relativi livelli, presentandoli in modo grafico. È stata inoltre sviluppata una seconda versione, più economica, del dimostratore SFN-Scope basata sull hardware USRP della National Instruments, commercializzato per applicazioni Software Defined Radio. La demodulazione OFDM in questo caso viene eseguita totalmente a bordo del PC, insieme all algoritmo SFN-Scope, che mantiene tutte le funzionalità della versione high-end. Il sistema è stato oggetto di test di laboratorio con segnali SFN sintetici e con modulatori DVB-T combinati: tutti i parametri in gioco erano controllabili, ed è stato possibile valutare prestazioni e limiti del sistema di misura. In particolare, ritardi (postcursori e precursori), livelli reciproci, offset di frequenza e ovviamente i Cell-id hanno potuto essere variati in modo da esplorare varie configurazioni di ricezione SFN. I test hanno dimostrato che il sistema è in grado di stimare correttamente ed efficacemente le risposte all impulso individuali di tutti i trasmettitori che partecipano alla SFN inclusi nella matrice, che siano ricevuti ad un livello al di sotto della soglia di detezione (circa -45dB). Il sistema è efficace anche in presenza di ritardi fino al doppio dell intervallo di guardia. Questo risultato è di ulteriore interesse per le applicazioni di controllo della qualità del segnale in area. Sono stati quindi eseguiti test con il segnale ricevuto in area nella zona di Torino sud (Rai-CRIT) e di Monza (Centro di Controllo RaiWay) che hanno confermato i risultati di laboratorio. Nel caso di Torino, sette degli otto trasmettitori ricevibili sono stati correttamente estratti ed identificati; per l ottavo non è stato possibile in quanto ricevuto ad un livello al di sotto della soglia di detezione. Nel caso di Monza, tre dei quattro trasmettitori in servizio sono stati correttamente estratti ed identificati; il quarto risultava sotto soglia. SFN-Scope, ideato e sviluppato in Rai-CRIT, ha dimostrato di essere efficace per l analisi avanzata del segnale DVB-T SFN. Il prototipo sviluppato, che ha permesso di valutarne le prestazioni e i limiti, costituisce un reference design per possibili implementazioni all interno di strumenti e sistemi di misura e monitoraggio. Un articolo su questa attività è stato presentato alla Technical Conference IBC2014 ad Amsterdam, nell ambito dei contributi DVB. 8

10 Sicurezza dei servizi Rai Preparazione WRC 2015 UIT Lo scorso settembre Pascal Lamy, chairman dell High Level Group (HLG) sulle frequenze istituito dal commissario europeo per l Agenda Digitale, Neelie Kroes, ha presentato il Report che indica le linee guida per l uso futuro della (residua) banda UHF ( MHz) oggi impiegata per la Televisione, dopo l avvenuto rilascio della banda 800 MHz. L HLG ha riunito 19 rappresentanti del mondo Broadcast e Telco. La Direzione Strategie Tecnologiche della RAI ha fornito continui ed importanti contributi attraverso il gruppo EBU appositamente istituito (di cui fa parte il Dr. G. Fatale). In sintesi, nel Report sono evidenziati tre tappe: La Banda 700 MHz (frequenze MHz, oggi usate per la Televisione e per i microfoni wireless) dovrà essere dedicata alla banda larga mobile in tutta Europa entro il 2020, con una tolleranza di due anni (pertanto in un periodo compreso tra il 2018 e il 2022); Le Bande 500 e 600 MHz (frequenze MHz- ultime risorse della banda UHF disponibili per la televisione terrestre) dovranno essere preservate per la trasmissione radiotelevisiva su digitale terrestre almeno fino al 2030; Entro la fine del 2025 dovrà essere valutata, alla luce della evoluzione delle tecnologie e del mercato, la verifica della scadenza del La EBU, in risposta al Report di Lamy, ha evidenziato con una press release: Soddisfazione per la preservazione delle Bande 500 e 600 MHz per la televisione fino al 2030; Preoccupazione per il rilascio in tempi ravvicinati della banda 700 MHz da parte dei broadcaster ( ); La necessità di una compensazione economica per gli investimenti che i broadcaster dovranno effettuare per l adeguamento alla nuova tecnologia (DVB-T di seconda generazione con algoritmo di compressione HEVC High Efficency Video Coding) e per il refarming della banda 700 MHz; Rischio che non vi sia sufficiente tempo per l utenza televisiva (oltre che per i broadcaster) di adeguare i propri ricevitori alle nuove tecnologie. Deve essere però evidenziato che le decisioni vincolanti verranno assunte nella prossima Conferenza Mondiale delle Radiocomunicazioni Ginevra 2015 organizzata dall ITU che a livello mondiale definisce l uso delle frequenze per i vari servizi di telecomunicazione. Strategie Tecnologiche presidia, in collaborazione con il MISE, la delicata fase preparatoria all importante prossima Conferenza Mondiale della ITU, partecipando alle attività tecniche dei gruppi specialistici. Alcune amministrazioni (ad es. USA, Canada, Svezia ed Egitto) vogliono accelerare il rilascio anche delle Bande 500 e 600 MHz ai servizi mobili (ad esempio in Canada all inizio del 2014 è stata già effettuata l asta per l assegnazione della Banda 700 MHz agli operatori mobili). Al contrario l Amministrazione Italiana ritiene che le Bande 500 e 600 MHz debbano essere mantenute per il broadcasting. 9

11 Sicurezza dei servizi Rai Servizi radiofonici FM Ad oggi il servizio Rai risente di una complessa situazione interferenziale in continua evoluzione, sia per gli aspetti tecnici strutturali connessi al tipo di modulazione (che non permette la netta separazione, nello spettro a radiofrequenza, tra emittenti adiacenti), sia per l affollamento delle reti private con forte concentrazione dei locali in prossimità di centri urbani ad alta densità abitativa e di particolare rilevanza commerciale. Particolare attenzione si sta ponendo al miglioramento della copertura del servizio radio in corrispondenza di percorsi stradali ad alta intensità di percorrenza, per favorire la ricevibilità dei programmi da parte dell utenza mobile. Gli interventi devono consentire un netto miglioramento della qualità tecnica, sia attraverso leve tecnologiche (ad esempio aumento di potenza degli impianti, estensione della polarizzazione verticale), sia mediante l intensificazione delle azioni per la compatibilizzazione con l emittenza privata ed eventualmente con l approvvigionamento mirato di nuove frequenze in aree di particolare interesse commerciale. Per quanto riguarda la leva tecnologica, è stata definita un iniziativa di significativo valore economico [20,2 Milioni di euro] per interventi di ordine tecnologico per la rete in modulazione di frequenza che possono favorire il recupero delle aree di servizio ora degradate da interferenze e sono indispensabili per assicurare un alta continuità del Servizio. Sul fronte frequenze si opera essenzialmente lungo la direttrice della compatibilizzazione con l emittenza privata. A fronte di alcune analisi svolte nel corso degli ultimi anni, la regione Veneto è stata oggetto di un accordo [con la società Nuova Radio S.p.A. - proprietaria dell emittente radiofonica nazionale Radio 24 Il Sole 24 Ore - ] che ha previsto lo scambio permuta di quattro frequenze permettendo il recupero-miglioramento del servizio RAI Radio Uno per circa 300 mila abitanti dell area compresa tra Treviso, Padova e Mestre, precedentemente non ricevibile per problemi interferenziali. Ancor più recentemente, nella Regione Toscana, grazie ad un accordo di compatibilizzazione [con l Emittente Radio Bruno], sono stati attivati tre frequenze (schematizzate in Figura) per il servizio Isoradio che ha assicurato l estensione/miglioramento su 155 Km di tratti stradali, corrispondenti per: ca. 40 Km ad un tratto autostradale della A11 (Firenze - Pisa); ca. 60 Km ad un tratto della SGC FI- PI-LI (Empoli - Pisa); ca. 55 km ad un tratto della SS1 Aurelia (Livorno- S. Vincenzo). Rappresentazione grafica delle aree interessate dalla compatibilizzazione in Toscana per l estensione del servizio Isoradio 10

12 Sistema di collegamenti intra Gruppo Sicurezza dei servizi Rai Rai Way, in base al contratto in essere con Rai, fornisce servizi di contribuzione a diverse Direzioni aziendali Rai e Società del Gruppo. Per soddisfare le molteplici esigenze di connettività, vengono utilizzate differenti risorse trasmissive quali ponte radio, satellite e fibre ottiche. Oltre alle connessioni principali con le Sedi di Produzione, la rete di accesso si compone di: collegamenti in ponti radio mobili, di volta in volta installati per collegare occasionalmente i luoghi di ripresa esterna alla rete fissa (circa 80 punti di accesso) collegamenti via satellite come supporto alle riprese esterne con mezzi mobili via satellite collegamenti urbani, in cavi coassiali e/o fibre ottiche, presenti essenzialmente nelle città di Roma, Milano e Torino, utilizzati per collegare importanti luoghi di manifestazioni culturali e sportive e alcune sedi istituzionali e politiche. Attraverso la rete di trasporto si svolgono contemporaneamente le funzioni di: contribuzione, ovvero il trasporto del segnale video/audio punto-punto o punto-multipunto di elevata qualità tra le sedi territoriali (per il cliente RAI i capoluoghi di Regione) e i Centri di Produzione (per il cliente RAI: Roma, Milano, Torino e Napoli) come importante supporto all attività editoriale delle reti televisive e delle testate giornalistiche; distribuzione, ovvero il trasporto dei programmi radiofonici e televisivi, nazionali e regionali, dal punto di messa in onda a Roma a tutti i centri trasmittenti (centri primari di diffusione, dai quali si dipana la rete di diffusione); trasporto di fonia e dati sia correlati ai programmi del cliente Rai e sia per servizi interni aziendali. Parallelamente esiste una rete di trasporto IP, distinta dalla precedente, implementata e gestita dalla Direzione ICT della Rai. Essa nasce alla fine degli anni 90 sotto la spinta del processo di informatizzazione dell Azienda. Negli anni a seguire, grazie anche al fortissimo sviluppo del protocollo IP, si è diffusa in modo capillare su tutti gli insediamenti Rai, inglobando gradualmente l ambito telefonico. La connettività di tale rete si ottiene con il noleggio di capacità in fibra ottica con diversi Telecom Provider. Essa è realizzata con un backbone nazionale imperniato sui quattro CpTV della Rai con collegamenti tra le Sedi Regionali ed il nodo di backbone più vicino. Il noleggio di questa capacità consente l erogazione di molteplici servizi quali ad esempio: informatici (Posta elettronica, SAP, Abbonamenti, Telefonia e Videoconferenza), IP transit per il Web Rai su Internet, trasporto contributi video-audio in modalità file no live FTP (File Transfer Protocol), trasporto di contenuti radiofonici digitalizzati e per la condivisione di contenuti remoti digitalizzati (ad es. grafica e news). Ad oggi la richiesta di connettività su fibra ottica è stata soddisfatta noleggiando capacità attraverso processi di acquisizione distinti da parte di Rai Way e ICT. Strategie Tecnologiche, con Produzione TV, Radiofonia, ICT e la Rai Way, ha raccolto tutte le esigenze aziendali ed ha valutato l incremento della capacità nell arco del prossimo triennio, con particolare riferimento alla digitalizzazione degli impianti di produzione TV ed il conseguente passaggio all Alta Definizione (HD). Ciò al fine di far convergere le nuove acquisizioni in un unico processo di gara e beneficiare del costo decrescente del bit per second. Il fabbisogno di tale capacità è drasticamente aumentato a causa dei seguenti fattori: Forte incremento dei segnali video in HD in sincrono con la digitalizzazione della Produzione TV; qualità dei segnali video di contribuzione televisiva in HD (un segnale HD con codifica JPEG 2000 e Tempo di Latenza inferiore a 100 msec ha bisogno di circa 200 Mbit/sec, contro i 18 Mbit/s di un segnale SD); trasporto segnali audio-video in formato file su rete tipo Internet (FTP); digitalizzazione dei sistemi produttivi News delle Sedi Regionali; interattività remota con archivi digitali per favorire il sistema tapeless; circuiti di contribuzione sempre disponibili che non necessitano di prenotazione e configurazione da parte di operatori (canali always-on); incremento della capacità di trasporto per il collegamento alla rete pubblica Internet dovuto all aumento e diversificazione dei contenuti audio e video sul portale Strategie Tecnologiche ha analizzato le specifiche dei capitolati tecnici predisposti dalla Direzione ICT e dalla Rai Way, avendo cura di evitare ridondanze tecniche ed ottimizzare i costi e con l obiettivo di soddisfare tutte le esigenze aziendali, mantenendo gli stessi livelli di disponibilità e qualità del servizio (circuito preferenziale e riserva) e unificando i supporti fisici di ICT e Rai Way (fibra ottica e apparato di attestazione). I collegamenti di ICT e Rai Way insistono principalmente sugli stessi insediamenti aziendali. Pertanto, la fibra ottica e l apparato di terminazione dell operatore, presso Rai, possono essere gli stessi per ICT e Rai Way. Ciò consente di ottimizzare sensibilmente i costi di noleggio della capacità. 11

13 Sicurezza dei servizi Rai Ottimizzazione del collegamento tra mezzi di ripresa aerei e regia mobile Le riprese mobili di eventi sportivi (ad esempio corse ciclistiche o maratone) prevedono che i segnali provenienti dai mezzi mobili, tipicamente motociclette, convergano verso il cosiddetto velivolo-ponte. A bordo del velivolo i vari contributi vengono uniti in un unico flusso e poi inviati verso la Regia Mobile. In quest ultima si confeziona, in base alle esigenze del momento e alla disponibilità dei singoli contributi provenienti dai mezzi mobili, il segnale che verrà inviato alla stazione satellite per l invio verso il centro di messa in onda per la successiva diffusione televisiva. In passato è già stato analizzato e ottimizzato il collegamento fra mezzi mobili e velivolo-ponte mentre l attività qui brevemente descritta riguarda invece il collegamento fra il velivolo ponte e la regia mobile. Attualmente il sistema utilizzata una modulazione DVB-S. A bordo del mezzo mobile può essere utilizzata un antenna omnidirezionale (aereo) oppure un antenna direttiva auto puntante (elicotteri). La stazione ricevente è equipaggiata con un sistema che include un antenna a riflettore parabolico ad alto guadagno con puntamento a inseguimento automatico mediante telemetria GPS. Al fine di valutare l efficienza del sistema attualmente utilizzato è stata effettuata una serie di test di laboratorio. In primo luogo si sono calcolate per via teorica le prestazioni del sistema di trasmissione in condizioni ideali: si è individuato il valore di rapporto segnale rumore (C/N) necessario per la corretta ricezione e la sensibilità del ricevitore. Sono quindi stati allestiti i vari banchi di misura necessari per la valutazione della sensibilità e del C/N alla soglia di ricezione. Questa prima fase di test di laboratorio ha consentito di individuare alcune pesanti criticità presenti nel sistema di ricezione, quantificabili in 3dB di deterioramento rispetto alle prestazioni attese, che equivale ad avere una distanza operativa pari al 70% delle potenzialità. La ditta fornitrice del sistema, interpellata al riguardo, ha provveduto a risolvere i problemi individuati: un ulteriore sessione di laboratorio ha permesso di verificare le prestazioni che sono risultate perfettamente in linea con i risultati teorici attesi. Un altra misura ha permesso di valutare l impatto delle vibrazioni generate a bordo dei velivoli: in base ai dati in nostro possesso desunti da analisi tramite accelerometro, la modulazione Doppler che viene generata sul segnale trasmesso risulta essere accettato dal demodulatore senza apprezzabili degradamenti delle prestazioni. L equalizzatore presente nei demodulatori attualmente in uso si è dimostrato molto efficace in presenza di fading, a differenza degli apparati DVB-S classici, sprovvisti di equalizzazione, che pur in assenza di rumore perdevano il segnale con fading di pochi db. In un ulteriore sessione di laboratorio sono stati rilevati i guadagni effettivi delle antenne riceventi a riflettore parabolico, trovando degli scostamenti significativi rispetto a quanto atteso, probabilmente a causa dell usura della superficie delle antenne. Infine, l ottimizzazione dell unità esterna (sostituzione dell LNA con uno allo stato dell arte) ha permesso di migliorare nettamente la cifra di rumore del ricevitore. Dai calcoli di Link Budget, confermati dai test sugli apparati dopo aver risolto le problematiche iniziali riscontrate, si evidenza che in condizioni libere, con le attuali antenne omnidirezionali e con i parametri di trasmissione fino ad oggi utilizzati, l aereo ha un limite operativo con margine sufficiente, ben oltre i 100 km in linea d aria dal sistema ricevente. I calcoli geometrici evidenziano inoltre che particolare attenzione va posta all utilizzo del sistema in funzione del posizionamento delle antenne e delle virate. In particolare con il sistema utilizzato da Rai fino ad oggi per una copertura a distanze superiori ai 100 km occorre, ove fattibile, limitare gli angoli di virata o utilizzare in modo alternativo l antenna posizionata sotto l aereo e quella sull ala. In base alle prove effettuate sulle configurazioni disponibili di modulazioni/ codifica di canale che permettano di ottenere la capacità richiesta, è stato possibile identificare dei set di parametri di modulazione che meglio si adattano alle esigenze operative. Risulta quindi possibile estendere la distanza operativa dei mezzi aerei, oppure aumentare la capacità totale dei segnali trasmessi. 12

14 Sicurezza dei servizi Rai Rai World, distribuzione globale dei segnali L offerta televisiva e multimediale di Rai Internazionale è regolata da una Convenzione tra il Dipartimento per l Informazione e l Editoria della Presidenza del Consiglio dei Ministri, la Rai Radiotelevisione Italiana e Rai World. La Rai distribuisce il canale internazionale Rai Italia, canale generalista destinato agli italiani all estero e alla promozione della cultura e della lingua italiana nel mondo, con orari e standard di trasmissione differenziati sulla base dei paesi di destinazione. IS-21 area di copertura Il canale televisivo per l estero denominato Rai Italia 1 viene trasportato via satellite Intelsat 21 a 58.0 W in America del Nord e in America Latina dove viene offerto all utenza per il tramite di molteplici operatori locali. In particolare in America Settentrionale la fruizione del servizio da parte degli utenti avviene in prevalenza via cavo con una buona qualità e via satellite domestico. In entrambe le modalità è necessario sottoscrivere un abbonamento. Considerata la vastità del territorio, sono molti i provider che offrono il canale Rai Italia: Comcast, Verizon, Time Warner, RCN giusto per citarne alcuni. Negli Stati Uniti, per soddisfare le richieste del pubblico più giovane, la programmazione è disponibile anche via internet sulla piattaforma di XFINITY TV. L America Latina fruisce del medesimo palinsesto che serve anche l America Settentrionale. Il canale Rai Italia è presente in 23 nazioni e 900 città con una platea potenziale di 40 milioni di persone. Il modello di business è di tipo pay via cavo e via satellite. La maggior parte degli operatori gestiscono piccole reti e la tecnologia scelta è quella analogica per la sua economicità. Gli operatori di grandezza medio grande utilizzano il formato digitale. In Argentina, nel caso di reti cavo analogiche, il segnale è ricevuto in standard PAL;. nel caso di reti cavo digitali il segnale è ricevuto in standard NTSC. In Brasile e in Cile il segnale ricevuto è in standard NTSC sia nel caso di reti cavo analogiche che digitali. I restanti Paesi dell America Latina: usano in prevalenza il formato NTSC. Standard PAL Standard NTSC 625 linee 50 semiquadri/s 525 linee 30 semiquadri/s IS-21 area di copertura IS-19 area di copertura Il canale Rai Italia 2 viene trasportato via satellite Intelsat -19 a E in Australia dove viene offerto alla popolazione su piattaforma satellite e cavo con prevalenza di quest ultima da parte del pubblico prevalentemente anziano in quanto più economica. Il canale Rai Italia viene diffuso anche in Asia con ricezione del segnale dal satellite AsiaSat 5 in modalità free to air. esistono alcune limitazioni di natura burocratica alla diffusione del segnale. Ad esempio in Malesia per l installazione di una parabola satellitare è richiesta una speciale autorizzazione delle Autorità locali che è molto difficile da ottenere. In Cina, il loro uso nelle singole abitazioni è addirittura vietato, sebbene con margini di tolleranza. Il canale Rai Italia desinato al continente africanol viene trasportato via satellite Eurobird a 9 E e consegnato alla società Multichoice presso i centri di Martlesham in Inghilterra e di Guadalajara in Spagna. Gli utenti possono ricevere il canale nell Africa Subsahariana tramite parabola satellitare (satelliti Intelsat 20 a 68.5 E e Eutelsat a 36.0 E) sottoscrivendo un contratto con il distributore DSTV marchio della società Multichoice. PAESE ITALIANI Argentina Brasile Cile Uruguay Venezuela

15 Digitalizzazione dei sistemi e dei servizi Convergenza tecnologica sistemi di produzione news Nel corso del 2015 la Rai ha compiuto un passo decisivo verso la digitalizzazione dell intera filiera produttiva televisiva completando il rinnovo tecnologico di Tg1 e Tg3, che fa seguito a quello già avvenuto a fine 2012 per il Tg2. Sono state inoltre digitalizzate anche le redazioni e la produzione del TGR nel Lazio, Lombardia, Molise e Sicilia. I Tg Nazionali sono ora realizzati con un infrastruttura Avid tra le più grandi al mondo, alla quale si possono collegare simultaneamente fino a 450 giornalisti, collegati direttamente dai propri desk. Il sistema ospita oltre 40 sale di montaggio digitali, che possono operare simultaneamente: le linee di acquisizione dei contenuti video ( ingestion ) sono 48. Molto elevata anche la capacità di archiviazione: oltre 7200 ore complessive di contenuti in HD Online e nearline, interamente ridondate. Tutta la produzione dei TG nazionali è ora quindi realizzata interamente in HD, grazie anche alla nuova dotazione di camcorder digitali, sia pesanti, con memoria sia su disco ottico XDCAM, che leggeri con supporto di memorizzazione allo stato solido SxS. Le riprese di edizioni e rubriche sono originate da due studi di produzione di Saxa Rubra interamente rinnovati per l occasione. Anche le scenografie sono state realizzate con tecniche innovative facendo un largo uso di display a led di ultima generazione, e nel caso del Tg3 sono state anche impiegate delle telecamere a controllo remoto chiaramente visibili in scena. Per quanto riguarda invece le Sedi Regionali il sistema integrato di Produzione Dalet prevede 5 sale di montaggio e 1500 ore di archiviazione per una sede regionale standard, ma con personalizzazioni ed ampliamenti studiati su misura per situazioni particolari quali quelle di Roma e Milano, e per le Sedi che producono localmente programmi di rete o per le minoranze linguistiche. A Gennaio del 2015 va in onda in digitale anche la TGR del Friuli Venezia Giulia (sede di Trieste), ed il programma prosegue senza soluzione di continuità per Bolzano (già digitale ma dove viene fatto un importante intervento di rinnovo), e poi Trento, Genova Firenze e Bari con l obiettivo di digitalizzare entro la prima metà del 2016 tutte le 21 Sedi principali della TGR, oltre a quelle secondarie presenti in alcune regioni. Un importante conseguenza della digitalizzazione dei sistemi produttivi comporta che i contenuti audiovisivi non vengano più lavorati, veicolati, ed archiviati internamente a Rai in forma di segnale audio-video, ma di file, trasferiti sulla rete IP (internet protocol) ed archiviati presso sistemi di storage di natura informatica. Parallelamente alla digitalizzazione dei TG sono state quindi realizzate grandi infrastrutture IT sia hardware (Potenziamento rete IP e Data Centers) che software (Media Asset Management). A questo insieme di strumenti e funzionalità è stato dato il nome, di T3 (TTT: T Cube). Le tre T stanno a significare Transition To Tapeless, ovvero la mutazione dell intera filiera verso un sistema senza più nastri (videocassette), realizzando quindi anche in Rai, con tutte le complessità di una filiera industriale articolata, la smaterializzazione dei contenuti. Questo progetto si espanderà ulteriormente nel prossimo quinquennio fino ad ospitare tutti i contenuti prodotti da Rai nella sua storia: si potrà compiere quindi il sogno di digitalizzare tutto l enorme patrimonio storico delle Teche Rai per renderlo facilmente disponibile sia all Azienda che al Paese. I progetti di digitalizzazione di Rai proseguiranno con grande intensità anche nel 2015, quando la nuova infrastruttura in uso per i TG Nazionali subirà una nuove ed importantissima evoluzione, integrando anche RaiNews24, Rai Parlamento e successivamente Rai Sport. Anche il progetto T-Cube raggiungerà progressivamente un sempre maggiore numero di redazioni e di aree produttive, che una volta digitalizzate potranno anch esse produrre e veicolare, velocemente ed efficacemente, contenuti non più destinati alla sola emissione televisiva ma ad una pluralità di piattaforme, in primis il Web, e così realizzare l auspicato passaggio di Rai da Broadcaster a Media Company. 14

16 Nuovi standard di codifica video Digitalizzazione dei sistemi e dei servizi Durante gli ultimi vent anni si sono avvicendati diversi standard di compressione del segnale video, da MPEG-2 (1996) col quale comincia la rivoluzione digitale nel dominio broadcast al successivo H.264/ AVC (Advanced Video Coding ) che consente di migliorare l efficienza di un fattore 2 rispetto ad MPEG-2 fino ad arrivare al più recente HEVC (High Efficiency Video Coding ) che fornisce la stessa qualità di H.264/AVC utilizzando soltanto metà del bit-rate. Il Centro Ricerche ed Innovazione Tecnologica svolge già diverse attività orientate a contribuire agli standard in corso di sviluppo e a valutare le prestazioni dei nuovi sistemi di compressione, ma nell ottica di poter contribuire al prossimo standard di compressione del segnale video diventa importante cominciare ad esplorare fin da subito possibili approcci rivolti a migliorare ulteriormente l efficienza di compressione: da nuove trasformate per la riduzione della ridondanza spaziale all utilizzo di tecniche computer vision-based (ad es., inpainting, super-resolution, denoising, etc.) e di nuovi algoritmi per la stima del movimento. In questo contesto, l approccio che si intende sperimentare si basa sulla definizione di un filtro smart che induce un blurring dell immagine preservando però gli edges: il controllo del blurring avverrà utilizzando sia metriche che misurano la similarità di due colori (ad es., CIEDE2000) che in funzione dell attività locale temporale. Questa rimozione selettiva di componenti di alta frequenza dovrebbe consentire di ridurre il bit-rate necessario a codificare la sequenza video preservando la qualità percepita. L approccio verrà implementato nel reference software di HEVC (High Efficiency Video Coding) per valutarne le prestazioni in funzione del bit-rate, del frame-rate e della risoluzione del segnale video. Un altro aspetto che verrà preso in considerazione riguarderà l adozione di tecniche per ridurre i tempi di processamento legati all applicazione del filtro sul segnale video; in particolare si valuteranno approcci basati sul processing parallelo su CPU (Computing Processing Unit) e GPU (Graphical Processing Unit). HEVC Encoder (Source: cleantext_url_503ps1r6ts5tp9sqtq19o335q9s9s3q72012_12_ieee-hevc-overview.pdf) 15

17 Digitalizzazione dei sistemi e dei servizi Standard MPEG 2.1 per gestione diritti Negli scorsi anni l impegno del Centro Ricerche e Innovazione Tecnologica (CRIT) RAI nel progetto europeo PrestoPRIME e nel gruppo MPEG dell Organizzazione Internazionale per la standardizzazione (ISO) aveva portato nel 2013 all approvazione di due standard MPEG-21 sui diritti, denominati uno Contract Expression Language (CEL) e l altro Media Contract Ontology (MCO), rispettivamente per gli ambiti tecnologici XML e RDF. Nel caso di MCO, è stato sviluppato da CRIT un proof of concept, open-source, denominato RightsDraw, che permette operazioni di editing e verifica base su contratti ed è stato utilizzato proprio nel corso dell implementazione e validazione dello standard. Questi standard consentono di esprimere la definizione dei diritti audiovisi, e delle relative condizioni, in modo machine-readable, cioè interpretabili autonomamente da sistemi software. Il vocabolario delle azioni e delle condizioni definite da CEL e MCO riflettono sia l impianto legale sulla protezione della proprietà intellettuale sia le caratteristiche dei termini contrattuali che si ritrovano realmente nei contratti RAI, utilizzati come riferimento proprio nello sviluppo dell ontologia dei diritti. Nello stesso tempo il modello concettuale è generale e flessibile, consentendo cioè di adattarsi nel tempo all inevitabile evoluzione delle prassi contrattuali. Inoltre questi formati MPEG-21 si propongono anche come veri e propri contratti elettronici, includendo aspetti come l identificazione precisa delle parti, la firma digitale e la possibilità di criptazione per motivi di riservatezza. Altre attività del framework multimediale MPEG-21 stanno considerando in effetti di utilizzarli a supporto di innovativi scenari di fruizione di contenuti. Nel 2014 il CRIT si è impegnato su questo fronte in ambito internazionale in attività di ulteriore analisi e confronto di esperienze e valutazioni. Si è largamente contribuito, per esempio, all edizione di un Report EBU sulle tecnologie per i diritti, dove abbiamo potuto riscontrare che la televisione australiana ABC stava svolgendo da tempo analoghe valutazioni e che sta considerando con interesse MCO, anche per mezzo di RightsDraw, in quanto in grado di esprimere bene tutti i loro casi principali. Si è potuto così collaborare all individuazione di aspetti degni di completamento, che abbiamo recentemente sottoposto ad MPEG per essere inclusi nella prossima seconda edizione degli standard, lavoro in cui CRIT sarà coinvolto. Un attività analoga a quella in EBU è svolta nell ambito del progetto europeo Presto4U, per il quale realizzeremo una raccomandazione sui modi di sfruttare questi nuovi formati per la rappresentazione e gestione dei diritti. Relativamente all adozione di queste innovazioni all interno di RAI, il CRIT è impegnato a collaborare con le altre direzioni, nel definire soluzioni applicabili ai vari contesti in cui le informazioni sui diritti sono oggetto di interesse. Si tratta infatti di intercettare il punto in cui queste informazioni sono create, per poi propagarle a tutti i punti di utilizzo e rendere disponibili servizi per il loro aggiornamento, sia per per modifiche dovute ad acquisti o cessioni di diritti, sia per tenere conto degli utilizzi nelle attività di comunicazione al pubblico e di ri-utilizzo di materiali d archivio in nuove produzioni. 16

18 Teche Digitali DigiMaster Digitalizzazione dei sistemi e dei servizi L archivio master della RAI è oggi costituito da magazzini dove sono stoccati i supporti di registrazione dei contenuti audiovisivi. La maggior parte di queste sono video-cassette analogiche nel formato Betacam, poi vi sono video-cassette in formato digitale IMX e infine vi sono le pellicole, 35 mm e soprattutto 16 mm. Il numero dei supporti è rilevante (circa 2 milioni di cassette e xx pezzi di pellicola), anche per la prassi di conservare tutte le versioni derivate dalla principale per passate esigenze di messa in onda, oppure per il mantenimento di materiali con diritti scaduti. L accesso ai supporti è aiutata dal sistema traslatore, che rende disponibile agli operatori del magazzino i contenitori di supporti, richiesti ad un apposito sistema informativo. Questa soluzione d archivio non è assolutamente più praticabile perché: i supporti sono in stato di progressivo degrado; i sistemi di riproduzione delle video-cassette sono obsoleti, cioè fuori produzione e con crescenti difficoltà di manutenzione; l utilizzo dei materiali in pellicola, che necessita di sistemi particolari come telecinema e film scanner, è poco immediato e difficoltoso; il mantenimento a norma e in sicurezza dei magazzini richiederebbe ora ingenti investimenti. Inoltre la produzione audiovisiva attuale, su cui si deve innestare il ri-utilizzo dei contenuti d archivio, è totalmente digitale, basata su file e tecnologie informatiche. Lo scopo del progetto di digitalizzazione master è la trasformazione del vecchio archivio analogico in un archivio di file master digitali, da memorizzarsi sull infrastruttura di stoccaggio di TCube (Transition-To-Tapeless), il sistema di produzione basato su file. A monte della digitalizzazione, un attività di bonifica dei magazzini permetterà di individuare i supporti da digitalizzare, che devono essere copie complete, nel formato originale oppure di maggior qualità, per cui RAI detenga diritti di sfruttamento. Infatti, nel caso di prodotti d acquisto di origine cinematografica, è possibile oggi richiedere una copia digitale ad alta definizione, certamente di qualità tecnica superiore a quella dell eventuale copia d archivio analogica a definizione standard che era stata utilizzata da RAI tempo prima. Nel 2014 sono stati definiti gli impianti necessari a svolgere questo compito nell arco di circa 5 anni. Sono state quindi individuate le tipologie dei sistemi richesti per tali impianti, predisponendo i capitolati tecnici a supporto delle gare per la loro fornitura e per i relativi servizi di manutenzione e assistenza. Gli impianti di digitalizzazione da realizzare dovranno garantire un elevata produttività. Questo sarà possibile solo per mezzo di un adeguata definizione dei flussi di lavoro e dei ruoli delle varie componenti, iniziata nel 2014 e da perfezionarsi nel 2015, con la messa in attività del primo 30% degli impianti. La digitalizzazione dei Betacam sarà notevolmente automatizzata, con l uso di robotiche per la movimentazione dei supporti e ponendo gli apparati di pulizia e riproduzione sotto la gestione di sistemi software. La preparazione e il riversamento della pellicola saranno invece operati manualmente. La maggior parte delle operazioni effettuate sui file master risultanti saranno eseguite da strumenti software in modo automatico. Prima dell archiviazione finale, avviene la certificazione del buon esito della digitalizzazione, a cura di operatori di controllo qualità, che avranno a disposizione un apposita interfaccia tecnica. Al termine del progetto, il mantenimento di tutti i supporti Betacam risulterà superfluo, per cui saranno gradualmente sgomberati i magazzini. Diversamente le pellicole potranno essere ancora conservate, con modalità che ne garantiscano il salvaguardia dal degrado fisico, perché sarà sempre possibile ipotizzare in futuro nuovi riversamenti con apparati e modalità alternativi. 17

19 Digitalizzazione dei sistemi e dei servizi IBC: Trend digitali per produzione Durante il mese di settembre di ogni anno si svolge ad Amsterdam (Olanda) la fiera internazionale IBC (International Broadcasting Convention), un evento per i professionisti del settore per la creazione, gestione e delivery di contenuti televisivi e radiofonici, dove è possibile osservare lo stato dell arte dell industria elettronica dei media. L edizione IBC 2014 è stata caratterizzata da un elevato numero di visitatori con più di 1500 espositori provenienti da oltre 170 paesi, La tecnologia 4K è stata uno dei principali fattori di innovazione esposti alla fiera. L acquisizione di immagini 4k sembra non essere più un problema tecnologico. I maggiori produttori hanno presentato telecamere con eccellenti capacità di gestione delle immagini in diversi formati tra cui UHD 4K, 2K e HD e frame rate variabile fino a 120 fotogrammi al secondo. Le principali novità sono relative al mondo della post-produzione dove, a causa della difficoltà di muovere file di dimensioni considerevoli, le schede di memoria vengono progettate per ospitare immagini 4K e per trasferire a 2.4 Gbps i contenuti. Una novità tecnologica di rilievo è stata la presenza di encoder video live in standard HEVC da parte dei maggiori costruttori i quali hanno ampliato la propria cooperazione con i produttori di televisori Ultra High Definition (UHDTV) e set-top-box4k, per garantire l interoperabilità perfetta con il nuovo High Efficiency Video Coding (HEVC). Il nuovo standard è in grado di raddoppiare il rapporto di compressione dati rispetto a H.264 / MPEG-4 AVC, mantenendo lo stesso livello di qualità video grazie al processa mento parallelo del segnale, reso possibile dagli attuali processori CPU multi-core. Gli encoder HEVC codificano i canali lineari da una sorgente non compressa e possono essere trasmessi anche in streaming Over-The- Top (OTT) utilizzando una larghezza di banda significativamente inferiore rispetto a H.264. Presentando i contenuti sulla giusta piattaforma, nella giusta configurazione al momento giusto, le opportunità di aumentare il valore dei contenuti crescono in maniera esponenziale. Si possono raggiungere più Paesi in più lingue, ma anche multi device. Per ogni nuova piattaforma/dispositivo nasce un nuovo modo di operare. Il trend dei broadcaster è quello di fornire più versioni dei contenuti per le varie piattaforme nel modo più efficiente possibile. Un trend a cui stiamo assistendo è quello di uno spostamento costante da hardware dedicato verso soluzioni software. Se l hardware si può guastare il nuovo software e le infrastrutture basate su IT sono così potenti e resistenti, che oltre a non presentare la benché minima differenza, offrono maggiori garanzie di affidabilità. Il software sta sicuramente sostituendo il ferro di pochi anni fa. 18

20 Catena produttiva UltraHD 4K Digitalizzazione dei sistemi e dei servizi Durante questo anno a scopo di sperimentazione sono state effettuate delle attività produttive in 4K. In particolare è stata fatta la post produzione di un filmato Roma, Napoli, Venezia in un crescendo rossiniano, commissionato da Eutelsat a scopo promozionale ripreso in 4K e a noi fornito in standard ProRes 422 HQ*. Nonostante siano presenti sul mercato vari prodotti di varie case (Sony, Avid, Black Magic, DaVinci, ed altro) da specifiche tecniche dichiarate tutti compatibili tra loro nei vari standard di produzione. Nella realtà abbiamo riscontrato notevoli criticità di interfacciamento e cambio formato tra i due mondi Apple e Windows. Gli apparati da noi impiegati di varie case costruttrici (Sony, Avid, BlackMagic) danno l impressione di voler mantenere una protezione sul proprio settore di appartenenza o meglio sulla filiera di apparati venduti da ogni singola casa costruttrice o ben che si vada collocati o in ambiente Apple o Windows creando una preferenza di scelta per l acquisto. La tecnologia sembra quindi pronta ad essere messa in esercizio con questi limiti che a noi sembra opportuno debbano essere superati e risolti. * ProRes 422 HQ è codec video della Apple per il formato QuickTime. Nella stessa famiglia c è il ProRes 4444 che oltre a non essere sottocampionato nella crominanza ha anche un canale alpha per semplificare lavorazioni successive di post-produzione. Allo stato attuale la lavorazione in 4k ha rappresentato le seguenti caratteristiche: Utilizzando l apparecchiatura Avid DS 11.1 è stato possibile lavorare direttamente su una sequenza UHD 4k (benché RGB 10bit), utilizzando la funzione di Video Out sulla scheda esterna AJA ponendo la sequenza in HALF res, solo così è possibile visualizzarla in HD sul monitor SONY da 30 in 4K. Tale uscita però è in RGB, in standard HD DualLink RGB, standard che, apparentemente, all inizio il monitor SONY non accetta. Per superare questa limitazione si è provveduto ad utilizzare l ingresso Dual- Link dello strumento Omnitek, che ci permette di avere in uscita la configurazione coni canali RGB in modalità Parade e tramite un vettorscopio,abbiamo potuto ottenere il controllo necessario per operare alla lavorazione in COLOR CORRECTION. Per la lavorazione - conversione da Avid DS 11.1 a ProRes si è dovuto procedere in due passaggi/lavorazioni, prima in Quicktime Uncompressed YUV su PC, quindi in ProRes HQ su MAC. Abbiamo capito che possiamo utilizzare una alternativa. Si tratta di esportare direttamente in DPX 10 bit RGB, ma per far questo è necessario avere a disposizione un player tipo(blackmagic Decklink 4k extreme), o altri che andrebbero comunque testati in laboratorio. Dopo ripetute prove fatte, l uscita Dual Link HD RGB (a partire da sequenza 4k in Half res.) sembra non essere corretta. Né il monitor Sony Trimaster PVM-X300 né l Omnitek analyzer mostrano di masticare il segnale in uscita dall AJA. Abbiamo coinvolto la società Avid che ha fatto dei test nei loro laboratori e la conclusione che al momento il mercato non ha ancora sviluppato correttemente la catena 4K infatti la risposta è stata: Effettivamente DS può utilizzare una modalità di risoluzione Half Proxy quando si lavora in una sequenza cinematografica 4K. Questo non garantisce la riproduzione in tempo reale o l utilizzo dell hardware AJA. Più o meno nulla è in tempo reale a 4K. Questo formato è piuttosto nuovo anche in ambienti come Media Composer, e per DS è stato originariamente pensato per i file di output per digital film recorder, non come un formato video-based. Ultra HD è venuto dopo che il 4K è stato implementato nel DS, ma ora è troppo tardi per qualsiasi sviluppo, fatta eccezione ovviamente per Media Composer. Prove effettuate su una lavorazione in 4K La Direzione Strategie Tecnologiche ha avviato una sperimentazione del- 19

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