Индустрия broadcast активно ищет решения для ключевой проблемы в программно-определяемом производстве: оптимизации передачи video, audio и метаданных между различными приложениями. Цель состоит в том, чтобы устранить узкие места, минимизировать задержки и преодолеть ограничения поставщиков, которые традиционно преследовали эти процессы. Media Exchange Layer, более известный как MXL, — это отраслевая инициатива, разработанная для решения этой проблемы напрямую, с использованием доступа к общей памяти вместо традиционных протоколов потоковой передачи.

Запущенный в апреле 2025 года Linux Foundation, в партнерстве с European Broadcasting Union (EBU) и North American Broadcasters Association (NABA), проект получил поддержку от известных вещателей, таких как BBC, CBC/Radio-Canada, France TV и SVT. Также участвуют поставщики технологий, включая AWS, NVIDIA, Grass Valley, Intel и Lawo.

«Обещание MXL состоит в том, что пользователи смогут избежать привязки к поставщику на универсальных серверах, где приложения обработки от разных поставщиков не только работают бок о бок, но и обмениваются данными через так называемый уровень общей памяти, чтобы избежать проблем с задержкой», — сказал Chris Scheck, руководитель отдела маркетингового контента в Lawo.

Miroslav Jeras, CTO в Pebble, добавил: «Существовал тормоз в принятии более широких программных инфраструктур и внедрении облака: отсутствие open standards для взаимодействия. Инициативы, такие как MXL, должны позволить системным архитекторам создавать мульти-вендорные платформы в виртуализированных средах без необходимости выполнения специализированных интеграционных работ».

MXL позволяет приложениям, работающим на одном сервере или подключенной инфраструктуре, обмениваться видеокадрами, аудиосэмплами и данными синхронизации непосредственно в памяти. Это контрастирует с существующими методами, такими как SMPTE ST 2110 или NDI, которые включают в себя пакетирование медиа, передачу его по сети и реконструкцию в месте назначения. Ключевое преимущество заключается в эффективности использования ресурсов. Традиционные протоколы потоковой передачи требуют значительных ресурсов ЦП для пакетирования и буферизации, что приводит к задержке на каждом этапе обработки. Ранние реализации MXL продемонстрировали задержки менее одной миллисекунды на передачу, по сравнению с примерно 20 миллисекундами на устройство с ST 2110.

Инициатива возникла из практических потребностей, выявленных вещателями, планирующими новые объекты и рабочие процессы. CBC, например, начал разрабатывать концепцию при проектировании своей штаб-квартиры в Торонто, стремясь к инфраструктуре, которая могла бы адаптироваться к различным производственным потребностям без аппаратных ограничений.

François Legrand, старший директор по инженерии, CBC/Radio-Canada, заявил в объявлении MXL: «Программно-управляемое вещательное производство — это будущее, и обмен медиаданными в реальном времени является критически важной частью этой эволюции. Проект MXL — это важный шаг к открытой, интероперабельной экосистеме, которая позволяет вещателям максимизировать эффективность, снижая при этом сложность инфраструктуры. Мы ожидаем, что начало с программного обеспечения, а не с написания документа, значительно ускорит процесс разработки решения».

BBC столкнулась с аналогичными проблемами с ресурсами, распределенными по нескольким локациям в Великобритании. Jatin Aythora, директор, BBC Research & Development, отметил: «Поскольку вещатели переносят свои прямые трансляции и медиа-операции на программную инфраструктуру, вдохновленную облачными архитектурами, концепции инициативы EBU Dynamic Media Facility обеспечат масштабируемость, гибкость и эффективность, необходимые для поддержки будущих потребностей».

Обе организации признали interoperability поставщиков как постоянное препятствие. Большинство существующих решений для обмена памятью являются проприетарными, что ограничивает гибкость проектирования системы и создает зависимость от конкретных поставщиков технологий. Система использует кольцевые буферы в общей памяти, где приложения записывают и считывают медиаданные. Библиотека MXL предлагает API, которые облегчают обмен с нулевыми издержками через модель reader/writer, а не архитектуру sender/receiver. Это устраняет необходимость в пакетировании или копировании памяти, экономя пропускную способность и снижая нагрузку на ЦП. Медиа организованы в потоки и зерна, термины, взятые из спецификаций NMOS IS-04. Данные синхронизации индексируют каждое зерно относительно эпохи PTP, что имеет решающее значение, когда системы охватывают несколько хостов. Облачные провайдеры предлагают услуги синхронизации времени, которые MXL может использовать для поддержания согласованности в распределенной инфраструктуре.

Техническая реализация также использует разрешения файлов UNIX для контроля доступа как на уровне домена, так и на уровне потока, обеспечивая безопасность без добавления накладных расходов на путь данных. Начальный этап разработки сосредоточен на конкретных несжатых форматах видео и аудио, что является преднамеренным выбором для решения общих случаев использования, пока основная технология созревает. Видео с переменной частотой кадров и сложные форматы сжатия в настоящее время не поддерживаются. Текущие реализации работают в средах с одним хостом, но такие технологии, как Remote Direct Memory Access (RDMA), особенно RoCEv2, обеспечивают обмен памятью в более широких областях, позволяя серверам получать доступ к памяти друг друга через IP-сети, минуя ядро и избегая накладных расходов ЦП.

Вместо традиционных процессов стандартизации проект принял модель open source. MXL не заменяет SMPTE ST 2110, который будет продолжать использоваться на границах сети и между объектами. Такое разделение ролей помещает ST 2110 на периферию для приема и вывода, в то время как MXL обрабатывает внутренний обмен медиаданными внутри вычислительных кластеров, позволяя вещателям поддерживать совместимость с существующей инфраструктурой, повышая при этом эффективность в программных производственных средах.

В октябре 2025 года EBU объявил о партнерстве с Advanced Media Workflow Association для создания Joint Taskforce on Dynamic Media Facilities. Эта группа будет заниматься вопросами плоскости управления, включая обнаружение и подключение приложений, а также оркестровку системы в распределенной инфраструктуре. Проект нацелен на выпуск первой производственной версии к началу 2026 года, при этом участвующие организации планируют интегрировать MXL в коммерческие продукты в течение этого срока.

За счет снижения накладных расходов на обмен медиаданными, MXL позволяет запускать больше функций на одном и том же оборудовании, снижает задержку в многоэтапных рабочих процессах и устраняет зависимости от межсоединений, специфичных для конкретного поставщика. Переход основных медиа-функций на архитектуру на основе MXL предлагает операционные преимущества. С контейнерами, заменяющими оборудование с фиксированными функциями, производственные среды становятся легче масштабировать на локальных серверах или в облачной инфраструктуре. Это мягкое обеспечение заменяет модель капитальных затрат на расширение оборудования. Независимый от поставщика характер open source SDK позволяет вещателям создавать рабочие процессы из собственных, поставщиковых или open-source компонентов. MXL обеспечивает взаимодействие между этими элементами без обширного предварительного тестирования или пользовательской интеграции для каждой комбинации инструментов.

Обмен сообщениями на уровне памяти также упрощает устранение неполадок. Традиционные IP-рабочие процессы требуют отслеживания пакетов по сетям для выявления проблем. С MXL диагностическая информация немедленно доступна на уровне памяти, обеспечивая четкую видимость состояния потока мультимедиа. Архитектура также подготавливает вещателей к новым технологиям, таким как медиа-функции на основе ИИ, аналитика в реальном времени и обработка на периферии, предоставляя основу для интеграции этих возможностей модульным, компонуемым образом. Технология также обеспечивает асинхронные рабочие процессы, где обработка может происходить быстрее, чем в реальном времени, позволяя функциям завершаться и предоставлять результаты немедленно, когда вычислительная мощность превышает ограничения воспроизведения в реальном времени. Это выгодно организациям, управляющим переменными рабочими нагрузками или несколькими одновременными производствами, позволяя динамически распределять ресурсы в зависимости от спроса, а не от фиксированных конфигураций оборудования.

Необходима дальнейшая разработка в таких областях, как определение размера аудио-зерна, уровень управления для обнаружения и установления соединения приложений, а также системы оркестровки для управления рабочими процессами на основе MXL в сложной инфраструктуре. Проект также сталкивается с практической проблемой внедрения в отрасли. Хотя крупные вещатели и поставщики взяли на себя обязательства по MXL, его успех зависит от того, сможет ли он проявить себя в производственных средах, прежде чем стать стандартом. Непосредственное внимание по-прежнему уделяется завершению модели синхронизации и завершению спецификаций уровня управления, которые необходимы для надежной работы MXL в распределенной инфраструктуре и нескольких реализациях поставщиков.

MXL — это техническое решение, направленное на устранение неэффективного обмена медиаданными между программными приложениями. Его широкое распространение будет зависеть от его производительности в производственных средах и последовательной реализации поставщиками. Открытый исходный код и широкое участие отрасли предполагают прочную основу для любого исхода.