IP分配挑戰(zhàn)SDI

鮑勃·科瓦奇

在廣電行業(yè)，兩個(gè)最起促進(jìn)作用的特性是成本承受性和總可靠性。在大多數(shù)設(shè)施內(nèi)，可靠性最重要，在播出商業(yè)廣告時(shí)，出現(xiàn)故障既令人難堪有代價(jià)高昂。而如果某件事物既可靠又負(fù)擔(dān)得起，它定是贏家。

對(duì)視頻系統(tǒng)的矩陣和信號(hào)分配也是如此。在行業(yè)轉(zhuǎn)換到數(shù)字以及切換臺(tái)從復(fù)雜的模擬視頻/音頻設(shè)備轉(zhuǎn)換到SDI時(shí)，矩陣切換臺(tái)變得越來(lái)越簡(jiǎn)單，越來(lái)越負(fù)擔(dān)得起，越來(lái)越可靠。由于SDI是專(zhuān)為電視行業(yè)量身定制的標(biāo)準(zhǔn)，它完美地滿(mǎn)足廣播機(jī)構(gòu)的要求。

那么，為什么我們現(xiàn)在討論用IP技術(shù)路由和分配電視信號(hào)？視頻業(yè)不是已經(jīng)有專(zhuān)為其設(shè)計(jì)的路由和分配系統(tǒng)了嗎？

我們現(xiàn)在討論IP路由和分配的原因是IP路由比SDI（和模擬音頻/視頻）便宜，很多情況下便宜一大截。此外，IP路由還要靈活得多，能夠發(fā)送信號(hào)到/從用SDI難以抵達(dá)的地點(diǎn)。最后，IP路由現(xiàn)在已經(jīng)制定了電視分配標(biāo)準(zhǔn)，意味著所有供應(yīng)商就互操作性達(dá)成共識(shí)。

“過(guò)去幾年，廣播機(jī)構(gòu)大量采用了基于IP的解決方案，”草谷公司網(wǎng)絡(luò)高級(jí)總監(jiān)李·布坎南說(shuō)，“雖然2016年首批系統(tǒng)上線(xiàn)難度很大，但現(xiàn)在我們對(duì)這些系統(tǒng)有了足夠經(jīng)驗(yàn)，確保它們以我們預(yù)期的表現(xiàn)設(shè)計(jì)和交付。”

“盡管標(biāo)準(zhǔn)不斷演進(jìn)，但SMPTE ST 2110標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)使行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化于一個(gè)以非常高效方式傳輸視頻、音頻和輔助數(shù)據(jù)的格式上，”布坎南繼續(xù)說(shuō)道，“這種標(biāo)準(zhǔn)化使得部署多廠家系統(tǒng)更平滑?！?/p>

SMPTE標(biāo)準(zhǔn)

通過(guò)2017年完成的最初部分，SMPTE ST 2110視頻傳輸標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為用于電視節(jié)目制作、播出及其它專(zhuān)業(yè)媒體應(yīng)用，與媒體有關(guān)的數(shù)據(jù)在IP網(wǎng)絡(luò)上實(shí)時(shí)流傳輸時(shí)的描述、傳輸和同步方式。好幾年來(lái)電視節(jié)目分配一直在向IP網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)移，而ST 2110標(biāo)準(zhǔn)可能加速這種轉(zhuǎn)移。

我們已就IP路由概念達(dá)成共識(shí)，它與我們熟悉的SDI路由有何不同？

“在IP中，‘路由器實(shí)際上為一個(gè)分布式概念——每個(gè)設(shè)備說(shuō)IP，而它們被以太網(wǎng)線(xiàn)連接到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)（或?yàn)榱巳哂噙B接到兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)），”毅美公司網(wǎng)絡(luò)和基礎(chǔ)設(shè)施CTO約翰·梅浩特（他亦為SMPTE ST 2110標(biāo)準(zhǔn)起草小組編者）表示，“不說(shuō)IP的設(shè)備需要某種類(lèi)型的網(wǎng)關(guān)，但隨著時(shí)間的推移那些設(shè)備將成為例外?！酚善鳜F(xiàn)在實(shí)際上為一種控制系統(tǒng)，其所有舉止都像你的傳統(tǒng)矩陣。”

促進(jìn)電視中心轉(zhuǎn)向IP路由的兩個(gè)因素是UHD信號(hào)的激增和巨大數(shù)量的需要路由的信號(hào)。

“IP對(duì)需要大規(guī)模擴(kuò)展（超過(guò)1000個(gè)HD信號(hào)或250個(gè)UHD信號(hào)）的系統(tǒng)最有意義，并且有IP原生信號(hào)的設(shè)備越多越有意義，”梅浩特表示，“對(duì)于包含SDI設(shè)備且沒(méi)有演進(jìn)到UHD要求的中小規(guī)模系統(tǒng)，SDI路由依然低風(fēng)險(xiǎn)和節(jié)約成本。當(dāng)前為SDI矩陣的‘黃金時(shí)期，產(chǎn)品經(jīng)過(guò)了全面調(diào)試，音頻加嵌和解嵌以及幀同步器和多畫(huà)面分割顯示器全都嵌入SDI矩陣內(nèi)，而且技術(shù)熟悉因而低風(fēng)險(xiǎn)。”

梅浩特認(rèn)為IP路由最終將成為大小系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，特別是在遷移UHD信號(hào)需求增長(zhǎng)時(shí)。

現(xiàn)在可行

對(duì)于考慮用IP分配取代老化的SDI設(shè)備的視頻設(shè)施，我交談過(guò)的所有專(zhuān)家都表示現(xiàn)在是可行的。不過(guò)，它們?yōu)閮芍徊煌臄r路虎，因此，你必須提出正確的問(wèn)題。

“最重要的問(wèn)題是：什么設(shè)備將是原生的IP設(shè)備（和何時(shí)）以及在升級(jí)時(shí)哪些設(shè)備依然為SDI？”梅浩特表示，“這對(duì)有多少信號(hào)將需要網(wǎng)關(guān)和有多少信號(hào)被直接連接到網(wǎng)絡(luò)非常重要?！?/p>

“第二個(gè)問(wèn)題是關(guān)于系統(tǒng)的總體規(guī)模：在合理的短期內(nèi)（12-18個(gè)月）系統(tǒng)需擴(kuò)展多大？”他繼續(xù)說(shuō)道，“格式也將有變化嗎（特別是UHD）？這有助于確定適應(yīng)近期規(guī)模的正確的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)?！?/p>

值得一提的是，IP分配的音頻處理方式與它在SDI系統(tǒng)內(nèi)截然不同。

“SMPTE ST 2110不只是允許音頻與視頻分開(kāi)處理，實(shí)際上它始終是分開(kāi)處理的，”梅浩特說(shuō)，“因此用戶(hù)必須就如何組織音頻做出一些決定。有多少聲道集合到每個(gè)碼流以及為什么？必須找到易用性和靈活性的平衡?！?/p>

在SDI系統(tǒng)中，就全設(shè)施內(nèi)信號(hào)路由分配來(lái)說(shuō)，壓縮和延遲不屬于討論范圍。SDI系統(tǒng)也是按照每根電纜發(fā)送一路信號(hào)設(shè)計(jì)的。

“使用I P路由器，你必須考慮壓縮和網(wǎng)絡(luò)延遲，但它們提供多個(gè)碼流，”Blackmagic Design北美銷(xiāo)售總監(jiān)鮑勃·卡尼利亞說(shuō)，“使用SDI矩陣，你有較長(zhǎng)的運(yùn)行距離、直接連接和更高可靠性，但對(duì)碼流是1：1比例?！?/p>

IP分配將把SDI設(shè)備推向曾為運(yùn)作核心但現(xiàn)在已被更好的東西取代的一大堆不斷發(fā)展的中間技術(shù)嗎？

“廣播公司必須就他們的要求評(píng)估IP和SDI路由以及對(duì)他們的具體部署有意義的東西，”卡尼利亞表示，“盡管目前大部分廣播公司日常要求依然依賴(lài)SDI路由，但在一些方面IP可能已經(jīng)是他們的總體工作流程的一部分，而且它肯定是未來(lái)的一個(gè)考慮?！?/p>

網(wǎng)速不斷增加

草谷的布坎南指出IP網(wǎng)絡(luò)不斷提速以及IP架構(gòu)的固有好處。

“IP業(yè)的發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)廣播領(lǐng)域任何可以達(dá)到的目標(biāo)，”他說(shuō)，“此外，100GbE網(wǎng)絡(luò)速度現(xiàn)在被認(rèn)為司空見(jiàn)慣，更高接口速度指日可待。作為一個(gè)行業(yè)，我們現(xiàn)在處于利用這種快速發(fā)展速度的有利地位，獲得空間、功率、布線(xiàn)和工作效率方面的顯著優(yōu)勢(shì)。使用IP解決方案，我們還可以選擇建立任何情況所要求的冗余度?！?/p>

過(guò)去20年，傳統(tǒng)的矩陣切換臺(tái)（S D I和模擬）越來(lái)越緊湊且價(jià)格實(shí)惠。隨著過(guò)去30年間矩陣技術(shù)成為主流，可靠性和性能也大大提高。如果傳統(tǒng)矩陣依然與30年前一樣大、復(fù)雜和昂貴，那就沒(méi)有可爭(zhēng)，我們?nèi)紡?qiáng)烈要求IP網(wǎng)絡(luò)提供的成本相對(duì)較低和靈活的分配。

不過(guò)，在過(guò)去的幾十年中，SDI矩陣改進(jìn)很大，令它們現(xiàn)在依然發(fā)揮作用。盡管如此，傳統(tǒng)矩陣的日子可能屈指可數(shù)。

“隨著時(shí)間的推移，更多的設(shè)備為原生IP，通過(guò)IP連接它們的能力將把IP技術(shù)推進(jìn)更小的系統(tǒng)和更小的部署內(nèi)，”梅浩特表示，“轉(zhuǎn)向UHD的工作難度是使用SDI的4倍，因此UHD也是大規(guī)模IP化的一大推動(dòng)因素。”