基于IP的媒體指引

艾爾·科瓦利克

“完形理論”的不嚴格定義是“總體的價值大于個體相加”。這是媒體設施中IP的前景。IP與以太網相結合，建立一個用其它任何網絡技術難以復制的完全形態，其理由是它能夠連接遠或近網絡上的每一個節點。它是目前IT網絡體系的通用語。IP能夠在同一鏈路上同時傳輸設施內所有類型的數據，包括文件、實時音視頻實體流、存儲I/O、控制對話、管理數據、API對話、網絡流量、時間/同步等等。

因此，盡管SDI還沒有死亡，但IP和以太網統一媒體設施，并成為任何地方任何數據的主傳輸機制。看看IP為因特網所做的就明白了。當然，如HDMI、MHL、USB這樣的專用短程鏈接還將與以太網并存。

IP承載的媒體包括文件和碼流。基于文件的工作流程已經成熟，而在IP上流式傳輸AV在2015年還是小眾產品；SDI在媒體設施內依然為王，不過，媒體流IP化進展的標志隨處可見。NAB展覽會和IBC展覽會的許多參展商提供IP和SDI混合產品。由于原生的基于IP媒體I/O不常見，因此大多數系統目前使用SDI-IP橋接器。另一標志是SMPTE、視頻服務論壇（VSF）、美國媒體工作流程協會（AMWA）和歐洲廣播聯盟（EBU）所做的工作。所有這些單位都在開發基于IP的流媒體之標準、最優方法和報告。由于這是正在進行的工作，下面闡述當前針對專業應用的基于IP流媒體的發展方向。

基于IP的流媒體

業界普遍的共識是對專業/演播室設施來說，基于IP的實時媒體將采用由（媒體）/RTP/UDP/IP/以太網組成的“網絡堆棧”。將它分解開來，媒體組成數據——音頻、視頻、元數據——由因特網工程任務組（IETF）RFC 3550規范規定的實時協議（RTP）封裝傳輸。

RTP是封裝媒體以及時間標記和識別標記的簡單方式。接收機能夠容易地實時解封RTP容器并釋放待用的媒體。此媒體可解壓或壓縮。

接下來在堆棧內，RTP數據由UDP層（RFC 768）傳輸。對UDP沒有固有的糾錯，因此此路徑需要供應足夠帶寬且無包擁塞。這在設施受控環境是切實可行的。

反過來，UDP（RFC 791）由IP層載送。多播IP尋址也將很常見，因為它像SDI那樣允許點對多點連接。IP層將最經常被以太網鏈接載送，但也可以有其它選擇。以太網標準是由IEEE而非IETF管理的。

以太網已贏得物理連接戰爭，1、10和100Gb/s數據率已很普通。IEEE正進行一個標準化工作，另外定義2.5、5、25、50和400Gb/s鏈接。此連接范圍對媒體系統設計者有利，因為它使速率選擇能夠匹配媒體內容并在有需要時橋接傳統的SDI。

最重要的是，采用RTP/IP分層棧，可以達到與SDI一樣的碼流傳輸質量，但現在是在IP生態系統中。SMPTE及其它組織正在制定標準，提供這些詳情。視頻服務論壇最近發布技術建議TR-03，提供在調整碼流內用RTP/IP傳輸音頻+視頻+元數據的方式。

碼流內媒體打包方式

對上述的RTP/IP棧，有3種把媒體打包為碼流的方式——MEF、SEF和GEF，參見圖1。每種方式都是傳輸媒體的不同技術。這三種方式可在一個系統內共存，并各有優缺點。

MEF為一種復合流，多種媒體被包在一個封包內（N合一），由一個RTP傳輸。例如，就此而論SDI是一種MEF，但無RTP。SMPTE ST 2022-6（基于RTP/IP的SDI有效負荷）也是如此。MEF的好處是所包含的媒體全都被自動調整（音像同步），并作為一個流一起通過一個網絡。圖1中最上面的封包把音頻+視頻打包在一個MEF內。

SEF按照媒體類型（音頻、視頻或元數據）一個封包內一個流。SEF可按時間排列或獨立。采用這種形式，媒體流可根據需要在網絡內發送、復制或移除。使用SDI（一種MEF），如果用戶只需訪問音頻流端口，需要一個硬件“解嵌器”分開此流。使用SEF，無需嵌入或解嵌媒體。SEF流為各個“無拘無束者”。發送者能在網絡上傳輸SEF_A及SEF_V流，知道它們可作為時序一致的一對流被消費。SEF和MEF都可根據需要被負責，就像使用SDI矩陣通常的做法。

GEF是網絡內SEF和/或MEF的綜合性虛擬組合。在圖中，標示的GEF是SEF_A和SEF_V的邏輯組合；它可能是分組流的任意組合。這一概念是為路由和工作流程目的，邏輯組合網絡內的流。

控制器將管理虛擬組并把這些組呈現給用戶或連接管理系統。使用軟件定義網絡技術，按照要求實現分組和路由。

本文描述的概念在網絡媒體設施內將變得司空見慣。后續還將討論服務質量、服務注冊和發現。B&Pendprint