IP分配挑戰(zhàn)SDI

鮑勃·科瓦奇

在廣電行業(yè)，兩個最起促進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，出現(xiàn)故障既令人難堪有代價高昂。而如果某件事物既可靠又負擔(dān)得起，它定是贏家。

對視頻系統(tǒng)的矩陣和信號分配也是如此。在行業(yè)轉(zhuǎn)換到數(shù)字以及切換臺從復(fù)雜的模擬視頻/音頻設(shè)備轉(zhuǎn)換到SDI時，矩陣切換臺變得越來越簡單，越來越負擔(dān)得起，越來越可靠。由于SDI是專為電視行業(yè)量身定制的標準，它完美地滿足廣播機構(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？視頻業(yè)不是已經(jīng)有專為其設(shè)計的路由和分配系統(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)送信號到/從用SDI難以抵達的地點。最后，IP路由現(xiàn)在已經(jīng)制定了電視分配標準，意味著所有供應(yīng)商就互操作性達成共識。

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

“盡管標準不斷演進，但SMPTE ST 2110標準已經(jīng)使行業(yè)標準化于一個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)說道，“這種標準化使得部署多廠家系統(tǒng)更平滑。”

SMPTE標準

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

我們已就IP路由概念達成共識，它與我們熟悉的SDI路由有何不同？

“在IP中，‘路由器實際上為一個分布式概念——每個設(shè)備說IP，而它們被以太網(wǎng)線連接到一個網(wǎng)絡(luò)（或為了冗余連接到兩個網(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標準起草小組編者）表示，“不說IP的設(shè)備需要某種類型的網(wǎng)關(guān)，但隨著時間的推移那些設(shè)備將成為例外。‘路由器現(xiàn)在實際上為一種控制系統(tǒng)，其所有舉止都像你的傳統(tǒng)矩陣。”

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

“IP對需要大規(guī)模擴展（超過1000個HD信號或250個UHD信號）的系統(tǒng)最有意義，并且有IP原生信號的設(shè)備越多越有意義，”梅浩特表示，“對于包含SDI設(shè)備且沒有演進到UHD要求的中小規(guī)模系統(tǒng)，SDI路由依然低風(fēng)險和節(jié)約成本。當前為SDI矩陣的‘黃金時期，產(chǎn)品經(jīng)過了全面調(diào)試，音頻加嵌和解嵌以及幀同步器和多畫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。”

梅浩特認為IP路由最終將成為大小系統(tǒng)的標準，特別是在遷移UHD信號需求增長時。

現(xiàn)在可行

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

“最重要的問題是：什么設(shè)備將是原生的IP設(shè)備（和何時）以及在升級時哪些設(shè)備依然為SDI？”梅浩特表示，“這對有多少信號將需要網(wǎng)關(guān)和有多少信號被直接連接到網(wǎng)絡(luò)非常重要。”

“第二個問題是關(guān)于系統(tǒng)的總體規(guī)模：在合理的短期內(nèi)（12-18個月）系統(tǒng)需擴展多大？”他繼續(xù)說道，“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)。”

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處理，實際上它始終是分開處理的，”梅浩特說，“因此用戶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碼流以及為什么？必須找到易用性和靈活性的平衡。”

在SDI系統(tǒng)中，就全設(shè)施內(nèi)信號路由分配來說，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)送一路信號設(shè)計的。

“使用I P路由器，你必須考慮壓縮和網(wǎng)絡(luò)延遲，但它們提供多個碼流，”Blackmagic Design北美銷售總監(jiān)鮑勃·卡尼利亞說，“使用SDI矩陣，你有較長的運行距離、直接連接和更高可靠性，但對碼流是1：1比例。”

IP分配將把SDI設(shè)備推向曾為運作核心但現(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估IP和SDI路由以及對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，而且它肯定是未來的一個考慮。”

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)展速度遠遠超過廣播領(lǐng)域任何可以達到的目標，”他說，“此外，100GbE網(wǎng)絡(luò)速度現(xiàn)在被認為司空見慣，更高接口速度指日可待。作為一個行業(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、布線和工作效率方面的顯著優(yōu)勢。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。”

過去20年，傳統(tǒng)的矩陣切換臺（S D I和模擬）越來越緊湊且價格實惠。隨著過去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，那就沒有可爭，我們?nèi)紡娏乙驣P網(wǎng)絡(luò)提供的成本相對較低和靈活的分配。

不過，在過去的幾十年中，SDI矩陣改進很大，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)。

“隨著時間的推移，更多的設(shè)備為原生IP，通過IP連接它們的能力將把IP技術(shù)推進更小的系統(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化的一大推動因素。”