【摘要】隨著科學技術的飛躍進步，廣播電視行業已經進入多元化、快速發展的時期。近些年來，隨著廣播電視行業在公共互聯網傳輸的需求增加， SRT協議應運而生，這是一種天然的延遲視頻流傳輸協議，旨在優化公共互聯網中視頻流的可靠性、安全性等性能?；诠W傳輸的案例增多，支持公網傳輸的協議也如雨后春筍一般，RIST就是其中最具代表性的協議。

本文將重點介紹RI ST協議的功能特性、應用場景，并通過對RIST協議的簡單測試，表明RIST協議的穩定性、延時達到了預期要求，為進一步深入研究提供有力保障。

【關鍵字】RIST  SRT  組播  延時

一．研究背景

隨著科學技術的飛躍進步，廣播電視行業已經進入多元化、快速發展的時期。新技術的出現，也引領新媒體傳輸手段的大量涌現。

2013年I B C展會發布了由Haivision公司進行研發的SRT協議，該協議基于UDP協議簇，面向公共互聯網傳輸，具有ARQ丟包重傳機制、開放SDK、加密及良好的延時，在廣電領域有廣泛應用，并極大的推動了公網傳輸的發展。近些年，隨著公網傳輸的案例越來越多，支持公網傳輸的協議也如雨后春筍一般，RIST就是其中最具代表性的協議。

在2017年VSF視頻服務論壇聯盟發布了基于TR-06標準的RIST協議。與SRT協議不同，RIST協議不是由一家公司研發，而是由多個公司共同研發。在丟包率容忍度、組播支持、備份機制及加密種類一些特點上，RIST協議具有領先優勢。

二．RIST協議概述

R I S T協議全稱可靠的互聯網流媒體傳輸，主要基于流傳輸協議R T P和R T C P。R T P發送端口為偶數P，則R T C P端口為P+1。如圖1所示，發送端RT C P使用S e n d e r R e p o r t+C N A M E，接收端使用Receiver Report+CNAME。RIST協議和SRT協議有很多相似之處，也具有網絡丟包重傳機制，只是不同于SRT協議，RIST協議主要基于NACK負向反饋方式，接收方只有在沒有收到數據的時候才通知發送方，這樣可以極大的節省網絡帶寬。

圖1 RIST協議傳輸原理

如圖2所示，現行RIST協議主要有兩種配置文件，簡易配置文件和主配置文件。

圖2 RIST協議配置文件

簡易配置文件的基礎流是基于標準RTP協議，且與非RTP設備也可適配，其余特性還包括：基于ARQ的數據包恢復（可以在50%的丟包率下完成恢復），支持組播協議傳輸以及多鏈接冗余路由，同時還支持ST 2022-1、-2：TS over RTP。

主配置文件在傳輸時可以將多個流結合到RIST Tunnel接口，簡化了繁瑣的IT配置，對于任何類型的IP數據也有可支持的選項。另外在數據加密時，主配置文件相較于簡易配置文件還提供可選擇的AES加密方式。除此之外，RIST協議還具有一些其他特性，例如通過刪除空包進行頻帶優化，支持高比特率操作等。

三．RIST協議特性 

RIST協議具有冗余特性、組播特性、加密特性、丟包重傳特性和兼容特性。

1．冗余特性

RIST協議在傳輸鏈路主備冗余設計上有鏈路聚合和無縫倒換兩種模式。由于廣電領域具有極高的安全播出特性，無縫倒換模式將得到更多的應用，將主備路的數據流完全鏡像，當一路存在問題時，另一路會無縫接管，畫面不會出現間斷、靜幀等問題。

2．組播特性

目前，基于信道編碼的傳輸協議中大多數不支持組播方式，而RIST協議既支持單播又支持組播，在簡化配置方面也有著顯著的優勢?；赗IST Tunnel技術，網絡業務提供商會在公網中建立GRE管道適配組播傳輸，如果需要加密，則會配置IPsec Tunnel技術。在局域網環境下，RIST協議無需配置RIST Tunnel，就可以使用組播方式。RIST Tunnel方式具有server和client兩種配置屬性，類似于SRT協議中的listener和caller，在server端只需要1個公網地址。

在一些支持RIST協議產品中，還具備NAT方式，這樣就可以將一個公網地址映射出不同的地址，可以對未來的使用場景提供更為豐富的拓展。

3．加密特性

根據RIST Main Profile定義，分為PSK和DTLS兩種加密模式。眾所周知，DTLS是基于UDP協議的安全加密協議，具有身份驗證和流加密兩個最為主要特性。所以，RIST協議在安全傳輸層面有其獨到之處。如圖3所示，為Main Profile的加密描述。

圖3 RIST Main Profile加密

4．丟包重傳特性

與SRT協議一樣，RIST協議一樣具有ARQ丟包重傳機制，在測試環境中，丟包率大于85%時，其未恢復數據依然為0。

5．兼容特性

隨著RIST協議的發展，兼容RIST的插件也日漸增長，例如目前廣泛應用的抓包工具Wireshark以及視頻播放器VLC都增加了RIST協議插件，手機端APP公司larix broadcast，也是在其傳統的RTMP協議、SRT協議以外擴展支持RIST協議。

四．RIST協議在廣電中的應用

1.云制播

近年來廣電領域正在面向輕量化制作的轉型，未來云制播、云傳輸則成為了主流趨勢。針對云集群架構中，虛擬化部署或容器部署就變得尤為重要。在實際測試中，其通過在云中部署了一臺虛擬機和一臺Docker應用，最終通過測試發現，系統功能運行正常，穩定性較好。

新媒體或者融媒體云制播解決方案的核心是在云端進行制作、播出，而RIST協議最好的應用方式也是針對本地到云的穿越。與目前常用協議不同， RIST可以在公網使用組播、DTLS深度加密、超大丟包重傳及2022-7冗余倒換，這些功能都完美適配了廣電領域的云制播應用場景。所以未來云制播應用結合RIST協議傳輸將會是一套完整的應用于廣電云制播解決方案。

2.遠程制作

近年來隨著遠程制作需求的不斷擴張，廣電行業在畫面質量、延時以及成本的考量中尋找最為平衡的方案。例如裸光纖加基帶傳輸的方案將延時和畫質做到了極致，但經過網絡業務提供商開裸光纖鏈路的成本也是極高的。JPEG組織推出的JPEG-XS淺壓解決方案，很好地解決了畫質和延時問題，但同樣需要面對成本較高的問題。作為行業內新標準，JPEG-XS支持的廠家產品有限，也是現階段的一個很大難題。而以H.264、H.265為代表的深壓縮方案,雖然對成本的要求較低，但卻對畫質、延時挑戰較高。

如圖11所示，基于公網或者專線傳輸，通過一條5G邊緣計算專線和一條5G鏈路公網傳輸混合方式，以RIST封裝協議來進行遠程制作或者遠程傳輸的回傳，既降低了傳輸成本，又較好的解決了畫質和延時的問題。

圖4 RIST協議遠程制作架構

3.分發端

除了RIST協議在Contribution領域的應用，其還在分發領域有著更為突出的應用。試想一下，對應OTT用戶，如果直接將低碼的業務流送至CDN進行分發，勢必要在低碼流層面會面臨各種協議的轉換，如RIST、SRT、RTMP、 HLS等，結合上面制作的考量，如果用RIST協議進行公網傳輸，很大的應用場景則是RIST-HLS給CDN切片的協議轉換，當然協議轉換種類不僅限于此。

除了點對點的傳輸方式，RIST還支持點到多點以及多點到點的方式，可以將一種傳輸協議標準轉換為不同傳輸協議，通過“failover”模式，可將不同傳輸協議轉換為一種傳輸協議，相當于一個“多選一”的倒換開關。

最后結合前面提到的云架構部署，一般的OTT用戶在部署CDN時會選擇在云中部署，RIST協議轉換產品就可以天然適配在云端部署，從而為用戶提供了最為方便的使用模式，同時也為以后的業務擴展提供了最為靈活的方式。

五．RIST協議延時測試

RIST從封裝到解封裝，背靠背兩端延時大約在100ms左右，基于公網延時約為500ms左右。

我們在做基于Sienna云端制作和DVG協議轉換測試的時候，對RI S T的延時屬性進行了測試。如下圖5所示，4K和高清信號通過部署在云端的Sienna系統進行視音頻制作后，經過同樣部署在云端的DVG協議轉換系統，一路將SRT轉換為碼率6M的RTMP到手機端VLC，另一路將SRT轉換為碼率為40M的RIST到本地筆記本電腦，由于VLC不支持RIST協議，所以在本地DVG先將RIST轉換成RTP，再到本地筆記本VLC。經過全鏈路延時測試得到RTMP到本地的延時為10.8s，RIST到本地的延時為5.8s。通過測試結果，我們可以看出RIST的延時低于當下常用的RTMP協議。

圖5 RIST延時測試

六．總結與展望

現階段國外已經有了一些關于RIST協議的應用案例，例如Canal+非洲站、美國Pennsylvania Cable Network有線網、德國NRWision電視節目制作公司等，國內廣電行業也有過一些基于RIST協議產品的嘗試。

隨著傳統廣電設備廠商支持RIST協議越來越多，未來RIST協議在廣播電視行業將會有更多的應用和解決方案。 RIST也將成為繼SRT之后，另一個被值得關注的傳輸協議。B&P