IP低成本且隨處可得，但它有多適合實時視頻傳輸鏈路？它會取代SDI嗎？同軸電纜是否依然有長久的生命力？

　　基于IP的技術多年來一直被認為是電視廣播的未來，但有一些領域，特別是現場制作，如SDI這樣的專門技術總是占上風，原因是其它技術不能滿意地做這個工作。不過，基于IP的系統(tǒng)取得的進展可能改變這種情況。

　　“SDI已存在相當長時間，極為可靠，但它的問題也很多，”Quantel公司廣播總監(jiān)Trevor Francis說，“它完全為一種點對點系統(tǒng)，沒有元數據負荷而且是半雙向（一個方向或另一個方向）。它還依靠大量如矩陣這樣的傳統(tǒng)硬件。”

　　他相信SDI轉換到IP“合乎邏輯而且可能不可避免”，并且它將意味著“不是非得要有SDI實體架構，我們可以建立能夠按需把任何地方連接到任何地方的虛擬系統(tǒng)”。

　　SDNsequare CEO Lieven Vermaele表示：“業(yè)界一個趨勢是把所有網絡融合為一種技術，而IP/以太網顯然就是這樣的一種技術。”

　　不過，企業(yè)IP網絡、存儲網絡、基于文件的媒體制作網絡和SDI網絡各有不同的要求和特性。為了用一個無所不包的IP/以太網取代它們，其關鍵特性必須是可預測性和可靠性。有了這些特性，他補充道：“這是可能的，IP適合用來取代SDI，適合實時視頻鏈路，而這一切都是以與格式無關的方式。”

　　BBC Stagebox IP授權商L2tek業(yè)務發(fā)展總監(jiān)、共同創(chuàng)辦者Mark Scott-South表示：“利用IP工作流程的靈活性和生產能力，的確大大節(jié)省制作成本。當你不再依賴昂貴的衛(wèi)星運行時間且整個制作團隊不需跑很遠距離到現場，就能用現有基礎設施遠程實現在現場的功能時，節(jié)省下來的費用非常顯著。”

　　盡管IP連接往往被用于實時視頻鏈路，但他承認依然存在以合適價格訪問高速、良好管理的QoS網絡的問題，“在SDI依然很適合的地方，我們不一定要把IP硬塞進每一個點對點鏈路。”

　　盡管IP原非為分發(fā)實時包而設計，但“如果你在傳輸中使用如前向糾錯和可變碼率編碼這樣的必要工具，IP可很容易地處理實況視頻，”TVU Networks CEO Paul Shen表示。其蜂窩ENG發(fā)射器目前已低于1秒的延遲傳輸廣播質量HD視頻，即使在較不穩(wěn)定的3G和4G網絡上。

　　Shen強調：“IP不僅低成本和廣泛可得，它還降低技術開發(fā)成本，原因是它使開發(fā)者免于設計物理層。視應用和環(huán)境，在可預測和可靠的環(huán)境低延遲IP傳輸實時視頻是可能的。”

　　“IP意味著較高時延或較低可靠性是謬見，”Cinegy董事總經理Jan Weigner表示贊同，“目前大部分電視實時信號都已經由MPLS（多協(xié)議標簽交換）或其它IP線路傳輸。”

　　尼威（Nevion）近年來為許多重大現場活動提供基于IP的實時視頻連接，尼威戰(zhàn)略項目的Thomas Heinzer稱其IP編解碼技術能在普通IP網上百分百安全實時傳輸海量視頻、音頻、通話及其它數據。

　　“我們每天使用基于IP的視頻和控制解決方案的經驗顯示IP的強健性，”Adder Technology集團營銷經理Jamie Shepperd表示，“我們的技術在千兆IP上傳輸無損雙頭或雙鏈路視頻，無時延，無丟幀或無斷續(xù)。” 

　　Adder最近委托了一項IP如何用于后期制作的調查。約38%的受訪者當前使用標準的IP設備管理工作流程，29%使用混合的IP和專有技術，只有13%只使用定制技術。那些沒有完全或部分轉向基于IP方案的人的主要擔心是升級設備的成本（38%）和帶寬限制（35%）。

預見性良好

　　“標準IT網絡不完全適合傳輸廣播質量實時視頻（和音頻），因為這些網絡缺乏同步/定時機制且提供欠佳的服務質量（有保證的通過量/帶寬和傳輸），”艾崧公司CEO Jan Eveleens表示。

　　為使IP網絡和數據流完全可靠和可預測，要求：端到端QoS、有保證的高帶寬使用率、全部可能路徑上的智能負載平衡、避免這些數據流之間任何相互干擾的大量數據流擴展性，以及低（可預測的）時延和抖動，Vermaele補充道。

　　不過，“大部分IP/以太網達不到這些要求，只能提供盡力而為的QoS。但是，這并不意味著IP/以太網技術不能滿足這些要求。”

　　Heizer表示贊同：“IP的優(yōu)點顯而易見，包括它無處不在。但它確有局限性，這使其用于高質量實時內容傳輸充滿挑戰(zhàn)。”

　　“IP網絡可能比SDI網絡可靠得多，尤其是在無縫故障恢復方面。你只需恰當的東西——恰當的交換機、恰當的布線，當然首先還得有恰當的架構。新SDN（軟件定義網絡）產品大有幫助。”

　　“在受控環(huán)境，IP可以非常可靠和可預測，”Shen說，“不過，當IP在如互聯(lián)網這樣的公共環(huán)境，總會有某種不可預測性。在IP視頻環(huán)境，壓縮、丟包和包抖動可能對圖像影響非常大。因此，大量如糾錯這樣的技術經常被用于最大限度降低此不利的干擾影響。”

　　為對抗干擾，TVU采用了可變碼率編碼，因此當網絡吞吐率起伏時傳輸可以持續(xù)，再加上前向糾錯，能夠使實時HD可靠傳輸，即使在非常不可靠的3G/4G鏈路或公共互聯(lián)網。

　　“使用IP網絡時的成功關鍵是預先計劃和測試你的連接，特別是在你計劃用重數據流量加載系統(tǒng)的時候，”Scott-South說，“優(yōu)良品質的視頻鏈路，并不僅僅是找到和插入最近的以太網端口，至少目前還不是。我們與許多通信運營商合作，并用適當的網管工具在大量第三方網絡上運行，結果絕對是可預測和可靠的。完全不要指望能夠使用一個共享網絡上99%的理論容量而心存僥幸。”

　　作為其首個RevolutionQ項目的一部分，Quantel現在正開展IP視頻傳輸，接受RTP碼流形式的信號。盡管信號通常IP壓縮傳輸（10、15或20Mb/s），但中心服務器將做的第一件事是把它轉換為100Mb/s AVC-Intra，這大大增加所需的數據存儲。“如果客戶采集海量內容，如新聞或體育，他們不想存儲增加這么多。因此，如果我們能夠邊IP傳輸邊存儲文件，然后僅僅轉換完成的結果為一種更傳統(tǒng)的廣播文件格式，效率就高得多。例如，特別是對新聞，只要使用1%或更低的原始媒介。”Francis表示。

標準偏差

　　“音頻/視頻橋接（AVB）是當前在以太網上以極低時延（2ms網絡時延）可靠傳輸實時、不壓縮音頻和視頻的最佳（唯一）方式，”Eveleens表示，“它提供同步、帶寬管理/保護和流量調整等等，并且已被IEEE標準化，因此對每一個人使用都是開放的。” 

　　SMPTE的2022系列標準能夠映射IP上視頻及其它廣播信號，2022“極好地衡量壓縮和不壓縮廣播信號，并且在核心網內使用一般的IP基礎設施，”Heinzer回應道，“基于SMPTE 2022的設備已經證明用于廣域網上傳輸實時廣播信號的可靠性，從而改進現場制作的工作流程，提高成本效率。SMPTE 2022封包的視頻、音頻和數據可用于電視中心及任何類型的實時內容交換網絡，無論它是本地校園環(huán)境，還是全球廣域網。”

　　“相比之下，AVB僅是針對本地區(qū)域或設施設計，不支持任何壓縮選擇且要求專門的以太網基礎設施，”Heinzer指出，“為了在IP網絡上傳輸AVB映射內容，AVB/IP轉換器是必需的，這是向全IP播出邁進的一大不利條件。”

　　“AVB有前途，但由于它要求交換機、網卡等，要它得到采納并非易事，除非如英特爾或蘋果等巨人公司推進它，”Weigner表示，“各個SMPTE 2022標準對標準以太網是起作用的，但在支持的編解碼乃至規(guī)定不壓縮方面錯失機會。在HEVC時代這是不現實的。DVB或內有任何編解碼選擇的簡單傳輸流聽起來像是贏家，這是我們的資金投向，與此同時使我們的選擇對市場走向保持開放態(tài)度。”

　　AVB在定義適用網絡建立方式以及碼流和資源保存方式方面限制性很大。“這降低效率和基礎設施的可擴展性，而且把計算和預配置工作留給終端用戶，這在一種有很高靈活性和許多可變流程的環(huán)境，幾乎是不可能的任務。”Vermaele補充道。

　　“至于時鐘同步，AVB為更通用的IEEE 1588之上的一個限制性子集，其中它要求網絡中每一個設備都兼容此提議的協(xié)議。”這限制它只能使用遵循AVB的交換機，令99%的現有交換機無法使用。他認為AVB對網絡設計限制太多，以至于不能成為可行的SDI替換標準。例如，“如果想嘗試擴展一個AVB網絡以替換一個HD-SDI矩陣，AVB網絡會被限制在相當于一個2x2矩陣。”

　　IEEE 802.1（適用于諸如時間敏感的網絡）是另一個針對受控IP環(huán)境的標準，而其它技術（如為TVU Grid開發(fā)的專有協(xié)議）能夠優(yōu)化不受控公共互聯(lián)網上的實時視頻傳輸。還有BBC開發(fā)的Stagebox，把IP引入攝像機，而且“在可能情況下，在整個工作流程中保持在IP域，使用標準網絡設備、傳輸協(xié)議和原始編解碼，以便充分利用原有的東西，”Scott-South解釋道，“用10Gb/s鏈路以便最接近復制SDI特點的AVB和努力補償網絡不足的SMPTE 2022依然有重大意義。不過，IT團隊具有現成的完美協(xié)議，而隨著網絡主干容量劇增，廣播標準正在設法解決的許多問題不再有意義。”

　　至于QoS，“沒有標準IP/因特網交換機這樣的東西。這使得必須混用不同類型的網絡交換機，因而導致無保證、較低乃至不受控制/可變的QoS。”Vermaele說。他堅持最好的回應是用軟件定義網絡應用提供SDI或實時視頻網絡替換所需的端到端QoS，但這目前只對某些10/40Gb/s IP交換機有效。

超越HD

　　4K轉換是轉用基于IP的技術遷移這大量數據的理想節(jié)點嗎？

　　Shen表示贊同，“SDI能夠處理UHD。不過，SDI依然為一種單向、單一用途和點對點連接。4K將為廣播機構轉換到更靈活的接口提供自然轉換點。”

　　開發(fā)一種能夠傳輸UHD的SDI的研究正在進行，“但它將碰到突破自我的問題，電纜長度肯定是一個挑戰(zhàn)，而留下的將是一個行業(yè)專屬的非常有限的電路交換、單向接口，成本也沒有多少降低。”Eveleens補充道。

　　但是，今后十年以太網將趨向1Tb/s。“這遠遠超過SDI曾能提供的，”他補充道，“隨著以太網技術日益便宜（10GbE端口已比當前3Gb/s端口便宜）且越來越快以及AVB標準到位，從SDI轉到IT網絡現在是明擺著的事。” 

　　10Gb網變得平常，100Gb網已開始出現，IP網將很適合傳輸4K信號等等。”Shepperd預測。

　　Cinegy在IBC2013演示了4K IP傳輸。“我們的產品能夠出色地做這個工作，現在UHD/4K是一個SDI做不到而IP做得到的時間點。”Weigner表示。

　　“我們必須避免機構不得不為一個特定格式做另一宗投資。我們需要一個能夠適應視頻格式網絡發(fā)展和可變資源要求的解決方案。”Vermaele說。通過現在引入有可控的QoS的IP，他相信SDN概念以及10/40（和即將到來的100）Gb/s IP/以太網交換機將為實時和非實時、2K、4K、8K和以上、不同的幀頻和色深提供與格式無關的視頻網絡。

　　“我確實相信SDI已死，而超越HD也許該考慮光纖而非電纜，”Scott-South表示，“無疑為UHDTV最低可接受規(guī)格的4K 60fps，一個鏈路已需要12Gb/s帶寬，而所有跡象表明我們將迅速轉向更高幀頻和分辨率。世界SDI接口部件主要制造商升特公司（Semtech）已在考慮需要48Gb/s速度的8K 120fps色深，正在與SMPTE合作對之在SDI域標準化。”