IP分配挑战SDI

鲍勃·科瓦奇

在广电行业，两个最起促进作用的特性是成本承受性和总可靠性。在大多数设施内，可靠性最重要，在播出商业广告时，出现故障既令人难堪有代价高昂。而如果某件事物既可靠又负担得起，它定是赢家。

对视频系统的矩阵和信号分配也是如此。在行业转换到数字以及切换台从复杂的模拟视频/音频设备转换到SDI时，矩阵切换台变得越来越简单，越来越负担得起，越来越可靠。由于SDI是专为电视行业量身定制的标准，它完美地满足广播机构的要求。

那么，为什么我们现在讨论用IP技术路由和分配电视信号？视频业不是已经有专为其设计的路由和分配系统了吗？

我们现在讨论IP路由和分配的原因是IP路由比SDI（和模拟音频/视频）便宜，很多情况下便宜一大截。此外，IP路由还要灵活得多，能够发送信号到/从用SDI难以抵达的地点。最后，IP路由现在已经制定了电视分配标准，意味着所有供应商就互操作性达成共识。

“过去几年，广播机构大量采用了基于IP的解决方案，”草谷公司网络高级总监李·布坎南说，“虽然2016年首批系统上线难度很大，但现在我们对这些系统有了足够经验，确保它们以我们预期的表现设计和交付。”

“尽管标准不断演进，但SMPTE ST 2110标准已经使行业标准化于一个以非常高效方式传输视频、音频和辅助数据的格式上，”布坎南继续说道，“这种标准化使得部署多厂家系统更平滑。”

SMPTE标准

通过2017年完成的最初部分，SMPTE ST 2110视频传输标准规定为用于电视节目制作、播出及其它专业媒体应用，与媒体有关的数据在IP网络上实时流传输时的描述、传输和同步方式。好几年来电视节目分配一直在向IP网络转移，而ST 2110标准可能加速这种转移。

我们已就IP路由概念达成共识，它与我们熟悉的SDI路由有何不同？

“在IP中，‘路由器实际上为一个分布式概念——每个设备说IP，而它们被以太网线连接到一个网络（或为了冗余连接到两个网络），”毅美公司网络和基础设施CTO约翰·梅浩特（他亦为SMPTE ST 2110标准起草小组编者）表示，“不说IP的设备需要某种类型的网关，但随着时间的推移那些设备将成为例外。‘路由器现在实际上为一种控制系统，其所有举止都像你的传统矩阵。”

促进电视中心转向IP路由的两个因素是UHD信号的激增和巨大数量的需要路由的信号。

“IP对需要大规模扩展（超过1000个HD信号或250个UHD信号）的系统最有意义，并且有IP原生信号的设备越多越有意义，”梅浩特表示，“对于包含SDI设备且没有演进到UHD要求的中小规模系统，SDI路由依然低风险和节约成本。当前为SDI矩阵的‘黄金时期，产品经过了全面调试，音频加嵌和解嵌以及帧同步器和多画面分割显示器全都嵌入SDI矩阵内，而且技术熟悉因而低風险。”

梅浩特认为IP路由最终将成为大小系统的标准，特别是在迁移UHD信号需求增长时。

现在可行

对于考虑用IP分配取代老化的SDI设备的视频设施，我交谈过的所有专家都表示现在是可行的。不过，它们为两只不同的拦路虎，因此，你必须提出正确的问题。

“最重要的问题是：什么设备将是原生的IP设备（和何时）以及在升级时哪些设备依然为SDI？”梅浩特表示，“这对有多少信号将需要网关和有多少信号被直接连接到网络非常重要。”

“第二个问题是关于系统的总体规模：在合理的短期内（12-18个月）系统需扩展多大？”他继续说道，“格式也将有变化吗（特别是UHD）？这有助于确定适应近期规模的正确的网络架构。”

值得一提的是，IP分配的音频处理方式与它在SDI系统内截然不同。

“SMPTE ST 2110不只是允许音频与视频分开处理，实际上它始终是分开处理的，”梅浩特说，“因此用户必须就如何组织音频做出一些决定。有多少声道集合到每个码流以及为什么？必须找到易用性和灵活性的平衡。”

在SDI系统中，就全设施内信号路由分配来说，压缩和延迟不属于讨论范围。SDI系统也是按照每根电缆发送一路信号设计的。

“使用I P路由器，你必须考虑压缩和网络延迟，但它们提供多个码流，”Blackmagic Design北美销售总监鲍勃·卡尼利亚说，“使用SDI矩阵，你有较长的运行距离、直接连接和更高可靠性，但对码流是1：1比例。”

IP分配将把SDI设备推向曾为运作核心但现在已被更好的东西取代的一大堆不断发展的中间技术吗？

“广播公司必须就他们的要求评估IP和SDI路由以及对他们的具体部署有意义的东西，”卡尼利亚表示，“尽管目前大部分广播公司日常要求依然依赖SDI路由，但在一些方面IP可能已经是他们的总体工作流程的一部分，而且它肯定是未来的一个考虑。”

网速不断增加

草谷的布坎南指出IP网络不断提速以及IP架构的固有好处。

“IP业的发展速度远远超过广播领域任何可以达到的目标，”他说，“此外，100GbE网络速度现在被认为司空见惯，更高接口速度指日可待。作为一个行业，我们现在处于利用这种快速发展速度的有利地位，获得空间、功率、布线和工作效率方面的显著优势。使用IP解决方案，我们还可以选择建立任何情况所要求的冗余度。”

过去20年，传统的矩阵切换台（S D I和模拟）越来越紧凑且价格实惠。随着过去30年间矩阵技术成为主流，可靠性和性能也大大提高。如果传统矩阵依然与30年前一样大、复杂和昂贵，那就没有可争，我们全都强烈要求IP网络提供的成本相对较低和灵活的分配。

不过，在过去的几十年中，SDI矩阵改进很大，令它们现在依然发挥作用。尽管如此，传统矩阵的日子可能屈指可数。

“随着时间的推移，更多的设备为原生IP，通过IP连接它们的能力将把IP技术推进更小的系统和更小的部署内，”梅浩特表示，“转向UHD的工作难度是使用SDI的4倍，因此UHD也是大规模IP化的一大推动因素。”