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SMPTE 2110 IP标准签发后,广播商们还将面临什么困难?

时间:2018-05-16  作者:  来源:慧聪音响灯光网

  神州音响网讯:SMPTE 2110 IP标准刚刚签发,广播商们都在不遗余力的推广以克服SDI的诸多限制。《ProAVLAsia-亚洲专业视听》对话Axon首席执行官Jan Eveleens为我们评估行业内仍然面临的困难。

  

 

  背景

  在专业广播电视转向基于IP架构的过程中,始终存在一个主要的障碍,就是网络控制。本质上讲,IP网络缺乏真实的实时广播环境所需要的预测性和服务质量(QoS)。网络阻塞、带宽管理、网络配置以及新设备加入或旧设备移除导致的网络节点的动态变化的识别和计算,以及新技术带来的故障排除时效性问题等等都会让现有的广播工作变得更加复杂。

  

 

  解决这些问题首先要从传输信号的格式下手,比如S2022或S2110,这只是你要搭建一个IP化广播系统架构相对较小的部分。当然,确保网络中的每个节点都说同样的语言(比如遵循同样的标准)是非常必要的。但去定义一个合适的传输格式和航天科学又大不相同。全行业花了很长时间去落实这部分工作,因为很多大的、具有支配性地位的公司都尝试去推行自己的标准。

  S2022标准的推行则是另一个错误,因为这个标准远非演播室或转播车IP架构所需要的理想版本,它没有考虑到这种应用场景,首先S2022不支持超高清(UHD)格式;其次在视频带宽传输方面浪费了20%到40%;最后当工作人员仅需要对音频部分进行编辑时非常低效。需要接收1.5Gbps或3Gbps的数据流同时要解嵌音频。

  随着近期众多公司接受了S2110标准,传输格式端的问题现在可以说被“解决”了。

  障碍

  不过,信号/设备的时间基准是另一个大问题。在IP环境下,我们同样需要为广播应用提供一个等同于原先传统同步机制的时间基准。基础的以太网并没有时基的观念,但是IT界在这些年中已经意识到了这个问题并拥有了应对不同问题的解决方案即精确定时协议(Precise Timing Protocol, PTP)。幸运的是在这个问题上大家没有扯破太久,行业内很快就建立起一个覆盖范围、应用领域极广的PTP标准:IEEE1588。IEEE1588是一个广义的标准,SMPTE则为其创建了一个特殊的封装格式(以及一些广播定制元素的扩展,如时间码等等)最终形成了S2059标准。

  不幸的是, 恰当的实施IEEE1588/S2059并不容易,大多数公司掌握并巩固其知识并部署该标准还需要一段时间。此外,SMPTE在创建S2059标准时并未与AES沟通,这意味着AES67(也使用了IEEE1588的另一种封装格式)和S2059并不能完美迭代。这个问题已经被注意到并正在解决当中。另外一个比较大的问题是很多广播商拥有的,并且已经 在业界使用广为IP音频系统采用的是IEEE1588的另一个版本,即IEEE1588 v1版本,而S2059和AES67使用的是IEEE1588 v2版本。目前,在同一个网络下并不能同时运行IEEE158 v1和IEEE1588 v2这两种版本。

  

 

  最后,很少有人了解的障碍是在向IP架构转变的过程中,如何进行网络控制和管理也是一个重要的难题。主要的挑战在于以太网/IP网络本质上缺乏真实的实时广播环境所需要的预测性和服务质量(QoS)。最大的问题在于在以太网/IP网络中,传输流中的个体元素互相之间并没有保护,因此网络流量是很难被预测的,发生临时网络阻塞前,我们很难得到预警。

  IP网络和现实中的交通路况很相似,非常难以预测。在车流量大时会发生交通阻塞,而车流量正常也会因为事故造成拥堵,车流量大的时候,交通事故发生概率就更高了。在IP网络中,阻塞意味着数据会发生丢包或丢失的现象,在专业广播应用环境下,这是不能被接受的。因此IP网络的流量和带宽控制在专业广播应用中必须非常可靠有效才行。

  通常“SDN”(软件定义的网络)会被使用或与此联系起来。这个术语的问题在于它没有明确的定义,这意味着不同的人的理解会发生偏差,因此应当慎重考虑。

  IP网络存在的另一个问题是,每个节点都连接到相同的网络中,而这些节点是动态变化的,尤其当新设备连入或旧设备移除时。因此整个网络需要具备在短时间内动态识别现有节点并了解节点设备特性的能力。于此相关的是一个非常基础的,但有十分重要的概念,IP地址管理。这个能成为一个真正的痛点,特别是在大型系统中,为使用造成相当大的困扰。此外,当今的以太网/IP交换机是非常复杂精密的设备,有很多功能、设置选项,因此正确恰当的设置网络参数远非简单的事情。

  对系统采取有效的监控,并有有效的故障排查工具对这个新兴的IP世界来说同样重要。标准的、广播商们已经拥有的工具或IT领域的工具对专业广播领域应用来说是远远不够的。需要引入更多的功能才行,特别是对于大型分布式系统来说。

  未来

  为了清除这些现有的障碍,高级媒体工作流程协会(Advanced Media Work flow Association,AMWA)发布了NMOS倡议,围绕网络管理和控制领域中最重要的问题提出建议的标准。这个倡议的好处在于它在广播和控制软件系统之间提供了一个明确的标准,如Cerebrum平台,并且提供网络节点和交换机进行发现、枚举、连接管理和网络管理。最终,它会让不同厂商的产品在这一层面实现互操作。

  

 

  AMWA的工作仍在进行中,发现、枚举以及连接管理已经足够先进,但是网络管理方面仍然面临一些问题,还处于起步阶段。首套系统预期在2017年底问世。

  我们还有很多空间需要提升。AMWA在未来将会有很多重要的举措来解决在IP环境下携带辅助/元数据的方法,在IP环境下携带压缩数据流(比如TICO和VC-2)的方法,最终找到将 IP连 接虚拟化并进行处理的方法。这些都是AMWA工作路线图上的重要课题。

  

 

  拟定的AMWA路线图覆盖到2020 年

  抛开这些障碍不谈,IP化无疑是未来的发展方向。在传输格式和信号时间基准层面已经能够搭建起IP化的网络系统并实现互操作。在网络管理和控制方面我们仍然需要非常小心,在设计时需要慎之又慎。大多数发现的问题和挑战可能在未来的6到12个月内逐渐明晰。我预测,到2019年初,IP系统会真正成为主流。

  

SMPTE 2110 IP标准签发后,广播商们还将面临什么困难?

 

  AIMS ST 2110发展流程图

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