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Video Over IP 運作方式

IP 網路上視訊配送的指南

Video Over IP 究竟是什麼?

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Video over IP 和 audio over IP 是網際網路上傳送視訊和音訊內容的一種新方法,很類似串列數位介面 (SDI) 纜線多年來所採用的方法。主要差別在於媒體輸入會拆解成不同串流,然後以個別封包形式,透過網際網路通訊協定 (IP) 網路來傳送,而不是沿著連結兩個離散點的個別 SDI 纜線來傳送。資訊送達目的地之後,就會透過所謂的精確時間通訊協定 (PTP) 的同步技術來重組和排列。

以主流 IP 技術完全取代 SDI 一直都是業界多數人的期望。如今隨著 10G 和 25G 乙太網路交換器普及,移轉至 video over IP 的時機已成熟。

IP 網路的主要優點之一是提供靈活性,而這是 SDI 廣播環境向來所欠缺的。以前進行技術移轉時,必須完全換掉視訊基礎架構。然而,只要交換器有足夠頻寬,IP 可以處理任何內容格式。因此,內容供應商和媒體業者有信心在可預見的將來不必改變基礎架構,投資獲得實際保障。

IP 環境將視訊、音訊和輔助資料 (例如字幕、隱藏式標題和時間碼等資料)結合成單一網路資料流或「管道」,而不像 SDI 所採用的單一資料線路那樣受限。這樣可大幅降低連線之間的複雜性。隨著網路頻寬增加,設備所需的基礎架構會變得更簡單。

基於上述所有理由,video over IP 廣播工作流程開始受到青睞。

技術運作方式?

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有許多複合音效標準定義如何在 IP 網路上傳送專業視訊、音訊和輔助資料 (又稱為中繼資料)。目前,SMPTE 2022 標準主導如何在 IP 網路上傳送高位元速率媒體

在此結構下,視訊、音訊和輔助資料形成同步的資料封包串流一起傳送。這在生產環境中並不理想,因為人們需要操作或編輯個別的資料串流。SMPTE 2110 克服這項挑戰,視訊 (2110-20)、音訊 (2110-30) 和輔助資料 (2110-40) 以分開的 IP 流程傳送,如下所示:

此結構已較適合生產環境,但卻有些複雜,因為需要精確的系統同步技術,以避免相關聯的視訊、音訊和輔助資料以不同時間到達目的地。這些錯誤通常讓客戶感受不佳,例如聲音和演員唇形變化不協調。在 2110 IP 網路中,每個視訊和音訊串流都包含時戳,可避免損失,還能消除錯誤。這些時戳由 SMPTE 2059 和 IEEE 1588 所定義的 PTP (Precision Time Protocol,精確時間通訊協定) 啟用。

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PTP 與視訊和音訊共用相同的網路。這是階層系統,其中,整體參考時序由所謂的 Grandmaster 時脈提供。這提供整體系統參考給端點裝置。此通訊協定包含特定訊息來雙向量測時序,可讓末端裝置調整自己的時間,以精確符合 Grandmaster 的時間。

PTP 同步系統的一項關鍵要素是有兩個以上的 Grandmaster 可提供備援。這表示萬一作用中的 Grandmaster 的網路連線中斷,系統會依賴所謂的最佳主要時脈演算法 (BMCA) 來決定哪個裝置立即接替成為 Grandmaster,以確信整個體驗保持同步。

廣播產業一向依賴備援 (備用) 網路來確保可靠傳送的內容。在 Video over IP 網路中也是如此,SMPTE 2022-7 定義如何使用分開的 IP 路徑來傳送重複的內容,萬一主要路徑的封包順序出現缺口,接收端可以利用訊框編號來執行徹底切換。

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從哪裡開始?

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從 SDI 轉換到純 IP 環境需要經過多年才能達成,而整個期間會存在混合式 SDI/IP 環境。不過,還是一樣需要提供高品質內容給客戶和排解相關的難題。

需要新的技能組合和工具。在當今不斷進化的廣播領域中,脫穎而出的關鍵在於具有可靠的媒體監控和分析工具,以協助工程師在混合式 SDI & IP 網路環境中建立、分析和快速檢修視訊、音訊和輔助內容的傳輸。Tektronix 為專業的 SDI & IP 視訊監控解決方案提供業界標準,也為這兩個環境提供可靠的 Grandmaster 解決方案。請繼續從這裡深入了解此分析及其對您有何用處!

您已開始轉換設備嗎?

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充滿信心移轉到 IP

專家的見解助您實現新的 IP 工作流程

開始進行

我們用來傳送內容的基礎結構,正在從傳統的點對點串列數位介面 (SDI) 型基礎結構轉換到網際網路通訊協定 (IP) 基礎結構,因此我們需要新的工作流程和解決方案。這是不同領域之間的衝突,因為視訊工程師習慣使用 SDI,而網路工程師則熟悉 IP,因此必須有管道可以促使廣播工程師和 IT 專家攜手合作,才能針對這個新的 SDI/IP 混合環境的問題進行故障排除

進一步瞭解新一代媒體的其他趨勢

在其他新一代媒體應用解決方案面臨挑戰?

Video over IP and audio over IP describe a new, internet-based, method of transmitting video and audio content in much the same way Serial Digital Interface (SDI) cables have done for years.

The major difference is that media inputs are deconstructed into different streams and then sent over an Internet Protocol (IP) network as individual packets as opposed to down an individual SDI cable linking two discrete points. Once the information arrives at its destination, it is reassembled and aligned using a synchronization technology known as Precision Time Protocol (PTP).

Full replacement of SDI with mainstream IP technology has long been a vision for many in the industry. With 10G and 25G Ethernet switches now commonplace, the transition to video over IP is gaining momentum.

One of the key benefits of IP networks is the ability to provide a level of flexibility that the SDI broadcast environment has traditionally lacked. During previous technology transitions, the video infrastructure needed to be completely replaced. However, IP allows one to work with any content format as long as there is sufficient bandwidth on the switches. This gives content providers and media operators confidence that their infrastructure will not need to change in the foreseeable future, effectively safeguarding their investment.

In contrast to the constraints of the single data line utilized by SDI, IP environments combine video, audio, and ancillary data (data such as subtitles, closed captions, and timecode) into a single network data flow or “pipe”. This results in a significant reduction in inter-connection complexity. As network bandwidth increases, the infrastructure required by facilities will get ever simpler.

For all of these reasons, video over IP broadcast workflows are becoming increasingly attractive.