乾貨 | AV over IP 技術:SMPTE 2110 與 SDVoE 對比

首先,我們從 AV 開始說起。

簡單來說,AV 代表著 Audio and Video,也就是聲音和圖像,是組成電視、電影、視頻等等的基本元素。

基本上,我們生活中看到的聽到的,都可以稱作為AV。在傳統AV架構中,大部分通過線纜和中繼來進行傳輸,但是隨著對傳輸距離以及清晰度要求的提高,傳統AV架構不能再滿足其需求。

而 AV over IP 通過互聯網協議來進行音頻及視頻傳輸的技術解決了這一問題,原先的音視頻信號接收器被變成了解碼器、音頻切換器變為了交換機。

在《有哪些事情「看起來簡單,做起來難」?》中也有提及。

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傳統AV架構與AV over IP架構對比

當然具體的實現方式有所不同,其中最為翹楚的兩個是來自於廣電領域的SMPTE 2110(這裡泛指SMPTE 2110及相關的協議棧)及專業AV領域的SDVoE。

這兩個技術的共同點都來自於它們的高轉換效率,將SDI / HDMI中的AV信號,通過編解碼,不進行壓縮直接轉化成IP數據包。這整個編/傳/解的過程,不會給視頻傳輸增加延時。

似乎看起來相近,但其中還是存在一些差別——

SMPTE 2110

SMPTE 2110 主要將 SDI 的 AV 信號轉換成 IP,並且同時將音頻、視頻、數據三種信號進行區分,形成三種IP數據流。通過這樣的技術處理,在傳輸的過程中,就可以分別對這三種信號進行處理。

當然因為三種信號的分開與重新合併,需要高精準的同步,因此 SMPTE 2110也需要採用 PTP 協議來校準時鐘,並且在網絡中所有參與的交換機,都支持 PTP 功能,以確保所有音視頻最後的同步轉換。

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SMPTE 2110 主要是為了解決三種信號的 IP 化傳輸與同步的功能,更多存在於廣電應用場景,所以對於USB、IR、RS-232等數據、控制等功能的支持不佳。

此外,由於廣電的專業屬性較強,更多是採用專業設備來組成 SMPTE 網絡,價格通常百萬級別起步遠超商用設備的範疇,對於功能的定製空間也幾乎為零。

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SDVoE

SDVoE 主要將 HDMI 信號以零延時、無壓縮的形式轉換到IP網絡(10G)上。由於HDMI信號的特性,SDVoE的數據中同時包含了音頻、視頻和數據,並沒有將其分開成為三路數據流,而是合而為一。

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相較於 SMPTE 2110 的較高專業性,SDVoE 提供了4種基本的工作模式供用戶選擇——

  • Genlocking 模式

通過啟用編碼器和解碼器的校準時鐘,來保障視頻源/目的之間的絕對零延時。對延時敏感的應用,如醫療微創手術室和視頻現場直播,都可基於這個模式來保障視頻的延時與同步。

  • Fast Switching 模式

在多個視頻源之間進行切換的時候,這個模式保障了快速的切換,零幀的丟失(不會出現黑屏),在指揮中心、現場直播等需要頻繁切換的場景中特別適用。

  • Video Wall模式

用於將多個小畫面拼接成一個大型視頻牆,廣泛應用於各種LCD/LED拼接牆。在投影技術突飛猛進的今天,也經常用於天幕、穹幕、球幕等 4D 影院的建設使用,將多臺投影機的投影效果進行拼接。

  • Multi-View模式

適用於將一個大畫面切割成若干小畫面,也適用於視頻開窗和畫中畫。在採用軟件進行定義,再配合可視化UI界面之後,這個功能在各種直播節目中發揮了極大的作用。

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在這4種模式的同時,SDVoE 同時兼容 USB 的數據封裝,甚至可將鼠標、鍵盤的控制數據加入 SDVoE 數據流,實現 KVM 的功能。

也兼容IR / RS232 / 3.5音頻等數據源的接入,並以 API 接口的方式,供各類軟件平臺調用。

最後,在價格問題上,SDVoE的民用特性較為明顯,10萬左右的起步價一般的商業用戶都能夠承受得起。即使是大範圍部署在大型的指揮中心及主題樂園,價格也是相當友好。

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總結一下——

SMPTE 2110與 SDI 的結合,在廣電領域與專業應用上,毫無疑問是最適合的方案。

而 SDVoE 更適合飲用場景多樣化的商業環境,例如體育場館、演唱會、指揮中心KVM等等。同時具有 API 接口的方式,能夠有著更多的想象。


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