干货 | AV over IP 技术:SMPTE 2110 与 SDVoE 对比

首先,我们从 AV 开始说起。

简单来说,AV 代表着 Audio and Video,也就是声音和图像,是组成电视、电影、视频等等的基本元素。

基本上,我们生活中看到的听到的,都可以称作为AV。在传统AV架构中,大部分通过线缆和中继来进行传输,但是随着对传输距离以及清晰度要求的提高,传统AV架构不能再满足其需求。

而 AV over IP 通过互联网协议来进行音频及视频传输的技术解决了这一问题,原先的音视频信号接收器被变成了解码器、音频切换器变为了交换机。

在《有哪些事情「看起来简单,做起来难」?》中也有提及。

传统AV架构与AV over IP架构对比

当然具体的实现方式有所不同,其中最为翘楚的两个是来自于广电领域的SMPTE 2110(这里泛指SMPTE 2110及相关的协议栈)及专业AV领域的SDVoE。

这两个技术的共同点都来自于它们的高转换效率,将SDI / HDMI中的AV信号,通过编解码,不进行压缩直接转化成IP数据包。这整个编/传/解的过程,不会给视频传输增加延时。

似乎看起来相近,但其中还是存在一些差别——

SMPTE 2110

SMPTE 2110 主要将 SDI 的 AV 信号转换成 IP,并且同时将音频、视频、数据三种信号进行区分,形成三种IP数据流。通过这样的技术处理,在传输的过程中,就可以分别对这三种信号进行处理。

当然因为三种信号的分开与重新合并,需要高精准的同步,因此 SMPTE 2110也需要采用 PTP 协议来校准时钟,并且在网络中所有参与的交换机,都支持 PTP 功能,以确保所有音视频最后的同步转换。

SMPTE 2110 主要是为了解决三种信号的 IP 化传输与同步的功能,更多存在于广电应用场景,所以对于USB、IR、RS-232等数据、控制等功能的支持不佳。

此外,由于广电的专业属性较强,更多是采用专业设备来组成 SMPTE 网络,价格通常百万级别起步远超商用设备的范畴,对于功能的定制空间也几乎为零。

SDVoE

SDVoE 主要将 HDMI 信号以零延时、无压缩的形式转换到IP网络(10G)上。由于HDMI信号的特性,SDVoE的数据中同时包含了音频、视频和数据,并没有将其分开成为三路数据流,而是合而为一。

相较于 SMPTE 2110 的较高专业性,SDVoE 提供了4种基本的工作模式供用户选择——

Genlocking 模式

通过启用编码器和解码器的校准时钟,来保障视频源/目的之间的绝对零延时。对延时敏感的应用,如医疗微创手术室和视频现场直播,都可基于这个模式来保障视频的延时与同步。

Fast Switching 模式

在多个视频源之间进行切换的时候,这个模式保障了快速的切换,零帧的丢失(不会出现黑屏),在指挥中心、现场直播等需要频繁切换的场景中特别适用。

Video Wall模式

用于将多个小画面拼接成一个大型视频墙,广泛应用于各种LCD/LED拼接墙。在投影技术突飞猛进的今天,也经常用于天幕、穹幕、球幕等 4D 影院的建设使用,将多台投影机的投影效果进行拼接。

Multi-View模式

适用于将一个大画面切割成若干小画面,也适用于视频开窗和画中画。在采用软件进行定义,再配合可视化UI界面之后,这个功能在各种直播节目中发挥了极大的作用。

在这4种模式的同时,SDVoE 同时兼容 USB 的数据封装,甚至可将鼠标、键盘的控制数据加入 SDVoE 数据流,实现 KVM 的功能。

也兼容IR / RS232 / 3.5音频等数据源的接入,并以 API 接口的方式,供各类软件平台调用。

最后,在价格问题上,SDVoE的民用特性较为明显,10万左右的起步价一般的商业用户都能够承受得起。即使是大范围部署在大型的指挥中心及主题乐园,价格也是相当友好。

总结一下——

SMPTE 2110与 SDI 的结合,在广电领域与专业应用上,毫无疑问是最适合的方案。

而 SDVoE 更适合饮用场景多样化的商业环境,例如体育场馆、演唱会、指挥中心KVM等等。同时具有 API 接口的方式,能够有着更多的想象。