AV over IP: 什麼是 SMPTE 2110 vs.

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 通過網際網路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。

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。

AV over IP: 什麼是 SMPTE 2110 vs.

 

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。

AV over IP: 什麼是 SMPTE 2110 vs.

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,將多台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。在採用軟體進行定義,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。

AV over IP: 什麼是 SMPTE 2110 vs.

在這4種模式的同時,SDVoE 同時兼容 USB 的數據封裝,甚至可將滑鼠、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,供各類軟體平台調用。

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。

AV over IP: 什麼是 SMPTE 2110 vs.

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,能夠有著更多的想像。

Reference: https://kknews.cc/zh-tw/news/95nn3oj.html

 

更多認識IPTV, AVoIP 與 SDVoE

專業視聽產業已正式並迅速地從模擬時代轉變到數字新世紀,同時日益正朝著以IP為核心的方位挺進。根據Informa分析師預測,該領域的全球市場價值將從2019年的2,470億美元,增長達到2024年的3,250億美元,成為業者不容忽視的一個龐大市場。

AV over IP: 什麼是 SMPTE 2110 vs.

從終端用戶的角度看,與傳統技術相比,基於IP的視頻具有許多的優勢,包括可靠性、靈活性、覆蓋範圍和成本。無怪乎近年來IPTV的各種形式,包括寬頻網絡、酒店業、數位廣告,即時電視轉播和採用視訊的教育訓練;甚而今天已有超過95%的視頻和數位廣告裝置,皆使用著不同版本的IPTV。與此同時,將基於乙太網的網絡應用到新建築物中,已成為一個標準,在大多數使用情況下,IPTV提供了更大的靈活性,更低的成本,更簡單的部署,並最終為適應新需求提供了更大的自由度。

了解IPTV

IPTV是目前最成熟的基於IP視頻技術,IPTV常見的用例是結合點播服務與電視的混合服務。例如,全球大多數大型連鎖酒店都已將IPTV部署為室內娛樂設施,同一系統可用於電視、點播電影、服務預訂和帳單核對等。相似的技術也同樣廣泛部署在日常環境中,例如快餐店中的電子菜單、運動酒吧中的大螢幕,以及全球各地的大型購物中心裡。

該技術的主要優勢在於其成熟度,這也大大幫助了其市場中的普及量度。近年來IPTV在支持更高的解析度(例如4K)以及與其他基於IP的系統集成方面,皆取得了進步。靈活性是另一優勢。具備30年的發展淵源,該技術不斷發展的技術生態系統支持構成IPTV的協議和編解碼器的結合,包括像三星、LG、飛利浦和索尼等公司的新一代顯示器,已可以無需其他本地設備,直接顯示IPTV流。這方面的靈活性還擴展到了較新的設備類別,例如平板電腦和智慧型手機,它們可以通過各種應用程式顯示IPTV流。

但是IPTV在需要以極低的延遲顯示未經壓縮的視頻的更專業的用例中,就稍微處於劣勢。例如在醫療程序中,像內窺鏡檢查的情況下,外科醫生在螢幕上進行的操作與音頻評論之間,不能容許壓縮造成圖像質量的妥協或延遲,否則會導致嚴重後果。

除此之外,在視頻源超過4K、數十米的超大型視頻牆應用中,也不適合使用高度壓縮視頻。在這種情況下,如果視頻源經過壓縮然後按比例放大,將大大影響視頻質量。IPTV所使用的編解碼器更適合自然場景,以及較少壓縮的視頻,比如小文本或詳細圖表等;IPTV的另一個好處是適合需要交互性的應用,例如遠程控制的應用程式,這當中延遲的減少可以提供更平滑的控制。

了解AVoIP和SDVoE

AVoIP,包括高端的SDVoE在內,常用於對高品質和低延遲要求為高度關鍵的用例中,並且日益占主導地位。在很多方面AVoIP在功能上類似IPTV,其最顯著的優勢是在最典型的1Gb乙太網網絡級別上,能夠提供輕度壓縮的視頻;但是這在任何終端,包括典型消費級55英寸LED顯示屏上觀看電視、電影或體育等內容時,由於螢幕不夠大,無法為終端觀眾帶來明顯的視覺優勢。唯有在諸如較小的文本或精度圖表之類的細節很重要的情況下,較高的解析度和視覺質量便能起到作用。

當螢幕開始超過100英寸,或是在達到數米高的電視牆應用中,這種視頻質量的改善才開始更為明顯。因此,迄今大多數AVoIP部署都集中在專業用例上。在由SDVoE主導的更高端應用領域裡,用例幾乎專門用於延遲屬於最大關鍵因素、近乎未壓縮的4K內容。例如在體育場館的主視頻牆或醫學成像應用中,半秒的延遲可以非常關鍵;但對於在酒店使用娛樂內容的住客來說,則沒有任何區別。在遠程控制應用中,例如無人機駕駛,SDVoE的質量和延遲優勢也是這門技術的最大優勢。

在SDVoE出現的同時,市場同時也看到了一系列通過IP傳輸視頻的SMPTE標準的發展。最初為公認標準機構制定、針對廣播行業的標準,或許將成為日後在IP網絡上分發未壓縮或輕度壓縮的視頻的發展大方向。

兩種技術,尤其SDVoE,都需要更先進的網絡來提供未壓縮的視頻,這意味著需要承載多個數據流的用戶,必須在10Gb乙太網的網絡,並且交換機等硬體,甚至是整個機構的結構化布線的升級,進行大量投資。

市場普及度

過去幾年,市場上許多AVoIP解決方案仍相對不成熟,這也使得供應商和可用替代方案的數量受到了限制;這同時也意味著解決方案以及各方面元素的價格居高不下。但是目前基於IP的視頻市場已有無盡的選擇,並且隨著視音頻技術和用例的不斷發展,以及市場轉型和網絡升級所需,可以肯定在可預見的將來,IPTV可以滿足更多企業組織在不同用例中的特殊需求。關鍵在於用例需求始終決定技術選擇,以反映成本、真正的需求和未來擴展的靈活性。

Reference: https://twgreatdaily.com/02KTQW4BMH2_ cNUgO8VW.html

 

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