自適應 SoC，讓IP音視頻傳輸充滿更多可能
2021-03-24
作者：賽靈思專業音視頻、廣播和消費產品部高級經理Rob Green，Macnica Technology 與 AIMS 聯盟董事會成員產品管理總監Andrew Starks
來源：賽靈思
賽靈思專業音視頻、廣播和消費產品部高級經理 Rob Green（左圖）、 Macnica Technology 與 AIMS 聯盟董事會成員產品管理總監 Andrew Starks（右圖）
眾所周知，業界需要作出相應的準備以應對 IP 音視頻傳輸的快速普及。但對于許多仍疑惑于自身的下一代產品應該如何支持 IP 音視頻傳輸的從業者而言，在前途不明朗的情況下選擇任何特定的協議無異于孤注一擲。
顯然，音視頻行業對 IP 傳輸音頻、視頻和相關數據的優勢的了解正日漸深入。IP 網絡特有的擴展能力可支持任何音頻視頻格式，并且能通過 LAN/WAN 和云端多渠道分發內容。網絡可尋址設備可成為“音視頻即服務 （AVaaS）”的基礎，而且依托 IT 行業的成熟與規模實現媒體的廣泛傳輸，顯然都是非常富有吸引力的。但圍繞易用性、穩健性、網絡管理與服務質量、網絡安全與內容保護、廠商間的互操作性等方面，仍然存在大量不確定因素。
作為音視頻行業各種設備制造商的供應商，客戶經常會來咨詢，我們認為哪一種 IP 音視頻傳輸標準將最終勝出。我們看到廣播行業曾經出現過這樣的不確定性和混亂時期。當時存在多項相互競爭的協議（未必是標準），競相角逐同樣的應用，造成整個行業在一段時間里躊躇不前，發展停滯。最終市場接受了真正開放的、可互操作的和可擴展的標準這一正確的發展方向。目前 SMPTE ST 2110 已成為整個行業普遍采用的 IP 音視頻傳輸標準。在專業音視頻行業，我們也看到類似的態勢也正在興起。專業音視頻行業同樣存在多個 IP 音視頻傳輸協議角逐相同的應用領域的情況，包括（且不限于）SDVoE、Dante AV、NDI 和 IPMX。還有封閉系統中使用的大量專有 IP 設計。所有這些協議都優劣各異，在技術上也非常優秀，因此我們的客戶和伙伴應該作何選擇？
注重開放性與切實的互操作性是基礎
專業音視頻行業與廣播行業的不同點在于，前者傾向于接納和采用獨家供應商的封閉式系統，“只要能用就好”。然而與廣播行業相似，系統集成商和設備制造商并不情愿被捆綁在一家供應商上，哪怕這家供應商的產品性能極為優異。能為網絡某個部分的具體用例選擇最合適的產品，并無縫地與網絡另一部分上的其他制造商的產品集成，才是開放 IP 聯網的真正核心理念。在 IP 音視頻傳輸協議方面也存在類似的情況。以 SDVoE 為例。SDVoE 雖然聲稱具有互操作性，但需要對每一個 IP 接口使用專門的 Semtech ASIC 器件。如果廠商獨攬鏈路兩端，各自為政，這能算是真的互操作性嗎？這導致使用該廠商特有器件也會存在風險——如果廠商決定提價（因為此類設計不存在競品供應商），或者出現更壞的情況，因投資回報下降而停止向市場供應該器件，用戶又該怎么辦？健康生態的積極發展離不開開放的標準。這樣的標準易于任何人遵循并能在任何同類功能的器件上實現。
可擴展性與自適應是未來趨勢
ASIC 設計的缺陷在于缺乏適應能力。而這種能力正是 IP 音視頻傳輸這樣缺乏統一標準的領域迫切需要的。如果 ASIC 支持如 10Gb 以太網這樣的固定速率，就無法將其擴展或適配用于不同的用例。用戶需要的是經濟高速的鏈路。如果是全新的部署，可以選用 10G。但是市場上大部分應用仍然使用 1G，因此需要有一種技術能提供高質量、低時延的壓縮，以充分利用已安裝的網絡硬件，而不是徹底地推倒重建。如果要從頭再來，為什么要限定在 10G？為什么不選擇 25G、50G 或者甚至 100G，獲得更大的未來兼容能力？要注意的是，當多條 10G 鏈路處理多個 4K 流的時候，用戶很可能需要更高速度的骨干網絡。8K 顯示器和電視機已經面市，因此如果您最終想升級到 8K 而且將帶寬限定在特定速率，很可能需要多套設備、多種不同的壓縮率或者干脆是新“標準”。
IPMX ——集開放和可擴展于一身的 IP 音視頻傳輸標準
IPMX 基于廣播行業普遍采用、經過驗證的 SMPTE ST 2110 標準，可以解決專業音視頻行業的某些高端需求，包括 HDCP 拷貝保護、網絡發現與注冊、I/O 管理以及專門系統所需的增強型音頻通道映射，包括多通道環繞聲。IPMX 能夠擴展，能夠支持任何速率的壓縮流或無壓縮流，兼容各種視頻格式和碼率。
任何人都可以下載整套標準（可能需要支付文檔費和編解碼器許可費用），然后根據自己的需要開發任何應用，或許就是關于IPMX 標準和規范的最重要的體現，也是開放標準的意義所在。每個按該標準生產產品的制造商都遵循著統一標準。用戶正在確保所有設備能互操作，能夠選擇多家廠商的測試套件和測試設備可供驗證互操作性。IPMX 能在您所選的任何功能器件上實現，避免與獨家廠商捆綁。顯然，如果實現在賽靈思自適應SoC 上，我們自然是歡迎的。如果您使用 Macnica Technology 的 IPMX 解決方案，很可能您的產品也會用到 FPGA 或 SoC。開放的標準化給行業帶來的好處還不止于此。
圖 1：Macnica IPMX 模塊和開發套件
ST 2110 已經過驗證并投入使用。并且隨著美國電影電視工程師協會 (SMPTE)、高級媒體工作流程協會 (AMWA)、視頻服務論壇 VSF 和 IP 媒體解決方案聯盟 （AIMS Alliance） 為 IPMX 添加更多的音視頻專用特性，它能充分利用您的系統中已經存在的軟件平臺和可編程 SoC 器件進行更新。如果您希望將風險控制在最低并兼容未來的 IP 音視頻傳輸設計，IPMX 仍然是值得選擇的標準。事實上，以不變應萬變的做法已被逐漸不適應時代。業界確實存在非常適合 NDI、Dante AV、SDVoE 等的用例。但是一旦 IPMX 全面推出，市場或將不可避免地投向它的懷抱。無論發展態勢如何，市場都會做出最終的決斷！