真正的互联互通

Kitty

在视频显示界，显示设备分辨率的提升不断推动着传输技术乃至整个音视频技术的革命。用户对视频质量和高稳定性的连接需求从来都是孜孜不倦。在前端，摄像机的图像捕捉和呈现能力越来越接近甚至开始超越人眼在现实世界中的最大辨别力。

在高质量显示需求中，Pro AV在许多垂直行业应用中起着带头作用，比如用户要求与显示设备进行近距离交互，会议室中需要屏幕协作，数字告示牌和LED墙的大幅面显示器需要显示超高清分辨率的图像画面。

从标清、高清到4K，以及正在被行业吹上风口的8K，并从60fps增加到120fps，信号源和显示设备之间要实现稳定的高质量连接对带宽的要求也是跳跃式增长，比如基于HDMI 2.0的未压缩4Kp60视频带宽要求高达18Gbps，从而严重限制了电缆传输距离。

以前，根据所使用协议的不同，要支持更高的分辨率和帧速率需要进行压缩，或者多个视频链接，又或者完全使用新的标准和布线规范。但随着IP在AV行业的普及并支持更高的带宽，大幅扩展了点对点连接的范围，降低基础结构成本，而且用网络设备的灵活性和便捷性使得IP成为了不二之选。

IP音视频技术

与任何新兴技术一样，早期人们采用IP技术也是面临着标准化、专有技术等诸多问题，但随着IP快速被用户认可，各种不同技术和产品之间的互联互通等问题也随之得到解决。专业音频系统确实需要可扩展的功能，独立于分辨率和网络速度的功能，并且不依赖于单个供应商的产品。例如，比较表1中的产品，很明显，SMPTE ST 2110才是真正可扩展且独立于供应商的。

SMPTE ST 2110

SMPTE ST 2110标准套件确保了在未来许多年以内系统的灵活性和可扩展性，因此，ST 2110有很多子标准。

这些子标准可以混合使用，以满足特定的应用或案例。例如，虽然电视广播公司更喜欢未压缩的视频，但许多专业AV用户更喜欢经过压缩的视频（ST 2110-22），从而采用了更具有成本效益的接口，例如1Gbps CAT5电缆。另外，可以使用RP 2110-23聚合多个链接。

另一个重要组成部分是时序和延迟，网络节点的同步性是实现低延迟所必需的， ST 2110-10指定需要根据包含两个子标准的ST 2059标准来同步节点。

它们规定了PTP标准（IEEE 1588v2）的使用以及从PTP时间生成对齐脉冲以对齐媒体（例如视频帧）的过程。 通过以太网进行的同步与通过Genlock进行的同步完全不同，尽管最终结果都差不多。 这是因为以太网采用数据包的传输方式，并且数据包通过网络传输到达目的地所花费的时间也是固定的。PTP协议解决了此问题。为了获得最佳的时序结果，应使用PTP感知开关，但较小的系统就不一定需要了。PTP同步不仅可以确保完美的口形同步，还可以实现超低延迟、实时直播、数字告示的完美同步视频显示。

IP AV控制和管理

网络媒体开放规范（NMOS）由高级媒体工作流程协会（AMWA）开发，用于基于IP的基础结构，以提供除SMPTE ST2110提供的传输层之外的控制和管理层。

NMOS的目标是提供一种方法，以使众多制造商的产品之间具有直接的互操作性，使最终用户和服务提供商可以使用多个制造商的同类最佳组件来构建系统。此外，欧洲广播公司联盟（EBU）强制要求采用NMOS規范来建立和管理基于IP的媒体设施。AMWA提供了几种NMOS规范，其中三个关键组件是IS-04，IS-05和IS-08。

IS-04——发现和注册

IS-04使ST 2110设备可以在网络上发现和注册以及发布其功能。可以通过MDNS或DNS-SD自动找到注册和发现服务器（RDS），以实现真正的即插即用，这是专业AV急需的功能。

IS-05——连接管理

IS-05使ST 2110设备可以通过任何广播控制器，以标准方式进行配置和切换。比如类似HDMI路由器的按钮面板或通过简单HTTP API的软控制面板来进行控制和切换。有了NMOS，用户彻底告别了必须采用特定供应商的控制编程系统的时代！

IS-08——音频通道映射

IS-08引入了音频通道映射，这是一项关键功能，使音频通道可以在发送器或接收器处重新映射，IS-08 API支持将多种不同的音频流路由到任何接收器。

未来发展

标准化的下一步主要目标是使系统之间的互操作性和可用性更加容易。 IS-09目前正在开发中，用于定义系统级API，该API可使网络上的媒体节点在首次安装时访问全局系统参数，以便它们在（重新）连接后立即开始工作。JT-NM TR1001.1的目标是通过最少的用户交互来简化连接和配置。NMOS的其他目标主要集中在安全性上，包括使用HTTPS（加密控制）和访问控制以确保AV系统不会被未经授权的用户破坏。

互通性

ST 2110是专为跨多个供应商实现无缝互操作而设计的，这是加快采用率的关键。对于用户来说，选择性被固定在单个供应商当然是不友好的，能够通过在这种互操作性来实现不同厂商产品之间的互通，当然是用户梦寐以求的。

为了推进互操作性测试，EBU和IRT与网络媒体联合任务组（JTNM）一起启动了“ JT-NM Tested”测试程序。来自世界各地的ST 2110产品供应商会定期受到邀请参加盛会。 JT-NM管理数据包的电气传输和NMOS控制系统的兼容性测试。 他们在JT-NM.org上发布了详细的报告，使人们确信购买的系统将是真正可互操作的。

面向专业视听市场的IP KVM

尽管ST 2110标准套件中未明确定义用于键盘和鼠标扩展的USB over IP的标准和规格，但是PESA交换系统与Nextera Video合作，以基于ST 2110和NMOS Control的原理开发KVM系统，这样位于多个位置的计算机可以连接到IP网络中，并实现了IP网络到达的任何位置的用户进行控制。

该系统通过商用1G铜以太网链路最多支持60帧的4K视频，从而实现了经济高效的扩展。视觉无损压缩和超低延迟，为用户提供了身临其境的远程PC前面体验。

适用于IP AV的自适应平台

借助AV over IP和ST 2110等新兴技术，快速适应新技术带来的变化非常重要。尽管有些设备是专为基于IP的系统安装而设计的，但许多设计人员还是喜欢采用可编程平台，例如独立的FPGA，或者更常见的是将FPGA架构与嵌入式ARM处理器结合在一起的SoC。这提供了软件和AV以及以太网/ IP流量之间的理想链接，将接口与同一设备中的视频，音频和软件处理功能结合在一起。

这些设备的可编程特性意味着它们可适应新的、不断变化的视频格式和编解码器，并具有可扩展性和完全的灵活性，以支持多通道AV和软件堆栈以实现可靠的网络传输。此外，FPGA核心供应商（如Nextera Video和Adeas）提供了完整的解决方案，使制造商能够更快地将产品推向市场。

结论

尽管ST 2110最初是为电视广播领域而开发的，但它可以轻松适合于许多专业音视频应用中，从高端市场的未压缩10/25G到商用市场的压缩1G。它与分辨率和网络速度无关，并且通用标准（NMOS）控制接口可实现具有成本效益的控制器。最后，ST 2110/ NMOS的互操作性使最终客户能够无缝地使用多供应商解决方案。