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乙太網路封包路由技術加速視訊轉換頻寬升級

上網時間: 2012年06月08日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:路由器  LAN  WAN  封包交換 

作者:Juan Garza

視訊產品行銷經理

Vitesse公司

視訊轉換現已呈現兩種技術趨勢,這兩種趨勢正迅速改變專業工作室的任務。視訊編輯中使用的主體訊號從類比訊號演變成標準解析度數位訊號,然後迅速轉換成高解析和幾種頻寬更高的標準。視訊聚合曾經以點對點專用數位串流為特徵,而現在將利用封包交換技術,並將乙太網路作為第二層傳遞機制。

當然,專業工作室定義的視訊轉換與企業LAN甚至WAN骨幹網路中使用的封包交換技術截然不同。而透過對核心技術進行修改和擴展,出現了可使乙太網路從企業轉移到廠商網路的廠商級乙太網路技術。

採用乙太網路的優勢在於統一的標準,這樣可以實現更高的傳輸量,因此能夠削減部署和營運成本。此外,每鏈路10Gbps乙太網路頻寬的出現以及音視訊橋接(AVB)等特定於音視訊的機制為工作室環境中未被壓縮的高解析訊號的傳遞、傳送和切換打下了基礎。

在高解析訊號流行之前,專業工作室混控制標準解析訊號和複合視訊訊號對於硬體的要求相當高。

3G HDTV、3D HDTV、4K2K和超高解析標準逐步而穩定的出現,將頻寬要求速度帶入數十Gbps的水準。隨著本地和國內外高解析產品的拓展以及可望發展到1080p和3D廣播的趨勢,這種速度要求將進一步增加。

同時,對視訊訊號進行編輯和混頻的第一階段工作從中央工作室移到遠端數位電視轉播車已經對硬體提出了新的需求,在低功耗和高整合度方面達到新的高度。目前,這兩個目標已經超出了對訊號品質的要求,可以保持對觀眾進行不間斷播出。

基於站點的視訊轉換技術現已出現兩種支援密集轉換的趨勢。視訊網路中IP網路閘道的出現為實現某些用於廣播設備的網路拓樸創造了條件,使其能夠擷取和發送來自遠端站點的未經壓縮的高解析視訊。

此外,廣播設備還透過使用更密集、性能更高的開關來簡化總傳送系統架構,這類開關可望替代像半輛卡車一樣大的龐大的遠端工作室拖車。小型視訊轉換平台可以在遠端傳送中實現更小的尺寸、更低的功耗和更簡單的架構。

高頻寬流量的封包是一種新興的趨勢,這種趨勢已經在電信和廠商級環境中失去作用。數位視訊編輯凸顯了新視訊轉換架構的要求。視訊產業已經從透過RF電纜傳送的類比輸入和複合流量演變到具有複雜控制、可擴展性和嵌入式音訊功能的新興架構。

這與廠商級乙太網路技術中實現的某些作業、管理和性能監測功能類似。雖然與多埠Gbps乙太網路開關相較,視訊開關仍然以更大的規模推進著性能和可擴展性的發展,但是晶片級要求卻與封包交換更加接近,特別是在整合式低延遲路由和服務品質封包優先級技術方面。此外,像IEEE 1588協議這樣的精密定時協議可以實現微秒以下範圍的封包同步和精密定時。

如果過渡到多Gbps和十Gbps協議,高解析視訊轉換到全封包基礎設備的要求將具有更高的意義。在有電信流量的情況下,轉換到封包視訊將帶來革命性的成果,這項成果已經在近年來得到了專用硬體供應商和美國電影與電視工程師協會(SMPTE)的認可。

具有與電信和CATV封包流量的互通作業性產品現已浮出水面。其顯著的優勢在於簡化了廠商級網路架構,降低了複雜性和工作成本。初步開發工作在10Gbps視訊協議基礎上展開,將高階標準瞄準10G、40G和100G乙太網路。

在展開SDI工作的同時,美國電影與電視工程師協會還在研究IP視訊(Video Over IP)標準,該標準已經實現了用於視訊傳送和正向糾錯的SMPTE 2022等新標準。當一個專業視訊工作室選擇採用封包傳輸技術時,它必須採用有效的端到端QoS策略,以確保封包丟失率最小。

或者,它必須透過採用在SMPTE 2022中規定的FEC技術,保留在接收端重建封包丟失的能力。無論在何種情況下,這些趨勢都傾向於採用熟悉QoS、網路定時和FEC技術以及傳統的SMPTE SDI方案的廠商提供的半導體開關和實體層設備。

隨著視訊架構的不斷演進,現有的專用點對點架構有可能讓步於與廠商級應用和電信應用中使用的標準化高頻寬乙太網路開關類似的封包路由器技術。不斷實現更高的可擴展性和3-10Gbs範圍內更高的每埠速度,催生出QoS、定時、光學傳輸和FEC等廠商級乙太網路領域的各種新興技術。

新的視訊開關要求不再以過去需要多少個埠的方式體現,而是需要控制更長距離下多Gbps速度時的抖動和回波損耗問題。後者將推進標準化輸入訊號均衡和片上診斷等晶片級架構決策。

與過去相較,現代視訊控制工程師的某些聚合工作變得更加簡單了,這是因為有了軟體與複雜的VLSI元件的相互作用,即時混頻和聚合變得更加自動化了。

不過同時,隨著通道數的增加,不同類型的視訊訊號需要對控制台進行連續監視,以瞭解訊號衰減或損耗以及更加重要的網路故障。事實上,視訊工作室中的控制台工程師常常必須以電信網路中的網路管理員負責審查服務等級協議一樣的多層面和複雜性來監控訊號品質狀態。


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