IP技術的現(xiàn)狀與未來發(fā)展

方正

摘要：傳統(tǒng)視頻技術傳輸和播出是非常簡單一個線性流程，從內(nèi)容創(chuàng)造到播出到觀眾是廣播線性方式傳播。而現(xiàn)在觀眾觀看模式，發(fā)生巨大的改變。觀眾要隨時隨地在不同設備終端最快時間得到最新的資訊。在多屏競爭的環(huán)境，相同條件下視頻信號質量的好壞對觀眾的選擇將起到?jīng)Q定性的作用。UHD的實現(xiàn)將給視頻領域帶來巨大的競爭力。

關鍵詞：IP技術;現(xiàn)狀;未來發(fā)展

一、IP技術發(fā)展需求原因，為什么要現(xiàn)在使用IP技術

IP是如何實現(xiàn)各種格式和各種帶寬兼容呢？云平臺結構很好的解決了這一難題。現(xiàn)在云平臺基本已兩種方式，一種共有云，一種私有云。兩種云本身并沒有矛盾性，如果能有個平臺將這兩種云靈活的結合在一起使用，可能是一種更好的解決方案。云平臺建立在虛擬化的計算，存儲，網(wǎng)絡資源之上，隨著FPGA， GPU， CPU成熟應用，在平臺上利用各種軟件實現(xiàn)像素處理、圖像識別、甚至人工智能都不在是問題。通過微服務的軟件架構，各種應用軟件在完全抽象基礎設施的平臺上運行，系統(tǒng)將更加靈活方便。

二、P技術到底和傳統(tǒng)有什么區(qū)別，IP技術到底是什么？

在IP技術系統(tǒng)中，網(wǎng)絡基本架構也是核心關注點，現(xiàn)在主要的網(wǎng)絡結構包括2種方式：一種是集成核心網(wǎng)絡架構，使用模塊化的核心路由器，進行網(wǎng)絡連接交換。另外一種是leaf-spine架構”也稱為分布式核心網(wǎng)絡，核心節(jié)點包括兩種：第一種leaf葉節(jié)點負責連接服務器和網(wǎng)絡設備;第二種spine針節(jié)點連接交換機，保證節(jié)點內(nèi)的任意兩個端口之間提供延遲非常低的無阻塞性能，從而實現(xiàn)3級通用網(wǎng)絡交換。視頻數(shù)據(jù)是如何在通用路由器系統(tǒng)中傳輸?shù)哪兀渴紫纫ＷC足夠的帶寬，最高 115 Tbits/s，或者 最高到 51 Bpkts/s。要通過計算整個系統(tǒng)的規(guī)模，保證路由器內(nèi)部帶寬可以處理所有的端口帶寬，保證整個系統(tǒng)在運行時不會有堵塞。視頻源以組播方式到路由器上，路由器和路由器間使用PIM協(xié)議傳輸，最后使用端和路由器之間使用IGMP協(xié)議實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。達到IP系統(tǒng)在通用路由器之間傳輸?shù)淖饔谩?/p>

在信號切換處理上，一般有2種方式實現(xiàn)，一種Break-before-Make，這種是先將流切掉，在將新的視頻流替換上去。這種切換方式比較節(jié)省帶寬，延時短很快，不過有5%可能的有明顯一幀重疊。另一種Make-before-Break （MBB）先生成新的視頻流，再將新視頻流和老的視頻之間進行切換，這種好處是切換很完美，干凈。但是需要占用跟多的帶寬。

IP技術為核心技術，平臺該如何建設。以前技術搭建的平臺，從最基礎的網(wǎng)絡、存儲。到服務器，操作系統(tǒng)，到中間軟件，數(shù)據(jù)最后客戶端，全部由使用部門來維護和運作。

維護成本高和運維壓力大，關鍵各種關鍵技術發(fā)作速度很快，我們很多做傳統(tǒng)視頻維護的技術，在網(wǎng)絡IT這方面技術也不專業(yè)。讓我們重新學習成本代價會很高。在IP的平臺我們可以把部分底層維護交由專業(yè)的維護公司來作，我們更專注于自己了解和專業(yè)的視頻領域，和數(shù)據(jù)維護這一塊。平臺結構基本是，抽象的基礎設施，可管理的虛擬化設備，有足夠的計算和存儲能力以滿足系統(tǒng)運行的目標。設備選擇盡量是標準化設備。基礎設施必須包含足夠的CPU周期和內(nèi)存訪問標準。網(wǎng)絡帶寬必須是要夠用的可以靈活擴展。有完整和可控制的監(jiān)控系統(tǒng)，這部分設備可以利舊和靈活考慮。

對于整個系統(tǒng)saas層和client是我們專業(yè)領域，也是應該重點考慮的部分，這部分的應用將決定整個系統(tǒng)成敗。這方面需要考慮幾個核心點，通用軟件服務盡量使用標準和通用的軟件來實現(xiàn)系統(tǒng)需求。在統(tǒng)一的管理系統(tǒng)中，實現(xiàn)所有軟件管理，使用統(tǒng)一標準的接口協(xié)議將所有軟件連接在一套加強的操作系統(tǒng)中管理，將所有軟件連接和統(tǒng)一調(diào)度。同時優(yōu)化資源使用。建議使用類似微服務相對成熟系統(tǒng)結構，來實現(xiàn)平臺建設。

IP系統(tǒng)搭建大家要思考那些問題呢？1、標準，選擇什么標準搭建。2視頻和音頻使用什么格式3、IP設備規(guī)模，格式和控制方式。4、系統(tǒng)監(jiān)看數(shù)量、布局、格式、tally、控制。5、系統(tǒng)連接的網(wǎng)絡帶寬。6、網(wǎng)絡結構7、控制和監(jiān)控系統(tǒng)。

時鐘同步系統(tǒng)。9、系統(tǒng)備份。

三、IP技術新標準內(nèi)容

為了實現(xiàn)IP化技術在視頻領域的應用，有很多組織和成員在一起努力做這個事情，也有些是一直就在視頻領域做了很多標準的組織，這些標準也基本是原來老的標準上進行修改更新形成，下圖是視頻領域各個組織形成的路線圖：

其中AIMS組織為IP標準協(xié)議向相關組織提出建議，并促進這些組織采用他們開發(fā)的IP互操作性規(guī)范和標準在以太網(wǎng)技術這方面，IEEE組織也安裝客戶使用需求規(guī)劃2020年傳輸速率達到400Gb/s。以太網(wǎng)聯(lián)盟路線圖基于用戶需求，它代表了當前的能力和未來的期望。組件制造商瞄準路線圖，努力交付現(xiàn)有的路由器芯片和光學組件。網(wǎng)卡，IP路由器和光學是并行開發(fā)的，整個生態(tài)系統(tǒng)都在同步前進。

結語：綜上所述，IP平臺搭建不僅要考慮未來使用同時也應考慮現(xiàn)在設備兼容和使用，在運維成本和建設成本中間也需要考慮搭建的規(guī)模，未來系統(tǒng)應該是一個開放的平臺性的架構，混合云平臺。平臺要具備可擴容。兼容各種1080p， UHD， HDR， WCG， HFR 等更多格式，具有備份性和對各個產(chǎn)家產(chǎn)品都能兼容的平臺。