IP低成本且随处可得，但它有多适合实时视频传输链路？它会取代SDI吗？同轴电缆是否依然有长久的生命力？
基于IP的技术多年来一直被认为是电视广播的未来，但有一些领域，特别是现场制作，如SDI这样的专门技术总是占上风，原因是其它技术不能满意地做这个工作。不过，基于IP的系统取得的进展可能改变这种情况。
“SDI已存在相当长时间，极为可靠，但它的问题也很多，”Quantel公司广播总监Trevor Francis说，“它完全为一种点对点系统，没有元数据负荷而且是半双向（一个方向或另一个方向）。它还依靠大量如矩阵这样的传统硬件。”
他相信SDI转换到IP“合乎逻辑而且可能不可避免”，并且它将意味着“不是非得要有SDI实体架构，我们可以建立能够按需把任何地方连接到任何地方的虚拟系统”。
SDNsequare CEO Lieven Vermaele表示：“业界一个趋势是把所有网络融合为一种技术，而IP/以太网显然就是这样的一种技术。”
不过，企业IP网络、存储网络、基于文件的媒体制作网络和SDI网络各有不同的要求和特性。为了用一个无所不包的IP/以太网取代它们，其关键特性必须是可预测性和可靠性。有了这些特性，他补充道：“这是可能的，IP适合用来取代SDI，适合实时视频链路，而这一切都是以与格式无关的方式。”
BBC Stagebox IP授权商L2tek业务发展总监、共同创办者Mark Scott-South表示：“利用IP工作流程的灵活性和生产能力，的确大大节省制作成本。当你不再依赖昂贵的卫星运行时间且整个制作团队不需跑很远距离到现场，就能用现有基础设施远程实现在现场的功能时，节省下来的费用非常显著。”
尽管IP连接往往被用于实时视频链路，但他承认依然存在以合适价格访问高速、良好管理的QoS网络的问题，“在SDI依然很适合的地方，我们不一定要把IP硬塞进每一个点对点链路。”
尽管IP原非为分发实时包而设计，但“如果你在传输中使用如前向纠错和可变码率编码这样的必要工具，IP可很容易地处理实况视频，”TVU Networks CEO Paul Shen表示。其蜂窝ENG发射器目前已低于1秒的延迟传输广播质量HD视频，即使在较不稳定的3G和4G网络上。
Shen强调：“IP不仅低成本和广泛可得，它还降低技术开发成本，原因是它使开发者免于设计物理层。视应用和环境，在可预测和可靠的环境低延迟IP传输实时视频是可能的。”
“IP意味着较高时延或较低可靠性是谬见，”Cinegy董事总经理Jan Weigner表示赞同，“目前大部分电视实时信号都已经由MPLS（多协议标签交换）或其它IP线路传输。”
尼威（Nevion）近年来为许多重大现场活动提供基于IP的实时视频连接，尼威战略项目的Thomas Heinzer称其IP编解码技术能在普通IP网上百分百安全实时传输海量视频、音频、通话及其它数据。
“我们每天使用基于IP的视频和控制解决方案的经验显示IP的强健性，”Adder Technology集团营销经理Jamie Shepperd表示，“我们的技术在千兆IP上传输无损双头或双链路视频，无时延，无丢帧或无断续。”
Adder最近委托了一项IP如何用于后期制作的调查。约38%的受访者当前使用标准的IP设备管理工作流程，29%使用混合的IP和专有技术，只有13%只使用定制技术。那些没有完全或部分转向基于IP方案的人的主要担心是升级设备的成本（38%）和带宽限制（35%）。
预见性良好
“标准IT网络不完全适合传输广播质量实时视频（和音频），因为这些网络缺乏同步/定时机制且提供欠佳的服务质量（有保证的通过量/带宽和传输），”艾崧公司CEO Jan Eveleens表示。
为使IP网络和数据流完全可靠和可预测，要求：端到端QoS、有保证的高带宽使用率、全部可能路径上的智能负载平衡、避免这些数据流之间任何相互干扰的大量数据流扩展性，以及低（可预测的）时延和抖动，Vermaele补充道。
不过，“大部分IP/以太网达不到这些要求，只能提供尽力而为的QoS。但是，这并不意味着IP/以太网技术不能满足这些要求。”
Heizer表示赞同：“IP的优点显而易见，包括它无处不在。但它确有局限性，这使其用于高质量实时内容传输充满挑战。”
“IP网络可能比SDI网络可靠得多，尤其是在无缝故障恢复方面。你只需恰当的东西——恰当的交换机、恰当的布线，当然首先还得有恰当的架构。新SDN（软件定义网络）产品大有帮助。”
“在受控环境，IP可以非常可靠和可预测，”Shen说，“不过，当IP在如互联网这样的公共环境，总会有某种不可预测性。在IP视频环境，压缩、丢包和包抖动可能对图像影响非常大。因此，大量如纠错这样的技术经常被用于最大限度降低此不利的干扰影响。”
为对抗干扰，TVU采用了可变码率编码，因此当网络吞吐率起伏时传输可以持续，再加上前向纠错，能够使实时HD可靠传输，即使在非常不可靠的3G/4G链路或公共互联网。
“使用IP网络时的成功关键是预先计划和测试你的连接，特别是在你计划用重数据流量加载系统的时候，”Scott-South说，“优良品质的视频链路，并不仅仅是找到和插入最近的以太网端口，至少目前还不是。我们与许多通信运营商合作，并用适当的网管工具在大量第三方网络上运行，结果绝对是可预测和可靠的。完全不要指望能够使用一个共享网络上99%的理论容量而心存侥幸。”
作为其首个RevolutionQ项目的一部分，Quantel现在正开展IP视频传输，接受RTP码流形式的信号。尽管信号通常IP压缩传输（10、15或20Mb/s），但中心服务器将做的第一件事是把它转换为100Mb/s AVC-Intra，这大大增加所需的数据存储。“如果客户采集海量内容，如新闻或体育，他们不想存储增加这么多。因此，如果我们能够边IP传输边存储文件，然后仅仅转换完成的结果为一种更传统的广播文件格式，效率就高得多。例如，特别是对新闻，只要使用1%或更低的原始媒介。”Francis表示。
标准偏差
“音频/视频桥接（AVB）是当前在以太网上以极低时延（2ms网络时延）可靠传输实时、不压缩音频和视频的最佳（唯一）方式，”Eveleens表示，“它提供同步、带宽管理/保护和流量调整等等，并且已被IEEE标准化，因此对每一个人使用都是开放的。”
SMPTE的2022系列标准能够映射IP上视频及其它广播信号，2022“极好地衡量压缩和不压缩广播信号，并且在核心网内使用一般的IP基础设施，”Heinzer回应道，“基于SMPTE 2022的设备已经证明用于广域网上传输实时广播信号的可靠性，从而改进现场制作的工作流程，提高成本效率。SMPTE 2022封包的视频、音频和数据可用于电视中心及任何类型的实时内容交换网络，无论它是本地校园环境，还是全球广域网。”
“相比之下，AVB仅是针对本地区域或设施设计，不支持任何压缩选择且要求专门的以太网基础设施，”Heinzer指出，“为了在IP网络上传输AVB映射内容，AVB/IP转换器是必需的，这是向全IP播出迈进的一大不利条件。”
“AVB有前途，但由于它要求交换机、网卡等，要它得到采纳并非易事，除非如英特尔或苹果等巨人公司推进它，”Weigner表示，“各个SMPTE 2022标准对标准以太网是起作用的，但在支持的编解码乃至规定不压缩方面错失机会。在HEVC时代这是不现实的。DVB或内有任何编解码选择的简单传输流听起来像是赢家，这是我们的资金投向，与此同时使我们的选择对市场走向保持开放态度。”
AVB在定义适用网络建立方式以及码流和资源保存方式方面限制性很大。“这降低效率和基础设施的可扩展性，而且把计算和预配置工作留给终端用户，这在一种有很高灵活性和许多可变流程的环境，几乎是不可能的任务。”Vermaele补充道。
“至于时钟同步，AVB为更通用的IEEE 1588之上的一个限制性子集，其中它要求网络中每一个设备都兼容此提议的协议。”这限制它只能使用遵循AVB的交换机，令99%的现有交换机无法使用。他认为AVB对网络设计限制太多，以至于不能成为可行的SDI替换标准。例如，“如果想尝试扩展一个AVB网络以替换一个HD-SDI矩阵，AVB网络会被限制在相当于一个2x2矩阵。”
IEEE 802.1（适用于诸如时间敏感的网络）是另一个针对受控IP环境的标准，而其它技术（如为TVU Grid开发的专有协议）能够优化不受控公共互联网上的实时视频传输。还有BBC开发的Stagebox，把IP引入摄像机，而且“在可能情况下，在整个工作流程中保持在IP域，使用标准网络设备、传输协议和原始编解码，以便充分利用原有的东西，”Scott-South解释道，“用10Gb/s链路以便最接近复制SDI特点的AVB和努力补偿网络不足的SMPTE 2022依然有重大意义。不过，IT团队具有现成的完美协议，而随着网络主干容量剧增，广播标准正在设法解决的许多问题不再有意义。”
至于QoS，“没有标准IP/因特网交换机这样的东西。这使得必须混用不同类型的网络交换机，因而导致无保证、较低乃至不受控制/可变的QoS。”Vermaele说。他坚持最好的回应是用软件定义网络应用提供SDI或实时视频网络替换所需的端到端QoS，但这目前只对某些10/40Gb/s IP交换机有效。
超越HD
4K转换是转用基于IP的技术迁移这大量数据的理想节点吗？
Shen表示赞同，“SDI能够处理UHD。不过，SDI依然为一种单向、单一用途和点对点连接。4K将为广播机构转换到更灵活的接口提供自然转换点。”
开发一种能够传输UHD的SDI的研究正在进行，“但它将碰到突破自我的问题，电缆长度肯定是一个挑战，而留下的将是一个行业专属的非常有限的电路交换、单向接口，成本也没有多少降低。”Eveleens补充道。
但是，今后十年以太网将趋向1Tb/s。“这远远超过SDI曾能提供的，”他补充道，“随着以太网技术日益便宜（10GbE端口已比当前3Gb/s端口便宜）且越来越快以及AVB标准到位，从SDI转到IT网络现在是明摆着的事。”
10Gb网变得平常，100Gb网已开始出现，IP网将很适合传输4K信号等等。”Shepperd预测。
Cinegy在IBC2013演示了4K IP传输。“我们的产品能够出色地做这个工作，现在UHD/4K是一个SDI做不到而IP做得到的时间点。”Weigner表示。
“我们必须避免机构不得不为一个特定格式做另一宗投资。我们需要一个能够适应视频格式网络发展和可变资源要求的解决方案。”Vermaele说。通过现在引入有可控的QoS的IP，他相信SDN概念以及10/40（和即将到来的100）Gb/s IP/以太网交换机将为实时和非实时、2K、4K、8K和以上、不同的帧频和色深提供与格式无关的视频网络。
“我确实相信SDI已死，而超越HD也许该考虑光纤而非电缆，”Scott-South表示，“无疑为UHDTV最低可接受规格的4K 60fps，一个链路已需要12Gb/s带宽，而所有迹象表明我们将迅速转向更高帧频和分辨率。世界SDI接口部件主要制造商升特公司（Semtech）已在考虑需要48Gb/s速度的8K 120fps色深，正在与SMPTE合作对之在SDI域标准化。”