2019年(nián)下(xià)半年(niáα↑πn)中央廣播電(diàn)視(shì)總台新搭建的(de)完全基于ST-★∏≤>2110無壓縮标準的(de)全IP化(huà)4K超高(gā​ o)清EFP視(shì)頻(pín)制(zhì)作(₽α♥↓zuò)系統采用(yòng)3840×2160/5ε←0p圖像分(fēn)辨率、無壓縮4×3G 2≤✔SI IP數(shù)據封裝方式、HLG-1000nit-HDR寬動态、$✔↑↔BT.2020寬色域、全系統支持ST-2022-7主備∞φ≠≈IP鏈路(lù)保護機(jī)制(zhì)、AES67兼容音(y↑≤īn)頻(pín)、通(tōng)話(h>$λuà)接入标準、系統外(wài)來(lái)信号以TICO-SDI格式交接。系統中視(shì)、音(yīn)、輔助數(shù)據被分(fēn)成擁有(÷✔yǒu)獨立組播地(dì)址的(de)IP數(shù)據包通(tōng)過交♠<↕換機(jī)的(de)收發調度在制(zhì)作(zuò)網中傳輸，最>γε後由PTP時(shí)基信号在接收端正确重組所有(yǒu)節目信息。↑∏φ

位于物(wù)理(lǐ)和(hé)數(shù)據鏈路(lù∏ )層的(de)交換機(jī)、媒體(tǐ)終端通(tōng<₽)過光(guāng)模塊和(hé)線纜實現(xi≈< àn)互聯；不(bù)同類型的(de)IP✔§₽ε地(dì)址表對(duì)設備和(hé)數(shù)據流業(yè)務✘≤§γ分(fēn)别進行(xíng)規劃實現(x≈Ωλiàn)節點數(shù)據互通(tōng)；基于COT÷≠‌πS通(tōng)用(yòng)交換機(jī)的(d♦Ω★®e)網絡控制(zhì)器(qì)和(hé)GV制(zhì)作(zu β ò)終端的(de)廣電(diàn)控制(zhì)器(qì)是(shì)該4K-★∏ ✔EFP系統的(de)管控核心，以分(fēn)工(gōng)方式承擔數(s←↓hù)據交換網絡中IP信号的(de)的(de)監、控職能₹×≤(néng)。

今年(nián)與超高(gāo)清制(zhì)作(zuò)≤∑系統相(xiàng)關的(de)技(jì)術(shù)包括指導标準、"∏•±IP調度、系統SDN監管控方面又(yòu)有(yǒu)新的(de)表述和(hβ "♣é)進展，本文(wén)将以這(zhè)→↑♣ 套4K-EFP制(zhì)作(zuò)系統為(→≠wèi)參照(zhào)，著(zhe)重就(jiù)今年(niánΩ≈)和(hé)超高(gāo)清系統技(jì)術(shù)有(yǒ₹∑ u)關的(de)變化(huà)與進展作(zuò)¶≈•π一(yī)定的(de)分(fēn)析解讀(dú)。

一(yī)、SMPTE-2110标準集和(hé)AMWA♥♦‍₩ NMOS第三方控制(zhì)标準進展

這(zhè)套4K-EFP制(zhì)作(zuò)系統遵循≥φ✘的(de)ST-2110無壓縮标準框架包括ST-2110-10"±（系統時(shí)鐘(zhōng)和(hé)視(shì)音(yīn)輔助數(©★shù)據流的(de)同步定時(shí)關系，PTP），ST-211φ≈÷¶0-20（無壓縮視(shì)頻(pín)映射方案，包括高(gāo)清、超高(g‌Ω¥±āo)清4K、8K等），ST-2110-30（無壓縮音(yīn)頻(píπ£™n)映射方案），ST-2110-40（映射輔助數(shù)據項傳‌∑輸協議(yì)），ST-2022-7（IP數(shù)'∑據包信号的(de)無縫路(lù)由切換保護機(jī)制(z♦   hì)），以及上(shàng)述各大(dà)項标準★←涉及的(de)子(zǐ)标準。目前ST-2110子(zǐ)标準新加入÷≤™±的(de)表述和(hé)第三方控制(zhì)标準又(yòu)有(yǒu←•)了(le)新內(nèi)容，如(rú)下(xià)文(♣±wén)所述。

1、SMPTE-2110-21:Traffic Sh>πaping and Delivery Timing ↑εfor Uncompressed Active Video（無壓縮活動視(s ♥→"hì)頻(pín)的(de)流量整形和(hé)交付時(shí)序¥★）

這(zhè)是(shì)ST-2110-2↓©'0無壓縮視(shì)頻(pín)IP映射方案下(xià)的(de)子(z ×✘¶ǐ)集，說(shuō)明(míng)系統中業(yè)務設∞≈備如(rú)何提高(gāo)視(shì)頻(pín)發流效率解決擁塞的(de ‍∑‍)問(wèn)題。目前在3G視(shì)頻≤≥(pín)數(shù)據帶寬和(hé)含有(yǒu)萬兆（10Gbps）光(¶™♥guāng)纖接口的(de)制(zhì)作¶☆(zuò)網中，當多(duō)台發流設備所發數(shù↑ )據流都(dōu)處于峰值速率時(shí)，接收設備會(huì)在短(duǎn∞™•✔)時(shí)間(jiān)內(nèi)出現(xiàn)收流高(gāo•₽®)峰，這(zhè)對(duì)接收設備的(dΩ"€δe)緩存器(qì)影(yǐng)響很(hěn)大(dà)（Buffer是(sh§∑ì)有(yǒu)限的(de)），因此流發送和↑"÷(hé)接收端之間(jiān)需要(yào)定義匹配關系。一(yī)般發 ©送端之間(jiān)采用(yòng)平滑發送機‌↕(jī)制(zhì)，業(yè)務流在發送時(sh<§í)彼此錯(cuò)開(kāi)（時(shí)間(jiān)大(dà)緻相(γ♥xiàng)同，但(dàn)錯(cuò)開(kāi)了(le)高(g><āo)峰期），接收端就(jiù)可(kě)以均勻接♦φ收每條數(shù)據流。

ST-2110-21為(wèi)解決收發流機(jī)制≈↓(zhì)的(de)問(wèn)題就(jiù)把發送端的(de)發流間(☆"αjiān)隔分(fēn)為(wèi)Nar€© ✘row型、Narrow Linear型和(hé)Wide型，并對(duì←β)流的(de)傳輸間(jiān)隔、帶寬變化(huà©★₩)和(hé)恒變速率進行(xíng)了(le)分(fēn)類解$∏>釋。把接收端也(yě)分(fēn)為(wèi)N®₽☆、A和(hé)W型，并要(yào)求發送與接收端流量整形在格式上(shàλ<ng)要(yào)相(xiàng)互匹配，一(yī)般來(®© ​lái)講擁有(yǒu)W型的(de)接收↓φ§端就(jiù)能(néng)支持N、NL、W型↑​的(de)三種發送端。該協議(yì)對(duì)發流設備要(‍§®yào)求較多(duō)，對(duì)接收​€<設備限制(zhì)會(huì)比較小(xiǎo)。

2、SMPTE-2110-22:Constant Bit-★•₹rate Compressed Video（壓縮的(de)恒定比特率&§視(shì)頻(pín)流）

該子(zǐ)标準說(shuō)明(míng)如(✘↑€rú)何在ST-2110-20框架下(xià)實現(xiàn)壓縮恒定視(s÷±Ω♦hì)頻(pín)數(shù)據碼流的(de)IP傳輸辦法以及建議(yì)的✘¥∞<(de)壓縮編碼方案。以往一(yī)提到(dào)ST-2110标>≈ε'準人(rén)們總認為(wèi)它是(shì)無壓縮高(gāo)帶≈γ≠÷寬視(shì)頻(pín)傳輸方案，但(dàn)在網絡傳 ≈輸線路(lù)并沒有(yǒu)強制(zhì)使用("₹yòng)帶寬接口規格的(de)情況下(xià)，壓縮視(s™↔λ✘hì)頻(pín)媒體(tǐ)數(shù)據也≤β<(yě)會(huì)存在，作(zuò)為(wèi)一(yī)個(gè)全α£>®面的(de)IP傳輸标準集合也(yě)就(jiù)應該涵蓋× Ω這(zhè)部分(fēn)傳輸規範。

該子(zǐ)标準一(yī)方面表述如(rú)何允♦&許用(yòng)戶通(tōng)過經濟高(gāo)效的(de)COT×≥∑‍S網絡設備和(hé)更有(yǒu)效地(dì)✘σ£利用(yòng)寶貴的(de)傳輸帶寬資源（比如(rú)使用(yòn★ ​λg)經濟的(de)1Gbps或10Gbps網絡）也(yě)能(nén↓γλg)實現(xiàn)對(duì)高(gāo)帶σ✘→寬視(shì)頻(pín)（4K、8K）的(d♣☆₽e)高(gāo)效傳輸和(hé)管理(lǐ)。ST-2110-22這(zhè)種壓縮視(shì)頻(pín)方案對(duβ"•ì)于有(yǒu)成本要(yào)求的(de)超高(gā↓ ÷o)清制(zhì)作(zuò)域內(nèi)網絡ε∑≥♦以及目前提到(dào)的(de)IP遠(yuǎn)程制(zhì≠←)作(zuò)和(hé)将來(lái)的(de)8K★←制(zhì)作(zuò)網絡傳輸都(dōu↕↓♥φ)有(yǒu)幫助意義（目前中央廣播電(diàn)視(shì)總台4K超高(♠★♥±gāo)清制(zhì)作(zuò)系統中仍采用(yòng)←‍ST-2110-20無壓縮标準）。

該标準另一(yī)方面表述了(le)壓縮€♣↑編碼的(de)方案，JPEG-XS是(s' hì)一(yī)個(gè)候選項（也(yě×σ×↑)有(yǒu)TICO和(hé)VC-2），該壓縮編碼能(né♦÷ng)夠将高(gāo)帶寬視(shì)頻(pín)無損質量的(de)壓↔¥≥$縮到(dào)更低(dī)碼流，壓縮範圍從(cóng)1:2到(dào)∏©≤₹1:8可(kě)選，進一(yī)步清除圖像中一(yī)些≈¥(xiē)非必要(yào)數(shù)據，使一(yī)條4K單流的(↑±↔de)12G帶寬變成1.5G或更低(dī)以适配10Gεε&bps或更低(dī)帶寬鏈路(lù)進行(xíng)超高÷¥(gāo)清遠(yuǎn)程傳輸（基帶SDI線纜也(yě)可(kě)）。JPEG-XS編解碼的(de)延時(shí)可(kě§≤)以小(xiǎo)于1毫秒(miǎo)，這(zh π↓è)對(duì)跨域IP制(zhì)作(zuò)非常有(yǒu)利。

3、SMPTE-2110-23:Single ♥↕↕≈Video Essence Transport ®★over Multiple 2110-20Streams（多(duō)個(gè∞λ₩)2110-20視(shì)頻(pín)流複合成單個∏≥✔α(gè)高(gāo)帶寬視(shì)頻(pín)流傳輸 •）

該子(zǐ)标準說(shuō)明(míng)如(r‌&≥λú)何将一(yī)個(gè)高(gāo)帶寬視(shì)頻(pín)流分(fē≠→←n)割成幾個(gè)低(dī)帶寬的(de≈ )2110-20視(shì)頻(pín)子(zǐ)流的(de)方法。在±★φ該4K-EFP系統中一(yī)幅4K圖像就(jiù)是(shì)由™★×4個(gè)3G視(shì)頻(pín)流以2SI的(de)方法ε™複合出來(lái)的(de)（4個(gè)1/4K-UHD），也(yěδ≈≤)就(jiù)是(shì)常說(shuō)的(d<®₹e)4K無壓縮的(de)多(duō)流方案，這♠‌ε(zhè)一(yī)方案也(yě)是(shì)由于2019年(niá≈<↔★n)EFP系統建設時(shí)執行(xí$¥≥♠ng)ST-2110-20标準卻又(yòu)受到(dào)制(∞★≤zhì)作(zuò)設備帶寬發展所限而采取的(dα®φe)過渡辦法，需要(yào)指出的(de)是(shì)ST-21‍↑ε10-20明(míng)确說(shuō)明(mínα$g)4K無壓縮視(shì)頻(pín)就(jiù)是(shì)12G£ 單流方案，因此ST-2110-23是(shì)在它之下(xià) ®衍進的(de)子(zǐ)标準。

在4K多(duō)流系統搭建完成後，将成果轉化(huà)為(wèi)新ק♦‍的(de)建議(yì)納入ST-2110∞÷↕标準集中為(wèi)今後的(de)技(jì)術(sh←↓Ωù)發展提供依據。ST-2110-23這(zhγ<§λè)種高(gāo)帶寬信号分(fēn)離(lí)成多(duō)個(g<σ✘è)低(dī)帶寬子(zǐ)流的(de)方法有(★πyǒu)三種即SQD、2SI和(hé)TD-I，類​♠似于早期用(yòng)4×3G基帶線纜複合出一(yī)路×∏&(lù)4K信号的(de)做(zuò)法，目前IP化(huà)後α∏的(de)每一(yī)個(gè)子(zǐ​×)流都(dōu)是(shì)有(yǒu)效的(de)2110-20流׶≈。ST-2110-23中各子(zǐ)流的(♥♥de)約束、分(fēn)組、尋址、RTP時(shí)間(jiān)戳等內(¶₩nèi)容還(hái)在不(bù)斷完善中，讓我們拭目以待。

4、AMWA NMOS-IS控制(zhì)标準進展

該4K-EFP系統中網絡和(hé)制(zhì)作(zuò)終端的₽  ↓(de)管控核心分(fēn)别是(shì)基于Cγ£γisco通(tōng)用(yòng)交換機(jī)的('¶de)DCNM網絡控制(zhì)器(qì)和(hé)為(wèi∑±)GV專屬設備開(kāi)發的(de)GVC廣電(diàn)×↑δ<控制(zhì)器(qì)，二者以分(fēn)工±≥¥₽(gōng)方式共同承擔4K-EFP系統中IP數(shù)據流的↔'☆←(de)路(lù)由調度、收發授權、帶寬控制(zhì)、指令觸發以及制(λ×zhì)定下(xià)發NBM策略等工(gōng)作(zuò)。但(dànπε↕')是(shì)系統中仍有(yǒu)像EVS、ROSS等非GV的(de)第三廠‍®←♣(chǎng)家(jiā)設備，GVC無法有(yǒ•<↔u)效管控它們。

AMWA是(shì)專注于專業(yè)視π☆₩♣(shì)頻(pín)網絡空(kōng)間(¥♦ jiān)開(kāi)放(fàng)可(kě)互操作(zuò)的(de)控制(≈↓zhì)規範，它的(de)NMOS ISγφ♦€-04、05兩個(gè)标準早已發布，闡述各↑​廠(chǎng)家(jiā)設備接入制(zhì)↓≥'★作(zuò)網後被廣電(diàn)SDN自(zì)動注冊發現(xiàn)以→"©↓及終端收發流被控被管的(de)問(wèn)題。現(xiàn)在NMOS控制(φ↑zhì)标準中又(yòu)加入了(le)IS★∑‌✘-06、07、08，更詳細地(dì)解釋網絡 ←核心設備、終端設備、視(shì)音(yīn)頻(pín)↔Ω功能(néng)控制(zhì)、協議(yì)分(fēn)享等互聯互通(tōn•↔¶g)問(wèn)題。

（1）NMOS IS-06:Network Control​©ler API（網絡API控制(zhì)器(qì)）

IS-06标準闡述廣電(diàn)SDN±∞₩若想控制(zhì)網絡路(lù)由交換設♦£ 備并實現(xiàn)全網各類數(shù)據監管就(ji"♥ù)必須與網絡設備達成一(yī)個(gè)握手以獲取¥‍÷÷網絡技(jì)術(shù)數(shù)據的(de)事(shì)情，δ§通(tōng)過網絡控制(zhì)器(qì)對(duì)它‍¶↕上(shàng)層的(de)廣電(diàn)÷σ控制(zhì)器(qì)暴露一(yī)個(gè)‌↔“Northbound”API網絡應用(yòng)接口為(wèi)SD∑< ‌N提供各類網監網控服務。

通(tōng)過API接口協議(yì)，廣電(diàn)SD®ασN不(bù)僅能(néng)控制(zhì)網絡設備也(yěγπ)能(néng)控制(zhì)終端設備。例如(rú)廣電(diàεφ‌n)SDN通(tōng)過API直接控制(ε $ zhì)交換機(jī)去(qù)定義IP數¥φα"(shù)據的(de)推送路(lù)由而±★±不(bù)是(shì)僅能(néng)通(tōng)過控制®→>¥(zhì)終端以IGMP組播的(de)方式收發數(shù)據。 ♦£另外(wài)還(hái)可(kě)以完成網絡拓撲發現(xiàn)∞≈、流授權和(hé)數(shù)據帶寬限定等以前隻有(yǒ↕☆λu)網絡控制(zhì)器(qì)能(néng)做(zuò)的(de)工'∞→©(gōng)作(zuò)（如(rú)圖1所示）。

（2）NMOS IS-07:Event and Tall$★ y（GPI事(shì)件(jiàn)和(hé)γ↔<∏統計(jì)記錄）

該标準闡述SDN管理(lǐ)終端資源的(de)深度問(wèn)題，它不(bù γ)僅針對(duì)網絡設備，對(duì)周邊終端還‌ (hái)要(yào)深入到(dào)其中屬于時(shí)敏型的★≤®(de)一(yī)類功能(néng)控制(zhì)，比如(rú)攝✘∞♦像機(jī)的(de)Tally信息、音(yīn)頻(pín)旋鈕電(dià∏∏n)平/電(diàn)位滑塊信息、控制(zhì)面闆按鍵觸發狀态信息等"δ♦。在支持IS-05、06基礎上(shàng)允許SDNαα↓€通(tōng)過GPI數(shù)據流獲取媒體(tǐ)節點發出的σΩσ£(de)狀态變化(huà)信息并建立時(shí)基來(lái)跟蹤這(zhèε¶π↓)些(xiē)信息變化(huà)。

（3）NMOS IS-08:Audio Channel Mapping∑★•（音(yīn)頻(pín)通(tōng)道(dào)信息映射）

IS-08标準解釋如(rú)何通(tōng←€‌)過SDN控制(zhì)終端設備實現(xiàn)其內(nèi)部音(y≈•★īn)頻(pín)通(tōng)道(dào)自(zì)由映射☆ •≈和(hé)調配的(de)問(wèn)題。由于在ST-2110制(zhì>γ↑&)作(zuò)系統內(nèi)音(yīn)頻₽♥λ​(pín)信号已經獨立封裝成幾組帶有(yǒu)多(duō)條聲道(dào)信息σλ≥的(de)數(shù)據流傳輸，這(zhφ&≥è)樣在一(yī)些(xiē)格式轉換設備內(nèi)部允許¶✔通(tōng)過SDN發送的(de)音(yīn)頻(pín)映射矩陣來​‍(lái)調度這(zhè)些(xiē)聲道(dào)信息重新映射到(dào→‌γ)新的(de)指定位置上(shàng)。例如(rú)一(yī)個(gè×>©₩)音(yīn)頻(pín)數(shù)據流攜帶8通(tōng)道(dà€♦₩≥o)聲音(yīn)信息，它經過格式轉換設備後可(kě)以自(zì)由β£改變各通(tōng)道(dào)的(de)位置和(hé)內(nèi)容，包¥≠​​括交換語言、通(tōng)道(dào)靜(jìng)音(yīn)等，這(zhèδ <)樣就(jiù)完成了(le)音(yīn)頻(pín)通(tō'₹ng)道(dào)的(de)重新Mapping調度。

IS-09、10也(yě)在陸續制(zhì)定中，總之NMOS-I<☆'♥S系列标準期望解決在制(zhì)作(zuò)網內(nèi) ↑ 不(bù)同廠(chǎng)家(jiā)設¥>♥≥備接入交換機(jī)後彼此互聯互通(tōng)并通(tōng)過SDN完成注γ‍冊發現(xiàn)、深度控制(zhì)管理(lǐ)、兼容工(gōng)作≤★✔(zuò)的(de)問(wèn)題。目前該套4K-£ δ​EFP制(zhì)作(zuò)系統在未來(lái)的(de)升級Ω♦'λ中也(yě)會(huì)納入NMOS控制(zhì) ★ →标準以便更好(hǎo)地(dì)兼容第三方σ₽ "制(zhì)作(zuò)設備。

二、ST-2110超高(gāo)清制(zhì)作↓₹(zuò)系統中IP數(shù)據信号調度方案進展解讀(dú)

在4K-IP制(zhì)作(zuò)系統內(nè< ↕i)以交換機(jī)為(wèi)核心的(de)構架下(xià)如&✔(rú)何使終端設備收取所需的(de)IP數(shù)據流是(shì)技(j&≠>ì)術(shù)重點。現(xiàn)階段系統內(nèi)有(yǒu)兩種信号→®≥£調度方案，即由廣電(diàn)控制(zhì)器(qì)控制(z×<"✘hì)終端設備以IGMP組播方式從(cóng)交換機(jī)中調 ≤出IP流和(hé)SDN直接控制(zhì)核心£&δ∑交換設備将IP流推給終端設備這(zhè)兩種方式。

1、系統中IP信号邊緣控制(zhì)調度方∞Ω案

信号的(de)邊緣調度組網方案是(shì)說(shuō)制(zhì)₽π作(zuò)系統內(nèi)發流終端發出帶有(yǒu)組播地(dì)址的(d¶‌e)IP數(shù)據，廣電(diàn)控制(zhì)器(qì)®&‌₩對(duì)收流終端下(xià)發調度指令§π&δ控制(zhì)其明(míng)确所收數(shù)據的(de)組播地(dìγ≈↑)址，收流終端應用(yòng)IGMP（網絡群組管理(lǐ¥♣)協議(yì)）向核心交換機(jī)發送加入（JOIN）請(♦≈€®qǐng)求，交換機(jī)收到(dào)該請(q ♣÷ǐng)求後就(jiù)給其複制(zhì)一(✘ ✔£yī)份IP數(shù)據（加入組播組）來(lái)完成信号的(de≈λ♠)調度。

收流終端選擇其他(tā)信号時(shí)在控制(zhì)器(₽₩qì)指令下(xià)不(bù)停變更所收數(shù)¶×✘π據的(de)組播地(dì)址，應用(yòng)IGM'®P（LEAVE）請(qǐng)求告知(zhī)交換機(jī)‌ε₹✘離(lí)組後再發出新的(de)JOIN請(qǐng)求來(lái)實現←☆÷(xiàn)不(bù)同信号的(de)加組切換。可(kě)見‍δ☆(jiàn)基于IGMP邊緣調度方案中信号的(de)切換發生(shēng∏÷)在目的(de)設備端，并且兩路(lù)信号交替淨切換時(★β✘shí)由于IGMP引流處理(lǐ)需要(yào)順序和(hé)時≈∑(shí)間(jiān)，因此會(huì)在某一(yλ§δī)時(shí)間(jiān)內(nèi)多(duō)占用(yòng)帶寬"γ₽>資源。這(zhè)種方案的(de)關鍵在于廣電(diàn)控制≈≈☆✔(zhì)器(qì)必須能(néng)控制(zhìα♣♥§)住系統內(nèi)所有(yǒu)收流終端。

該4K-EFP系統也(yě)采用(yòng)邊緣調度方案即：切換®"∏面闆→廣電(diàn)控制(zhì)器(qì)GVC→接收終端（網關卡）IGMP核心交換機(jī)。當切換面闆選切信号源時(shí)¥↕，連接的(de)GVC?控制(zhì)器(qì)将控制(zhì)命令下(xià)✔®發到(dào)網關卡上(shàng)，網關卡收到(dào)信号源的(d★÷★e)組播地(dì)址後就(jiù)向核心交換機(jī)發<₩ π送IGMP請(qǐng)求将該信号從(cóng)交換機(jī)中±​≥拉取下(xià)來(lái)，在淨切換時(↕≠✔βshí)會(huì)需要(yào)犧牲網關卡的(♦ de)一(yī)路(lù)輸出帶寬。問(wè≈₽n)題在于當系統中融入非GV廠(chǎng)家(jiā)的©Ω₹♦(de)終端設備時(shí)就(jiù)必須解決它們的(de)受控問 ↑(wèn)題（如(rú)圖2所示）。

2、系統中IP信号核心控制(zhì)調度方案

目前4K超高(gāo)清系統內(nèi)的(de)另一(yī)種核心控制(₽φλ↕zhì)調度方案也(yě)在實踐中，它是(shì)一 >‌(yī)種SDN+路(lù)由交換設備（路(lù)由器(qì)或交↔​∞換機(jī)）+組播NAT（網絡地(dì)址轉換）的(de)γ™≥≤控制(zhì)模式。

通(tōng)過廣電(diàn)與互聯網廠(chǎ✘∞>↕ng)商之間(jiān)的(de)深度合←↔↑作(zuò)，SDN可(kě)以直接深入到(dào)σ↓交換設備中去(qù)控制(zhì)它的(de)路(lù)由表項，¥α→¥IP信号就(jiù)在路(lù)由器(qì)中切換完成信号源與接收β≥端間(jiān)的(de)信号推送，類似模拟傳統基帶矩€‌陣的(de)工(gōng)作(zuò)方式。

這(zhè)種模式下(xià)終端收發設備不(bù)受不₹✔§&(bù)同廠(chǎng)家(jiā)品牌的(de)限制(zhì)，流發送與‍↕接收端的(de)IP地(dì)址、組播地(dì)↕<φ址都(dōu)可(kě)以不(bù)同，地(dì)址βΩ一(yī)次配置完畢不(bù)需頻(pín)繁調整，控εσ✘α制(zhì)層與轉發層分(fēn)離(lí)，路(lù)由器(•&↔×qì)輸入端口的(de)信号通(tōng)過組播NAT地(dì)址β 轉換去(qù)适配輸出端口的(de)地(dì)址，推送信号到(dào)接¥↔↓β收設備上(shàng)。NAT可(kě)将多(duō)個(gè)信₹δ源的(de)多(duō)路(lù)地(dì)址轉換成一(yī)個(gè)目的(✘ ¥≥de)端地(dì)址，也(yě)可(kě)以複制(zhì)☆↔&≠同一(yī)信源推送到(dào)多(duō)個•β®(gè)地(dì)址的(de)目的(de)端，由于是(shì)路≥±(lù)由設備做(zuò)中間(jiān)切換因此淨切換沒有(yǒu)帶寬占用<¥↕>(yòng)問(wèn)題，切換延時(shí)低$↕π(dī)。

核心調度方案中SDN不(bù)需要(yào)控制(zhì)終端設備，兼容不(bφ‌πù)同廠(chǎng)家(jiā)終端且數(shù)  π∑據推送就(jiù)無障礙，這(zhè)是(shì)和(hé)邊緣調度方案•©÷的(de)根本區(qū)别。SDN+路(lù)由器(qì)+NAT的(de)矩陣推送模式λΩ$也(yě)便于技(jì)術(shù)人(ΩΩrén)員(yuán)按照(zhào)廣電(diàn)邏輯理(lǐ ‍←)解系統，但(dàn)是(shì)需要(yào)網絡廠(chǎng)商開(kāi)放(fàng)它的(de)協議(yì)，才能♦¥(néng)實現(xiàn)SDN控制(zhì)（如(r‌$ú)圖3所示）。

3、兩種調度方案在系統間(jiān)互聯的(de✘≤)實現(xiàn)

若A、B制(zhì)作(zuò)系統組網方案都(dōu)是(shì)ε <IGMP邊緣調度，如(rú)果A系統要(yào)B系統的(de)∞↓±信号則不(bù)需要(yào)B系統去(qù)控制(zhì)A的(de)接收±♥♣ 設備完成IGMP組播引流，而是(shì)在B網絡交換設備的(d≠♠®e)輸出端口做(zuò)一(yī)個(gè) ¶÷固定地(dì)址的(de)流的(de)靜(jìng)态推流策略✔♣，通(tōng)過B系統光(guāng)纖接入A系統交換設備中。§≥≤↑A系統的(de)交換設備設置外(wài)來(lái)信号授權白(bái)•¥∏×名單後供控制(zhì)器(qì)控制(zhì)終端IGMP引流使用₹→✘€(yòng)。反之B需要(yào)A的(de)信号↑←₩∑時(shí)也(yě)是(shì)在A系統交換設備輸出端做(zuò)靜('∑'jìng)态推流策略實現(xiàn)。

這(zhè)種場(chǎng)景下(xià↕↕λ)靜(jìng)态推流方法的(de)問(wèn)題在于當外(wài)部有(yǒ✘÷$u)多(duō)條流推到(dào)一(yī)個(gè)±§£↓系統中時(shí)就(jiù)會(huì)有(yǒu)多φ≥∑(duō)個(gè)靜(jìng)态組播地(dì★€>∏)址，使用(yòng)時(shí)也(yě)需要(yào)接收✘∞​↔方的(de)控制(zhì)器(qì)控制(zhì)自(zì)己的>ε(de)終端設備頻(pín)繁改變組播地₽©(dì)址去(qù)引用(yòng)。

若A系統是(shì)IGMP邊緣調度，B系統是(shì)核心調度，A系統要∏λ• (yào)B的(de)信号就(jiù)需要(y•≈ào)在B系統網絡交換設備的(de)輸出端口做(zuò)組播NAT把♦✔↕信号轉換成A系統固定的(de)接入地(dì)址（組播地(dì)址、端口γ₹♣号、源地(dì)址），推送信号經由光(guāngε® )纖到(dào)A的(de)交換設備中去(qù)，交換設備設置信号授權白€✘₽£(bái)名單後供A系統控制(zhì)器(qì)控制(z∏£★hì)終端IGMP選擇使用(yòng)。

這(zhè)種模式的(de)好(hǎo)處在于當多(duō)€₹≈α條信号推到(dào)A系統中時(shí)™↑₹，這(zhè)些(xiē)流的(de)地(dì)址都(↓÷dōu)由NAT轉成一(yī)路(lù)λ‌固定地(dì)址交給A，A隻認這(zhè)一(∏£¥yī)個(gè)外(wài)來(lái)地(dì)址即可(kě)。反之B需δ™要(yào)A信号時(shí)那(nà)就(jiù₽≈)要(yào)在A系統交換設備輸出端配置靜(jìng)态推流策略來(lπΩ>ái)實現(xiàn)了(le)。

若A、B系統都(dōu)是(shì)核心調度方案時(shí)，彼此β∞'•信号交流都(dōu)通(tōng)過NAT地(dì)址轉換來✘ε✘£(lái)實現(xiàn)，這(zhè)是(shì'δΩ♣)最方便的(de)辦法。總之不(bù)管系統是(shì)什(≈ ♣★shén)麽調度類型，在做(zuò)系統間(ji ✘ān)的(de)信号互聯時(shí)還(hái)是(shì)要Ω←&(yào)求系統邊界能(néng)夠清晰，避免系統間(jiān±±)交叉控制(zhì)介入産生(shēng)權責問(wèn)題。

三、ST-2110超高(gāo)清制(zhì)作(zuò)系σ★統中“SDN”監管控的(de)進展解讀(dú)

1、 當前4K-EFP制(zhì)作(zuò)系統采用(yòng)的(de)☆π管控模式

目前4K-EFP系統的(de)管控部分(fēn)采用(y∏φòng)DCNM網絡控制(zhì)與GVC廣電(di'≠àn)控制(zhì)分(fēn)開(kāi)合作(zuò)的(de)方式。D$>♣↑CNM監督管理(lǐ)與Cisco通(tōng)用(y☆‌òng)交換機(jī)有(yǒu)關的(de)網絡數(↕↓$♠shù)據業(yè)務活動，包括網絡運行(xíng)監控¶←π和(hé)NBM策略實施。

網絡運行(xíng)監控涉及拓撲發現(xiàn)、終端設備發現(x ←iàn)（設備名稱、地(dì)址、節點位置、在網在線、收發♦&​類型狀态、組播組信息等）、流信息（流信息摘要(yào)、流屬性、流狀态、實時(←≤↑shí)路(lù)徑顯示、組播地(dì)址、帶寬、交換端口、轉發  ≈效率、自(zì)定義篩選、日(rì)志(z♠∑hì)記錄等）。

NBM策略涉及交換鏈路(lù)的(de)負載均衡、終端白(bái)名單策略（β↑₽&設備地(dì)址接入允許、收發流組播段和(hé)數(shù)量授權等）、流↕♣§策略（帶寬限制(zhì)、不(bù)同流的(de)優先級等）。

廣電(diàn)控制(zhì)器(qì)GVC的(de)功能(néng)•Ω€就(jiù)是(shì)負責控制(zhì)GV媒體(tǐ)節點發出IGMP切₩ 換指令從(cóng)交換機(jī)中調取I↕€P數(shù)據。不(bù)過GVC的(de)集控是(shì)隻針對(duì)♥®系統內(nèi)GV設備的(de)私有(yǒu)協議(yì)，第三方βδ™↔終端加入系統若想實現(xiàn)被控隻能(néng)選擇支持NMO¥← 'S控制(zhì)協議(yì)同時(shí∑≈→↑)GVC也(yě)要(yào)支持該協議(yì)才行(xíng)。

目前一(yī)些(xiē)大(dà)廠(δ¶☆chǎng)商主導的(de)4K制(zhì)作Ω↓>$(zuò)系統基本都(dōu)是(shì)以通(tōng☆£♥')用(yòng)交換機(jī)為(wèi)核心，以廣電(ααdiàn)控制(zhì)器(qì)+網絡控制(zhì)器(♦$qì)+NMOS互通(tōng)協議(yì)+信号邊緣調度的(de)管 ¶控模式。現(xiàn)在又(yòu)加入API控制(zhì)接α$口協議(yì)允許網絡控制(zhì)器(qì)将它÷♣βπ的(de)服務與廣電(diàn)控制(zhì)器(qì)深入對σ<(duì)接，形成控制(zhì)器(qì)+交換機(jī)的(de)矩§£陣結構，加速了(le)廣電(diàn)控制(z♣≈'₩hì)器(qì)與網絡設備的(de)融合控制(zhì)之路(lù)。

2、系統資源綜合管控SDN模式的(de)發展→εφ

目前廣電(diàn)各廠(chǎng)家(j↔↕®φiā)的(de)SDN已不(bù)滿足于在業(yè)務系統中僅扮←♣演流的(de)控制(zhì)流轉的(de)角色，通(tōng)過與互聯網廠(£←chǎng)商開(kāi)展的(de)深度戰略開(kāi)發合作✘÷ (zuò)，拿(ná)到(dào)更多(duō)更深層的(de)第三方技(jì₩•)術(shù)握手協議(yì)或服務代理(lǐ)授權後（私有"®(yǒu)的(de)、開(kāi)放(fàng)的(§±φde)都(dōu)有(yǒu)），廣電(dià↓ε←™n)SDN正朝著(zhe)面向全制(zhì)作(zuò)系統所有(yǒu)資₽<ε 源設備ALL IN ONE的(de)高(gāo)級、綜合、一(yī)體§≠δ≈(tǐ)化(huà)監/管/控方向發展。

這(zhè)是(shì)4K制(zhì)作π↔γ(zuò)系統中真正的(de)SDN，它不(bù)僅能(néng)≠"兼容不(bù)同模式的(de)信号路(lù)由調度職能(néng)，γ÷也(yě)能(néng)針對(duì)網絡數(shù)據活動π≠完成包括各類網絡運行(xíng)監測、IP流信息的(de)實時(shí)抓取φε≥‌分(fēn)析報(bào)警、制(zhì)定實施各類安全策略↑♥的(de)工(gōng)作(zuò)，還(hái)能(néng)對(★→duì)系統中所擁有(yǒu)的(de)任何設備資源進行(xí✘₹÷₩ng)更深度的(de)集控和(hé)監管包括所有®±↑✔(yǒu)不(bù)同廠(chǎng)商設備的(‍$de)識别注冊、設備自(zì)身(shēn)格式/配置/屬性的(d™↓≥✘e)直接對(duì)接修改、不(bù)受基帶或IP限制(zhì)等≤'​。

這(zhè)樣的(de)SDN系統架構大(d₽ §®à)體(tǐ)會(huì)分(fēn)為(wèi)代理(lǐ)層、服務∑™←₽層和(hé)用(yòng)戶交互層，從(cóng)δ₩和(hé)各類設備通(tōng)過代理(lǐ©±Ω)對(duì)接實現(xiàn)協議(yì)封裝與消<™息轉換，到(dào)實現(xiàn)可(kě)提供↔ 的(de)各類服務功能(néng)及它們的(de)更新、₹™↔π升級、啓停管理(lǐ)，再到(dào)用(yòng)戶交₽γ互的(de)控制(zhì)/監測權限，這(₽γ∞zhè)樣“大(dà)而全”的(de)綜合資£≤™​源管控系統的(de)出現(xiàn)必将終結目前各類型♦σ↔λ控制(zhì)器(qì)在制(zhì)作(zuò)系統©✔<中分(fēn)管一(yī)攤的(de)局面•‍ ‍。可(kě)喜的(de)是(shì)現(xiàn)在一(yī)些$₹(xiē)廣電(diàn)廠(chǎng)商的(de)SDN已經朝著&'×∏(zhe)這(zhè)個(gè)方向大(dà)步邁進并有(yǒu)了₽✘∑≥(le)可(kě)以落地(dì)實施的(de)方案等待系統檢驗了(le)。

作(zuò)者：中央廣播電(diàn)視₹$(shì)總台 鐘(zhōng)辰

來(lái)源：摘選2020年(nián)第4期《現(xiàn$Ω")代電(diàn)視(shì)技(jì)術(shù∑‍✘±)》