ST 2110-21：流量整形

书接上文 ST 2110-20，为了缓解 ST 2110-20 中存在的拥塞问题，SMPTE组织对视频流又有了更细致的规定。根据视频包与视频包之间的不同间隔，SMPTE组织把视频流分成了三种类型：N型（Narrow），NL型（Narrow Linear），W型（Wide），整形后的视频流如下：

其中绿色的竖条代表视频流中的每个包，绿条之间的空隙自然代表包之间的传输间隔，而图中的红线代表流带宽的变化。

从图中我们自然可以理解到：
-NL型视频信号的所有数据包在每个视频帧的持续时间内均匀分布。
-N型发送端在对应于传统SDI视频信号的VBI（垂直消隐间隔）或VANC（垂直辅助数据空间）期间内没有发送数据包。因此，类型N每个帧周期内将出现明显间隙。
-W型数据包之间拥有人为设定的传输间隙。此类别用以适应基于软件的发送端。但要注意W型会对接收端产生影响，接收端需要相应增加其输入缓冲区的大小。一个含有大量W型发送端的系统，需要使用具有足够大内存的网络设备来实现。

在进行了流量整形后，视频流的带宽也出现了变化，经过计算可以得出：
-NL型一直以接近9G左右的带宽恒定速率传输。
-N型先以12G的速率传输一会，再歇会。
-W型的带宽非常混乱，最高可以达到25G。
自然地，从稳定性考虑，系统集成中我们通常使用NL型。

值得一提的是，除了上文所提的发送端，ST 2110-21 对系统的接收端也进行了分类，并且要求发送端与接收端流量整形的格式上相互匹配，发送端分为三种类型：
-N型接收端：能够支持N型与NL型的发送端。
-W型接收端，能够支持N型，NL型和W型三种发送端。
-A型（异步）接收端，能支持任意类型的发送端，但同步与时钟源或者信号的相位无关。

ST 2110-22：已压缩的恒定速率视频流

提ST 2110-22 之前，不得不提到一个网站：
SMPTE ST 2110 Must Die.Org（苦笑）
开这个网站的老哥虽然是个喷子，但人家确实说的句句在理，尤其是在2110最大的问题上：未压缩的基本流导致带宽虚高。

SMPTE也试图改进这个问题，并提出了ST 2110-22 的标准，不过在国内广电行业中，ST 2110-21 尚未完全普及。ST 2110-22 协议虽然已经做出来了，但目前支持它的设备和系统非常有限。

ST 2110-22 规定的内容如下：
–支持CBR（恒定比特率）压缩格式，例如VC2
–必须是符合RFC 4855的RTP媒体类型，压缩比范围由2：1~8：1
– RTP时钟频率为90 kHz
–必须符合ST 2110-21的“ NL”或“ W”网络兼容性模型；
–虚拟接收器缓冲区模型不适用

对于ST 2110-22 ， 让我们拭目以待它能带来什么，博主今后也会继续关注这部分内容。

RP 2110-23：复合高带宽视频流

RP 2110-23 在对于视频流带宽过高的方面，提出了一种和上文中 ST 2110-22 不同的思路：用多个低带宽的视频流复合出一个高带宽的视频流出来。

这种方法让我想起SQD和2SI来：

这种分割视频流的方法是时序解交织。

这种就是台里常用的SQD方法。

这种也是台里常见的2SI（Two-Sample Interleave）方法，注意SQD和2SI最好不要混用，之前就有一次总控给进来的信号是2SI，但系统里监视器设置的是SQD，图像乱了，排查了好一会才知道是这个脑残问题…

RP 2110-23 截止到今日还没有做成一个完整的体系，目前只停留在一个构想的阶段，根据SMPTE组织的构思：
·想法是拥有一个系统，用多个低带宽流用于传输一个高带宽信号
–能传输高分辨率流，例如UHD1 / 4K或UHD2 / 8K
–能传输高帧率流，例如超过100 fps的流
–也称为“多端口”
·每个子流都是有效的ST 2110-20 / 2110-21流
–时间戳绑定到原始帧
–符合时序模型

只能说思路上好像又有点回到了 SDI over Cable 的时候。当时说要传4K信号的时候，带宽不够，就用四根3G的线来复合出一路12G的信号，RP 2110-23 的思路就像是当时的延伸。同样地，对 RP 2110-23 标准，博主也将继续跟进，让我们对它拭目以待。

后续

后续更新的内容主要是 ST 2110-30， ST 2110-31 等内容。
欢迎大家发邮件来[email protected]互相交流心得！

*主要参考资料：
[1]: https://www.smpte.org/
[2]: What is SMPTE ST2110 and Why Does It Matter? - John Mailhot
[3]: SMPTE ST 2110 in 60 Minutes - Wes Simpson