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叶
主PTP主时钟发生器 共480G
边界时钟边界时钟
备份主时钟发生器 共480G 每个方向 每个方向
边界时钟5 边界时钟6 叶 叶
48个端口@10G/端口 48个端口@10G/端口
每个方向10G 每个方向10G到
到每个从设备 每个从设备
边界时钟1 边界时钟2 边界时钟3 边界时钟4
节点1 节点48 节点49 节点96
（设备） （设备） （设备） （设备）
主核心交换机透明时钟备份核
心交换机透明时钟 从设备从设备从设备 图3 一种脊叶式交换网络架构
允许两个UHDTV（2160p）信号。
关于IP的好消息：原则上它既格式不可知又带宽不受限
（注意400G交换机即将出现）。只要增加更多叶或脊柱交
必须用SMPTE混合模式降低网络和交换机上的消息率负载
换机就可获得更大带宽。格式智能判断、在同一交换机上运
图2 PTP层次结构由一个主时钟（通常有一个备份）及一系列分
布于全网的边界和/或透明时钟组成 行1080p50和720p59.94或UHD都不成问题。如果预期16:9
和21:9宽高比的混合物，增加一个4:3乃至1:1宽高比信号也
线路速率、带宽、频率和格式 不成问题，条件是发送和接收设备接受这些能力（注：S T
在IP不断发展的同时，SDI依然为稳健耐用的基于矩阵 2110允许图像宽度和高度最大32767像素或行）。
的X/Y路由和设备I/O解决方案。SDI的固定带宽（270Mb/ IP本质上使未来广播信号传输有保障。不过，工程师也
s、1.5Gb/s、3Gb/s、6Gb/s、12Gb/s）和可预测的性能实 必须非常清楚选定的交换机厂家的产品的内部结构——必须
现相对SMPTE RP 168中描述的一个参考点的视频/音频同 符合PTP，且拥有通过外部SDN（软件定义网络）原则管理
步切换。视频矩阵芯片组相应地支持这种SD、HD或UHD信 控制和数据面的能力。
号切换。虽然依然很好用且很可靠，但SDI使用一个“固定
矩阵”，它限制电视中心的发展，使之无法超出基本I/O矩 原生IP和COTS设备
阵（如32x32到1152x1152或以上规模的矩阵）。跳出固定规 也许IP最大的“前途”是商用现货（COTS）部件现在
模的SDI矩阵很复杂、花钱多，保证叉车式升级或接受“模 将承担重任。通过部署合适厂家的交换机、SFP和光纤传输
块化”架构也许会更好。 媒介和/或使用安装适当NIC（网络接口卡）的通用计算服
IP消除这些因素。设计得当时，IP基本上为一种非阻塞 务器，实现了使系统很好地面向未来扩展的能力。但是，在
和规模无限制的结构。固定矩阵、指定带宽和SDI限制在IP 选择时，设计者必须知道交换机（端口）和服务器（NIC）
中都被消除。通过IP，信号拓扑只受一台给定的因特网交换 能力，原因是这些新设备很多可能只是部分知道或符合新兴
机上的端口大小和带宽所限制。通过采用脊叶拓扑网络结构 标准和协议。一些广播设备提供商可能坚持特定的外部服务
（图3）和从每张叶到每个脊柱的足够上行带宽，克服了SDI 器或网关产品，在通过多播流领域时，必须包括这些产品以
的矩阵限制。 便与第三方“播出控制器”通信或管理信号流。
但是，这种方式对设计者提出了新挑战；例如，必须完 随着时间的推移，厂家特定的发送/接收部件将转向原
全了解初始的交换机选择，应符合PTP，而且应适当指定每 生IP输入和输出。SDI最终可能成为一种选配而非标配。摄像
台交换机上大部分端口将全速运行，而且可能在或接近个别 机、制作切换台（视频混合器）、音频设备、图文包装和播
端口的带宽（即10G、25G、40G、100G等），以恒定码率 出设备都将（或已经）增加基于IP的接口。作为多个BNC或
运行。只有正确配置的媒体通信将被允许，即电子邮件、文 XLR的替换，设备将共享基于SFP的公共I/O端口，并包含用
件传输或突发/无控制或无管理的通信都不应注入到此媒体 于弹性（即用于ST 2022-7或-8拓扑）的备份/第二端口。
网络上。 有了一个全IP系统，对SDI的需求降低或完全消除——由
最佳设计的新系统能够利用100G和以上交换机的聚合能 于系统更容易扩展，因此其灵活性提高。在设备全都恰当互操
力；根据所传输的信号格式采用恰当的端口带宽。例如，一 作时（很大程度上由严格遵循SMPTE、IETF等标准实现），
个UHD（4K）信号将消耗约12GB数据或“带宽”，因此在 该系统的基本架构可扩展以满足未来不断增长的需求。
网络交换机上部署仅10G端口是不明智的。对于使用原生IP 在下文中，我们将探讨为IP转换做好准备所需的布线、
的UHD，端口架构应为25G（每个）——每个端口每个方向 一系列最佳范例和一些人力资源指南。B&P
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