Page 39 - BP_202209

电视信号的调度和交换，同时还应支持 SMPTE ST 2022-2和SMPTE ST 2110- 换延时进行了测试，发现有的设备无法达
PCM等音频信号的调度和交换。在系统 22等方式，并支持组播路由方式和单播 到1.5秒要求，具体情况如下图2所示。
中，还采用了不同编码算法的压缩信号 路由方式进行调交换。在工作模式上， 所测4款IP交换矩阵从IP输入接口到
流，因此IP交换矩阵还应支持压缩信号 有4款设备支持SDN集中管控方式，仅有 IP输出接口的转发时延均在微秒级别，
的调度和交换，信号编码压缩方式应至 1款设备支持动态路由协议方式。 均小于标准要求的30微秒的要求，如下
少支持MPEG-2、AVS+、AVS2等方式。 在配置的接口类型上，所有的设备 图3所示。
三是转发容量大。针对超高清信 均未支持400G的接口，如下表1所示。
号，以逐行采样，50Hz帧频、10比特量 在针对IP信号线速转发上，各设备
化深度、4:4:4采样结构为例，4K超高 间存在一定的差异，有3款设备支持IP
清电视系统的无压缩码率为12.442Gb/s 信号线速转发，1款设备不支持，1款设
（3840×2160×50×10×3×〖10〗^(- 备仅支持包长下的线速转发。针对组播
9)=12.442Gb/s），8K的为49.766Gb/ NAT功能上，各设备支持方式也存在差
s（7680×4320×50×10×3×〖10〗 异，2款设备支持组播NAT功能，1款设
^(-9)=143.3Gb/s），而1920×1080/50I 备不支持该功能，1款设备仅支持输出
图3
高清电视系统的无压缩码率 是 NAT设置，还有一款设备通过外置板卡
1.485Gbps。再考虑组网规模，在网调 实现NAT功能。 PTP定时是保证IP交换矩阵稳定正
度交换的容量将会非常高，以一台支持 常工作的基础，其PTP抖动精度对视音
功能
576×576条无压缩8K视音频转发的IP交 IP信号线速转发 组播NAT功能 频同步具有重大的影响，在《IP交换矩
设备
换进行分析，其整机转发容量需要达到 阵技术要求和测量方法》中，要求PTP
设备A 不支持 不支持
28.665Tb/s。 绝对偏差在丙等下不大于100ns。通过
四是支持多种速率的接口。为了适 设备B 支持 支持输出NAT 对4款设备进行测试（第5款设备由于
应不同速率的业务，如高清、4K超高清 设备D 支持 支持 其他原因未进行本项测试），经过一级
以及8K超高清业务，IP交换矩阵需要支 交换设备分发后的PTP绝对偏差均小于
设备E 支持 支持
持从1Gb/s至100Gb/s甚至400Gb/s的接 47ns，满足乙等的要求，其中3款设备
通过外置板卡
口，以满足不同业务的需要。 设备F 部分支持 可达甲等要求。
实现该功能
五是安全性要求高。台内总控播
表2
出系统是可以说是台内系统的核心，对
于其主要核心设备I P交换矩阵的要求 IP交换矩阵切换响应时延的大小严
更是重中之重，要求设备稳定性好，可 重影响应急情况下业务的切换速度，为此
用性高，配置相关的冗余策略，具备业 我们对5款设备的从控制端切换指令下发
务流的安全控制策略，可按照SMPTE 开始到矩阵输出端完成信号切换的整体切
2022-7对业务进行配置。

四.IP交换矩阵性能研究
图4
我们对市场上主流的5个厂家的典型
IP交换矩阵进行测试研究，各个设备均
具备了信号调度基本功能，可支持各种 五.总结
业务报文类型包括TCP、UDP、RTP协 通过对5款IP交换矩阵进行测试研
议IP信号报文，支持高清、超高清等各 究，所研究的IP交换矩阵在功能上基本
种信号格式，信号封装协议均支持包括 图2 能满足IP化制播的需求；在性能上，部
分IP交换矩阵还需要进一步优化提升，
接口类型
GE光 GE电 10GE光 25GE光 40GE光 50GE光 100GE光 400GE光 以更好地支撑IP化制播发展，更好地促
设备
进广播电视的发展。
设备A 支持 支持 支持 支持 支持 支持 支持 N
设备B 支持 支持 支持 支持 支持 支持 支持 N 本文受国家重点研发计划
设备D 支持 支持 支持 支持 支持 支持 支持 N （National Key R&D Program of China）
设备E 支持 支持 支持 支持 支持 支持 支持 N 赞助，“4K超高清电视制播系统研制”项
设备F N N N N N N 支持 N 目，项目编号：2019YFB1804300(课题
二：2019YFB1804302) B&P
表1

39