ip-live-technical-white-paper-sept-17

SONY

IP 直播制作系统

技术白皮书
2017 年 9 月

引言 … 3

1.1. 索尼的 IP 直播制作系统是什么 … 3

1.2. 索尼的 IP 直播技术 … 3

1.3. 本文件的目的 … 3

1.4. 版本通知 … 3

1.5. 关键术语、缩略语和缩写 … 4
SONY 的 IP 直播制作系统的好处 … 5

2.1. 通过改善投资回报率获得的好处 … 5

2.2. 通过未来保障获得的好处 … 5

2.3. 通过知识产权技术获得的好处 … 5
未来的现场制作应用…… 6

3.1. 不可知论程序制作 … 6

3.2. 网络资源虚拟化 … 6

3.3. 现场制作和基于文件的工作流程集成 … 6
SONY 的 IP 直播环境概述 … 7

4.1. IP 实时系统管理器（LSM）软件 … 7

4.2. IP LIVE 支持的产品 … 7

4.3. 使用商用现货硬件的 IP 交换结构 … 8
SONY 的 IP 直播技术 … 9

5.1. 基于 IP 的音视频路由 … 9

5.1.1 通过 IP 进行清晰的视频切换 … 9

5.1.2 通过 IP 进行广播级音视频传输 … 13

5.1.3 良好的时机参考与索尼网络媒体接口的同步 … 14

5.2. 设备管理 … 19

5.2.1 即插即用 … 19

5.2.2 设备控制 … 20

5.2.3 设备配置 … 20
5.2.4 NS-BUS … 20

5.3. 网络设计 … 21

5.3.1 网络路由和多播 … 21

5.3.2 网络拓扑 … 22

5.3.3 服务质量 (QoS) … 22

5.3.4 网络虚拟化技术 … 23

5.3.5 软件定义网络 (SDN) … 23

5.4. 互操作性 … 24
5.5. 冗余 … 25

5.5.1 应用冗余 … 25

5.5.2 A/V 传输冗余 … 26

5.5.3 同步冗余 … 27
5.6. 安全 … 27

5.7. 监控 / 维护 … 30

5.7.1 远程维护 … 31
结论 … 32
参考文献 … 33

1. 引言

IP 技术在广播后期制作环境中变得无处不在。大多数主要广播公司和后期制作设施不仅在 IP 和网络硬件上进行了大量投资，还在设置和维护这些系统所需的技能上进行了广泛投资。

1.1. 索尼的 IP 直播制作系统是什么

现在，索尼可以提供具有更大系统设计灵活性和控制能力、更高效率以及潜在更低系统成本的实时制作场景。索尼的 IP 实时制作系统及其整体 IP 实时技术不仅取代了传统的基于 SDI 的环境（超越了旧系统的性能），还在布线和系统架构的细化方面提供了效率。通过索尼的 IP 实时技术，您还可以获得超越传统基于 SDI 的旧系统可能性的全新功能、能力和工作流程。

此外，索尼的 IP 直播制作系统提供了令人满意的未来保障，满足了对更多频道、更多直播节目和不断变化的观众生活方式的日益增长的需求。它可以轻松适应 A/V 媒体中出现的新格式、技术和趋势，如 4K、高帧率（HFR）、8K 和高动态范围（HDR）视频，以及新的扩展色域和色彩空间。

索尼的 IP 直播制作系统在使用通用的现成网络硬件的同时，提供了所有这些，以实现卓越的系统架构灵活性，以及最终的迁移和升级灵活性。

索尼的 IP Live 方法实现了行业间的互操作性，这一点一直是我们推动的，并将继续如此。我们与其他组织紧密合作，以确保 IP 技术的标准化，参与许多不同的联盟和互操作活动。为了增强 IP Live 制作的互操作性，我们的摄像机、切换器、制作服务器和 SDI-IP 网关将符合开放标准格式 SMPTE ST 2110*。

截至 2017 年 9 月，SMPTE ST 2110 是一个草案，作为 SMPTE 标准正在待定/开发中。

1.2. 索尼的 IP 直播技术

索尼的 IP 直播制作系统中使用的技术在本白皮书中进行了描述，它扩展了我们第一代 A/V-over-IP 接口 NXL-IP55 中使用的技术。然而，索尼的 IP 直播制作系统提供了更复杂的信号处理，能够支持更广泛的应用、视频格式和制作环境——该系统可用于尖端的基于 IP 的 A/V 路由场景。

索尼的 IP 直播制作系统中的新网络相关功能包括同步、网络管理和安全；而与音频和视频处理相关的新功能包括 SDI-IP 映射、低延迟视频编解码器、整体低端到端系统延迟和干净的视频切换。这些功能基于现有和草案标准，并辅以多项专用技术。

1.3. 本文件的目的

本文件的目的是描述索尼的 IP 直播制作系统、IP 直播系统管理器（LSM）软件、索尼网络媒体接口背后的技术，以及我们对包括 SMPTE ST 2110 和 AMWA NMOS（高级媒体工作流程协会网络媒体开放规范）在内的开放标准的承诺。

本白皮书在第 2 节中解释了索尼 IP 直播技术的好处。第 3 节中解释了直播制作的未来应用，第 4 节中回顾了索尼的 IP 直播制作系统，第 5 节中描述了整体的 IP 直播技术。

1.4. 版本通知

所有内容，包括系统概述、技术描述和所有图形，均基于 2017 年 9 月索尼 IP 直播制作系统的开发。索尼的 IP 直播解决方案可能会在不通知的情况下进行未来的改进和增强。

请联系您的索尼代表以获取有关索尼 IP 直播制作系统的最新信息，并确认此白皮书的最新版本。

1.5. 关键术语、缩略语和缩写

本文件中的某些关键术语被缩写为首字母缩略词或缩写，以便简洁和提高可读性。

10GbE	10Gbps 以太网。
3G-SDI	: 3Gbps SDI.
4K	一种基于约 4000 个水平像素的视频格式，分辨率约为高清的 $4 x$
8K	一种基于约 8000 个水平像素的视频格式，分辨率约为 4K 的 4 倍
AMWA	高级媒体工作流程协会
A/V	音频/视频
BNC	贝叶网尼尔-康塞尔曼连接器
CER	中央设备室
COTS	通用现成产品 / 商业现成产品
DHCP	动态主机控制协议
DiffServ	差异化服务。
FEC	前向纠错
FPGA	现场可编程门阵列
GB	千兆 (1,000,000,000 位)
Gbps	每秒千兆位
GPIO	通用输入输出
GPS	全球定位系统
HA	高可用性
HD	高清晰度
HDR	高动态范围
HD-SDI	高定义 SDI。
HFR	高帧率
IEEE	电气和电子工程师协会
IGMP	互联网组管理协议
IP	互联网协议
IT	信息技术
LLDP	链路层设备协议
LLVC	低延迟视频编码器
LSI	大规模集成
LSM	: IP Live System Manager 软件
MADI	多通道音频数字接口
NDCP	网络设备控制协议
NMOS	网络媒体开放规范
PIM-DM	协议无关多播 - 密集多播
PIM-SM	协议无关多播 - 稀疏模式
PIM-SSM	协议无关组播 - 源特定组播
PTP	精确时间协议。
QoS	服务质量。
ROI	投资回报率
SD	标准定义
SDI	串行数字接口。
SDN	软件定义网络
SIP	会话发起协议
SNMP	简单网络管理协议
SMPTE	电影与电视工程师学会
SoC	系统级芯片
SysLog	系统日志；消息日志系统
TLS	传输层安全
UI	用户界面
UMD	下监视器显示器
VLAN	虚拟局域网
WAN	广域网

索尼 IP 直播制作系统的好处

索尼的 IP 直播制作系统可以简单地看作是传统 SDI 系统的替代品，完全模拟 SDI 的性能特征，采用 IP 解决方案。因此，该系统并不能真正为音视频社区提供一个令人信服的替代方案。然而，索尼的 IP 直播制作系统不仅匹配，而且实际上超越了 SDI 的性能特征，具有一系列实用的改进和增强，使其成为 SDI 的一个可行甚至必要的替代品。

索尼的 IP 直播制作系统在相关出版物《IP 直播制作广播业务》中概述的三个广泛领域提供了好处。这些是：

通过统一的基础设施改善文件基础 IT 系统和基于 IP 的实时系统的投资回报率
可扩展且灵活的未来-proof 系统架构，能够支持未来的视频格式和其他新兴技术，从而降低投资风险
最大化知识产权技术和基础设施的收益，同时降低整体生产成本

2.1. 通过改善投资回报率获得的好处

索尼的 IP Live 提供了一个完全支持 IP 的现场制作环境，不仅处理视频，还处理音频和元数据。它还处理亚微秒级的系统级同步和控制。一旦现场制作系统完全迁移到索尼的 IP Live 环境，它可以与其他基于 IP 的制作系统共享资源——这个单一基础设施统一并协调了基于文件的 IT 系统和基于 IP 的现场制作系统。除了保护当前的双重投资场景外，这还大大提高了系统的投资回报率。

2.2. 通过未来保障获得的好处

索尼的 IP Live 为视听媒体社区提供了一种可扩展和灵活的解决方案，支持工作流程和工作实践的演变，以及未来视频格式的演进。预计在下一个十年，将会引入、渗透和普遍采用

4 K, HFR

、8K 和 HDR 视频等技术。网络环境中交换和传输大量视频数据正在成为现实，这对网络基础设施造成了越来越大的压力。索尼的 IP Live 生态系统从一开始就旨在支持这些新技术、格式、工作实践和工作流程。

2.3. 通过知识产权技术获得的好处

使用 IP 的最大好处之一是，一旦所有设备连接到网络，它就消除了设备分配的大部分限制。未来，虚拟化广播系统将成为现实。这些系统能够接触并控制网络上每个设备的每个功能和特性。所有音视频媒体设备将存放在中央设备室（CER），并在生产环境的其他地方配备远程用户界面。任何被授权的人都可以随时通过任何合规界面访问网络上的任何资源。通过网络进行远程监控、配置和批量更新，维护将变得更加容易。这将提供最大的系统操作效率。

图 1：从传统的 SDI 系统到基于 IP 的制作系统

3. 现场制作的未来应用

索尼的 IP 直播方法提供了越来越多的增值内容创作机会，并提高了生产系统的运营效率。从传统的基于 SDI 的系统转向基于 IP 的传输系统，并将所有设备连接到一个公共网络，有助于最大化 IP 的优势。这为整个生产系统提供了中央控制。

但这对未来意味着什么？在索尼的 IP 直播生态系统中还可以设想哪些进一步的应用？

3.1. 无神论程序制作

通过 IP Live，索尼将确保未来对不同视频格式、帧率和分辨率的支持。用户将能够构建程序，而无需担心材料的确切性质。这种不可知的方法将允许正常帧率和动态范围的材料与 HDR 和 HFR 材料在同一系统和同一程序中共存。

3.2. 网络资源虚拟化

虚拟化允许整个广播环境根据需求和工作负载的变化进行扩展。广播公司可以在某些事件期间增加资源，例如选举或重要的体育赛事。广播公司可以根据需要选择设备的功能。如果某个特定事件需要特定资源的更多功能集，可以在事件期间提供，并在事件结束后重新分配。路由器的大小可以增加，制作切换器可以扩展，从而在更大事件期间分配更多资源。

虚拟化还允许多个工作室共享资源。通过索尼的 IP Live，可以根据需要将集中资源分配给特定工作室。这使得在制作日程中，工作室之间的资源分配和共享变得非常高效。

3.3. 现场制作和基于文件的工作流程集成

索尼 IP Live 方法的一个重要概念是将现有的基于文件的制作环境与直播制作系统集成。这个概念具有许多明显的财务和运营效率。所有信号，包括视频、音频、元数据和控制信号，以及时间参考信号，都是通过 IP 传输的。资源可以在制作系统之间共享，使基于文件的系统和直播系统能够整合为一个。广播电台将不再需要在两个不同的系统上进行双重投资。

图 2：未来应用的示例

索尼的 IP Live 方法提供了基本环境和技术，使广播公司能够实现新的节目制作可能性，采用新的工作方式。随着索尼的 IP Live 生态系统的发展，未来的可能性也在增加，伴随着新的创新节目制作方法。

4. 索尼的 IP 直播环境概述

索尼的典型 IP 直播环境由以下元素组成：

索尼的 IP 直播系统管理器（LSM）软件应用程序
索尼的网络媒体接口和/或符合 SMPTE ST 2110 标准的设备

具有网络媒体接口或 SMPTE ST 2110 连接的各种音频和视频设备

用于传统 SDI 设备的 SDI-IP 转换器

商用现成硬件的 IP 交换结构

图 3：索尼典型 IP 直播制作系统的整体视图

4.1. IP 实时系统管理器（LSM）软件

索尼的 IP 直播系统管理器（LSM）软件应用程序构成了整个生产系统的中央控制点，并提供了传统 SDI 基础设施中没有的一系列功能。
这些特性包括：

一个基于 IP 的音视频路由应用程序：该软件聚合设备配置并生成一个虚拟音视频路由器，用户可以在系统上进行控制
一个用于管理连接到系统的所有设备的配置管理工具：使用此工具可以快速重新配置生产系统以适应不同的生产场景或对单个设备进行定制配置
网络管理工具：这确保了使用 QoS 技术的广播质量的 IP 视频传输
一个功能齐全的应用程序，包括互操作性、安全性、冗余和维护功能

4.2. IP Live 支持的产品

可以直接适配索尼 IP 直播制作系统的产品已集成网络媒体接口连接，或将集成 SMPTE ST 2110 接口。这采用双 RJ45、SFP+、QSFP+、SFP28 或 QSFP28 连接器的形式，并提供直接连接到索尼的 IP 直播网络。

作为一个简单的单连接或具有无损故障转移能力的双连接。

索尼还提供 SDI-IP 转换器，以便其 IP 直播生态系统与现有的传统 SDI 音视频基础设施集成。这些是索尼首次推出的完全符合网络媒体接口连接和 4K 能力的 IP 直播产品。这些转换器将 SDI 信号打包，为广播公司提供了从 SDI 直播制作到索尼的 IP 直播制作系统的平稳过渡，允许在任何过渡期间继续使用现有的索尼和第三方设备。

随着其 IP Live 技术的广泛应用，索尼现在还推出了一种端到端的 IP Live 制作解决方案，设备如摄像机、切换器、制作服务器和 SDI-IP 网关的设计中集成了网络媒体接口连接。

图 4：配备索尼网络媒体接口的产品

为了增强 IP 直播制作的互操作性，索尼的摄像机、切换器、制作服务器和 SDI-IP 网关将继续符合开放标准格式 SMPTE ST 2110。为了扩展与 SMPTE ST 2110 的网络媒体接口，索尼将开发从以前格式到新格式的桥接解决方案。

4.3. 使用 COTS 硬件的 IP 交换结构

索尼 IP Live 架构的基本原则是可以使用支持层

2 / 3

交换的通用现成（COTS）IP 交换机构建系统。索尼的 IP Live 方法容忍并整合多种硬件。虽然将 1990 年代设计的集线器或交换机集成可能不明智，但大多数现代网络硬件可以成功连接到系统中。

此外，索尼的 IP Live 技术并不依赖于各种网络交换机和路由器硬件的专业版本。例如，最新的支持流量控制的 SDN IP 交换机和

目前，支持 IEEE1588 的 IP 交换机被认为价格昂贵，市场上可供选择的产品有限。网络媒体接口在这方面没有任何具体要求，并且可以与较低端的交换机和路由器完美兼容。

5. 索尼的 IP 直播技术

本章解释了支撑索尼 IP 直播制作系统、IP 直播系统管理器（LSM）软件及相关 IP 交换网络的技术。

索尼的 IP 直播技术结合了几种独立且成熟的技术以及新的尖端技术。每个技术元素的选择都是为了满足索尼 IP 直播制作系统以下一个或多个基本要求：

互操作性：与其他供应商产品无缝操作的能力
可扩展性：在任何规模的当前和未来系统中操作的能力
效率：客户和用户实现良好投资回报的能力
未来保障：利用新技术和不断发展的趋势的能力

通过 IP Live，索尼寻求在 IT 和

A / V

行业中尽可能利用已经在使用的标准技术，并实现三个独特的主要特性：

通过 IP 的可靠音视频传输
格式无关的音视频通过 IP 路由
通过 IP 进行清晰的视频切换

其他特性和要求基于这三个主要特性，如本白皮书所述。

5.1. 基于 IP 的音视频路由

A/V 路由是索尼 IP 直播制作系统的基本功能。用户可以通过 IP 直播系统管理器以与传统 SDI 路由系统相同的方式控制路由功能。这为从传统系统到基于 IP 的基础设施提供了平稳的过渡，而无需改变现有的工作实践或工作流程，并且仍然可以使用第三方控制应用程序。

图 5：索尼 IP 直播系统管理软件中的音视频路由操作

良好的基于 IP 的音视频路由依赖于三个要求：干净的视频切换（第 5.1.1 节）、广播质量的音视频传输（第 5.1.2 节）以及良好的时间参考和同步（第 5.1.3 节）。

5.1.1 通过 IP 进行清晰的视频切换

良好的基于 IP 的视频切换，如索尼的 IP 直播制作系统所实现的，基于以下要求：

干净的视频切换

在 IP 网络上的音视频传输中，实现干净的视频切换是很重要的。实现这一目标有三种方法：源定时、切换定时和目的地定时视频切换。在使用源定时和切换定时视频切换时，会存在一定程度的时序不确定性。实现干净视频切换的最可靠方法是使用目的地定时视频切换，在目的地设备上进行切换。因此，索尼采用了目的地定时视频切换。

在其 IP 实时环境中的切换。

优化网络设备的成本

除了提供最可靠的清晰视频切换方法外，定时切换还提供了更好的整体网络效率和可靠性，同时优化了成本：

虽然其他交换系统依赖于特定的 IP 交换机，但基于目的地定时的视频切换可以与常规的现成 IP 交换机一起使用；不需要特定的 IP 交换机或有限的网络配置

与其他方法不同，目标定时视频切换不需要同步控制；不需要像 IP 交换机中的视频信号同步那样复杂的设置

这在系统配置中保留了高度的自由度和灵活性

然而，索尼并没有排除使用其他方法。如果其他方法在成本、实施或满足特定客户需求方面带来了新的优势，我们准备根据需要扩展我们的设计。

更广泛的应用范围

索尼的 IP 直播制作系统能够支持干净和非干净视频切换，使该系统能够支持从演播室到外部广播设施的广泛应用和场景。例如，当干净视频切换很重要时，它支持制作，而当可以使用非干净视频切换时，它支持位于机房和 CER 中的非实时核心系统。

统一控制

索尼的 IP 直播系统管理器通过远程控制目标设备，维护通过目标定时视频切换的中央路由功能。该软件通过虚拟音视频路由器为用户提供控制用户界面。

5.1.1.1. 切换方法比较

本节比较了各种不同视频切换方法的技术。

非清洁视频切换

干净的视频切换

源时切换

在 IP 交换机中注册预期的流条目。（需要一个具有流量控制能力的 SDN 交换机。）控制器更改每个源中流的目标地址。

同时更新两个源设备的流信息。优点：IP 交换机不需要通过网络同步。没有双重带宽惩罚。缺点：由于需要对两个源设备与一个目标设备进行同步处理，导致异常处理复杂。如果源设备和目标设备之间存在延迟，则在 IP 交换机中需要缓冲，限制了网络拓扑。

开关定时切换

切换视频更新 IP 交换机中的流表。（需要支持流控制的 SDN 交换机。）

SDN 控制器在垂直消隐期间切换流的地址以更新流表。优点：没有双倍带宽惩罚缺点：需要 IP 交换机来找到垂直消隐期。由于在 IP 交换机中需要缓冲，因此网络拓扑有限，如果源设备和目标设备之间存在延迟。

目的地定时切换

切换视频命令，通常使用 IP 组播，从目标设备到传统 IP 交换机。

临时在目标设备接收双流，找到垂直消隐期，然后在目标设备内部切换。优点：网络拓扑没有限制。可以使用商业现货 IP 交换机。异常处理简单，因为一个目标设备可以处理所有内容。缺点：双倍带宽惩罚。

图 6：IP 视频切换方法比较

图 7：视频切换方法概述

5.1.1.2. 目的地定时切换

本节解释了两种主要的目的地定时切换形式：

使用 IGMP 进行粗流切换（当两个流重叠时）
使用嵌入在 IP 数据包头中的帧编号进行准确的流切换

图 8：目的地定时切换

切换过程如图 8 所示，操作如下：

IP 流传输器将视频帧编号放入网络头中，并通过网络发送流数据包
IP 实时系统管理器发出流切换请求
IP 流接收器发出 IGMP 消息以加入和离开相关流
IP 交换机根据 IGMP 消息启动和停止相应的流
通过准确的流切换，IP 流接收器还根据 IP 实时系统管理器的信息从输入流中删除不必要的数据包，并输出干净的切换流

5.1.2 通过 IP 进行广播级音视频传输

5.1.2.1. 网络媒体接口

索尼的网络媒体接口能够支持未来可用的基于 IP 的音视频传输。帧边界感知还使网络媒体接口能够实现干净的视频切换，这是直播制作所需的。此外，网络媒体接口的 IP 打包方法根据每个 IP 数据包的头部区分视频、音频和元数据。这使得从音视频流中提取特定内容变得容易。这提高了在需要分离、组合、传输或切换内容的场景中的工作流程效率。例如，音频制作系统可以轻松地从组合的音视频流中提取音频内容。

5.1.2.2. 针对 $A / V$ 传输的分组化（与本质无关的映射）

在将基于 SDI 的环境转换为基于 IT 的环境时，首先需要考虑的问题是将 SDI 有效载荷信息映射到 IP 数据报有效载荷中。

索尼的网络媒体接口支持 SDI 信号的 IP 映射，其中视频、音频和元数据被放置在单独的数据报中，以便可以独立处理。这种映射非常有用，例如，在视频信号被压缩的情况下，因为它节省了网络带宽，并提供了一种在需要时分别处理音频、视频和元数据的方法，这在音视频后期制作环境中是很常见的。

该网络媒体接口的数据包化已作为 SMPTE RDD40 发布。

5.1.2.3. 保护传输错误的机制（前向纠错）

通过索尼的 IP 直播技术，带宽预留方法可以防止因网络拥堵而导致的数据包丢失。然而，信号质量可能会恶化，例如由于以太网电缆上产生的静电噪声导致的数据包丢失。为了避免这种情况，数据流以前向纠错（FEC）的形式编码了额外的数据。这可以通过使用一种特殊的 FEC 编码方法来恢复连接上的数据包丢失，该方法考虑了单个视频帧中包含的信息。FEC 编码的流可以在视频帧边界内同时受到保护和切换。

5.1.2.4. 支持在网络传输过程中压缩视频（LLVC）

广播视频所需的比特率在更高的视频分辨率下迅速增加。例如，HD 1080i 需要一个比特率为 1.485 Gbps 的 HD-SDI 连接，而对于 1080p 信号，3G-SDI 连接需要一个比特率为 2.97 Gbps。4K 视频信号需要的数据速率范围从 6 Gbps 到 12 Gbps 或更高。这些非常大的数据速率很容易超过今天商业上可用的 10GbE 光纤传输的容量。因此，需要使用具有极低延迟的高质量视频压缩。

索尼开发了一种适合网络媒体接口的编解码器，能够将编码和解码过程的延迟最小化到几毫秒内，同时提供视觉无损的图像质量。使用这种压缩技术，可以在保持广播应用所需的高图像质量的同时，减少所需的网络带宽。例如，索尼的网络媒体接口可以通过单根千兆以太网电缆传输多达四个 1080i 高清信号，或通过单根

10 - Gbps

以太网电缆传输两个 4K 信号。

分辨率	位深度	帧率（最大值）	压缩	非压缩
$720 \times 480$	10	59.94i	-	$✓$
$720 \times 576$	10	50i	-	$✓$
$1280 \times 720$	10	60p	$V$	$✓$
$1920 \times 1080$	10	60p	$V$	$V$
$2048 \times 1080$	10	60p	$V$	$✓$
$3840 \times 2160$	10	60p	$✓$	-
$4096 \times 2160$	10	60p	$✓$	-

图 9：

YCbCr 4 : 2 : 2

视频支持的格式

索尼开发的低延迟视频编解码器（LLVC）实现了低延迟和高图像质量。该编解码器已作为 SMPTE RDD34 发布。LLVC 使用基于行的小波变换和

基于行的熵编码技术。这种小波变换相当于全屏小波变换，是处理 4K 分辨率或更高分辨率的高分辨率图像的非常有效的方法。LLVC 通过将其独特的高效基于行的熵编码与传输单元中的精细速率控制相结合，实现了视觉上无损的压缩。LLVC 为更简单的视频序列提供了完全无损的压缩。

5.1.2.5. 支持标准化格式（SMPTE ST 2110）

SMPTE ST 2110 是一种音视频传输格式，自 2017 年 9 月起由 SMPTE 推动标准化。在 SMPTE ST 2110 中，视频、音频和辅助数据通过单独的多播流进行传输，如图 10 所示。

图 10：SMPTE ST 2110

作为其 IP Live 解决方案的一部分，索尼将发布支持 SMPTE ST 2110 的摄像机、切换器、制作服务器和 SDI-IP 网关。

5.1.3 良好的时机参考与索尼网络媒体接口的同步

5.1.3.1. 背景

SDI 基础设施使用数字同步来锁定设备。同步信号通常来自输入视频，而不是单独的连接。这节省了布线。传统广播同步需要具有亚微秒的参考精度，以确保设备之间的正确时序。

在引入索尼的 IP 实时制作系统时，需要保持相同的准确性。然而，亚微秒参考精度的概念与 IP 网络的基本原则尚不完全契合。各种应用促使了极快且准确的时间协议在 IP 上的引入和演变。这些协议允许两台或多台设备以传统

A / V

系统中理所当然的准确性进行锁定。

特别是 IEEE-1588 标准定义了所谓的精确时间协议（PTP），用于在 IP 网络上锁定两台设备。SMPTE ST 2059 定义了在音视频媒体社区中使用 PTP，以便通过 IP 将一台视频设备锁定到另一台设备。

因此，所有使用网络媒体接口的索尼 IP Live 兼容设备均完全符合 SMPTE ST 2059 标准。实时系统管理器可以管理多个逻辑设备组，每个组都锁定在一个单独的主时钟上。每个逻辑组分配一个 PTP 域号。因此，索尼的 IP 直播制作系统可以在同一系统中构建两个或多个不同的视频格式共存，例如基于

50 - Hz

和

60 - Hz

的系统。

图 11：网络同步组概念

5.1.3.2. IEEE 1588: 精确时间协议 (PTP)

IEEE 1588 PTP 是少数在 IP 网络上使用的时间同步协议之一。与其他时间同步协议不同，PTP 能够以亚纳秒的精度同步网络上的设备。

PTP 通过在网络中交换（主）主机和从机之间的消息来实现时间同步，如图 12 所示。以下是典型的 PTP 消息：

同步
Delay_Req
Delay_Res

首先，主设备向从设备发送同步消息。消息发送的时间定义为 t 1 。从设备在接收到消息时记录的时间为 t 2 。

从属设备然后向（主）设备发送一个 Delay_Req 消息，将此时刻注册为 t3。（主）设备将接收到消息的时间注册为

t 4

并向从属设备发送 Delay_Res 消息，携带 t4。这个消息交换周期性地重复，从属设备获得一组时间戳（

t 1, t 2, t 3

和每个周期中的 t4），用于将其时间与（主）设备的时间同步。

图 12：PTP 序列

PTP 边界时钟

由于 PTP 的设计基于网络延迟稳定的假设，因此在高负载网络条件下需要采取一些措施。PTP 边界时钟是定义为 IEEE1588 的对策技术之一。

具有 PTP 边界时钟功能的 IP 交换机可以减少网络负载，因为数据在该 IP 交换机中的驻留时间将不被计算。作为一种机制，PTP 主/从功能被分配到 IP 交换机的每个端口。指向最终 PTP 从设备的 PTP 时钟将由 IP 交换机中的新 PTP 主端口生成，该端口与原本与 PTP 主时钟同步的 IP 交换机内的从端口的 PTP 时钟同步，如图 13 所示。

图 13：PTP 边界时钟技术的机制

此外，边界时钟功能有助于构建大型系统，因为它可以形成层次结构以减少每个 PTP 主时钟的负载，如图 14 所示。

图 14：PTP 主从层次结构

5.1.3.3. SMPTE ST 2059：IEEE 1588 的 SMPTE 配置文件

在基于 SDI 的系统当前工作流程和操作实践中，最重要的技术之一是同步。系统中的所有设备都使用一个公共同步信号相互同步。这保证了系统中各种设备的所有输出信号的相位相等。SMPTE 正在技术委员会 32NF 中制定一套标准，以便在专业广播环境中通过 IP 网络进行时间和频率同步。

索尼的 IP 直播制作系统使用来自 SMPTE ST 2059 标准的网络同步技术。SMPTE ST 2059-1 规定了国际原子时间下的 1970 年 1 月

1^{st}

日 00:00:00（午夜）作为纪元。它还规定了音视频信号与该纪元的对齐。SMPTE ST 2059-2 规定了特定的配置文件（数据包速率、消息扩展等）。

通过其 IP 直播制作系统，索尼专注于以下两个问题：

使用商用现货 IP 交换机具有足够的同步精度

采用索尼的 IP 直播制作系统的主要原因之一是其使用标准 IT 技术。然而，在高网络负载下寻求高精度同步时，通常认为使用专用的时间感知网络设备（如透明时钟交换机）是必不可少的。然而，使用 COTS IP 交换机时，网络媒体接口实现的同步在高网络负载下达到了与传统 SDI 基础同步系统相同的高精度。

启用从当前同步系统迁移

图 15 显示了一个理想化的基于 IEEE 1588 的同步系统，其中使用全球参考源，如 GPS，作为时间源。通过共享参考时间，可以实现 PTP 从设备之间的同步，即使它们不一定连接到同一个 PTP（主）设备。虽然这可能是新设施的最佳解决方案，但它并未考虑从遗留同步系统的迁移。

图 15：绿色场地设施的理想化用例

索尼的网络媒体接口提供了一个选项，可以使用传统的同步信号，如黑色与突发、HD-SDI 或三电平混合同步，作为 PTP 系统的主时间源生成器。这可能是替换部分已建立的基于 SDI 系统的 IP 基础设施的最佳解决方案，如图 16 所示。

图 16：设施内的迁移用例

5.2. 设备管理

索尼的 IP 直播系统管理器能够控制、配置和管理索尼及第三方符合网络媒体接口标准的所有设备。新设备可以通过该软件应用程序的即插即用功能和网络媒体接口轻松连接到索尼的 IP 直播制作系统。

5.2.1 即插即用

过去，支持 SDI 的产品因其直观的使用和易于操作而被广泛接受。IP Live System Manager 软件应用程序通过即插即用功能提供相同的用户体验。该软件功能会自动发现任何符合标准和支持的网络媒体接口设备，并在连接到索尼的 IP 直播制作系统后立即准备好使用。

本质上，索尼的 IP 直播系统管理器和符合网络媒体接口标准的设备通过网络交换彼此的详细信息。该设备在索尼的 IP 直播网络上发现软件应用程序作为服务，反过来，IP 直播系统管理器在该网络上发现设备类型及其功能。

5.2.1.1. 插拔即用过程

SDI 因其直观的简单性和易用性在过去获得了普及。索尼的 IP 直播设备采用相同的设计理念，通过即插即用的方法将设备连接到索尼的 IP 直播制作系统。一旦网络媒体接口兼容设备连接到系统，它将被 IP 直播系统管理器识别，集成到网络中，并准备好立即使用。

当符合网络媒体接口的设备连接到索尼的 IP 直播制作系统时，新设备与 IP 直播系统管理器之间会进行两次交换：

网络媒体接口兼容设备的服务发现
通过 IP 实时系统管理器进行设备发现

如图 17 所示，当符合网络媒体接口的设备通过即插即用连接到索尼的 IP 直播制作系统时，该设备首先需要将 IP 直播系统管理软件应用程序发现为服务。

图 17：即插即用机制

发现程序如图 17 所示，操作如下：

发现过程使用动态主机控制协议（DHCP）服务器选项将 IP 实时系统管理器 IP 地址分配给设备
该设备随后连接到 IP 实时系统管理器，该软件应用程序可以发现并集中管理该设备

这是一种与大规模实时通信系统中采用的会话发起协议（SIP）类似的模型，例如 IP 电话。索尼的 IP Live 技术采用 SIP，因为它有效地管理包含许多连接设备的系统。SIP 有两种服务发现方法：使用 DHCP 和 DNS。索尼的网络媒体接口使用 DHCP 发现方法（RFC 3361）来简化索尼的 IP Live 架构。

5.2.2 设备控制

所有符合网络媒体接口标准的设备都通过网络进行控制和配置。索尼的新网络设备控制协议（NDCP），专为现场制作设计，用于控制和配置符合网络媒体接口标准的设备。该协议具有以下特征：

基于二进制格式的快速消息处理
准确的实时支持事件通知
高可用性支持控制会话冗余

索尼的 NDCP 在协议规范方面对第三方设备开发者和供应商开放使用。

IP 实时系统管理器支持 AMWA NMOS（高级媒体工作流程协会网络媒体开放规范），这是设备管理的标准化过程。这意味着该软件可以以与控制 NDCP 设备相同的方式控制 NMOS 设备。

此外，索尼 IP 直播系统管理器（LSM）软件可以将 NDCP 设备注册到 NMOS RDS，以便将 IP 地址或音视频流数据发布到其他供应商的管理系统。有关此互操作性功能，请参阅第 5.4 节。

5.2.3 设备配置

索尼的 IP 直播系统管理器（LSM）软件提供对索尼 IP 直播网络设备的集中管理。用户可以随时更改设备配置的许多方面。

该软件管理连接到索尼 IP 直播制作系统的一组设备的配置。工作组功能可用于根据广播或制作场景即时更改多个设备的许多配置设置。每个设备在与工作组关联时都有特定的配置。

例如，外部广播卡车可以使用 IP 直播系统管理器的工作组功能，在卡车支持的每个场馆内重新配置索尼的整个 IP 直播制作系统。或者，广播工作室可以使用工作组功能，在一周的制作日程中重新配置索尼的 IP 直播工作室环境，以满足不同节目的需求。

工作组功能还可以用于在设备故障时快速离线配置设备，以便在系统中快速更换故障设备。

选择设备配置集

图 18：索尼的 IP 直播工作组概念

因此，工作组是索尼 IP 直播系统管理器（LSM）软件中一个非常强大的功能，用于根据结构化和重复的生产计划管理生产设施，并在不影响节目运行的情况下应对紧急情况。

5.2.4 NS-BUS

NS-BUS 是索尼 IP 直播制作系统中定义的基于 IP 的管理协议。它用于通过 IP 直播系统管理器从硬件控制面板或外部管理系统切换交叉点。此外，NS-BUS 支持软件应用程序与制作切换器之间的名称和计数传输，并确保从该应用程序对外部 SDI 路由器的控制。

NS-BUS 规格向第三方供应商开放，以开发用户界面应用程序、外部管理系统和设备，以管理索尼的 IP 直播制作系统。

S-BUS 的继任者
路由控制
交叉点切换
源名称管理
塔利
与索尼产品的紧密集成
高度可扩展和灵活
开放给 $3^{rd}$ 派对供应商，易于实施

图 19：NS-BUS 功能

5.3. 网络设计

网络设计是索尼 IP 直播制作中任务关键操作的一个非常重要的方面。通过 IP 直播，索尼旨在与基于文件的内容制作系统统一，并整合到现有的网络基础设施中。

以下标准支持索尼的 IP 直播制作系统网络设计：

确保网络设计可以使用 COTS IP 交换机，从而增加设备选择和可用性，降低网络设备成本
利用索尼的 IP Live 实现高可用性网络
确保基于 DiffServ 技术的 QoS 能力

这些项目并不打算作为严格的定义。网络设计可以由用户或系统集成商进行更改，整体架构可以进行调整和扩展。这保持了强烈的设计灵活性和自由度。从技术角度来看，索尼将发布一份网络需求文档，其中包括 COTS IP 交换机的评估标准、网络配置等。索尼 IP Live 方法的基本原则是，整体网络设计尽可能基于标准技术，以便用户、网络设计师、系统架构师和系统集成商不被锁定在任何特定的网络供应商。

5.3.1 网络路由和多播

通过 IP Live，索尼使用 IP 组播技术。这使得内容可以以与传统 SDI 基础的音视频路由器相同的方式发送到多个接收器。IP 组播技术提高了网络基础设施的流量效率。它不会发送不必要的流量，因为 IP 交换机会复制每个 IP 数据包，并根据系统的要求将副本发送到多个目的地。索尼的 IP Live 方法只要求商用现货 IP 交换机支持 IP 组播技术。

IGMPv3

该协议管理支持 IGMP 即时离开和主机跟踪功能的多播组。

PIM-SSM

这对于通过第 3 层网络的多播路由是必需的。PIM-SSM 的流量比需要汇聚点（RP）的 PIM-SM 和可能发生泛洪的 PIM-DM 要少。

IGMP 侦听

这在第二层网络中执行多播数据包洪泛抑制。

5.3.2 网络拓扑

建议在索尼的 IP 直播制作系统中使用核心-边缘网络拓扑，特别是在使用基于 IP 组播（IGMPv3）的音视频路由时。索尼较大的 IP 直播制作系统也可以围绕所谓的核心-汇聚-边缘拓扑进行设计，在核心和边缘之间使用汇聚 IP 交换机。当然，小型系统也可以设计为仅核心拓扑。所有这些拓扑都能很好地与 IGMPv3 配合使用。

图 20：核心-边缘拓扑

如图 20 所示，假设安装了运行 PIM-SSM 和 IGMPv3 的核心 IP 交换机，并且安装了运行 IGMP 嗅探的边缘 IP 交换机，并与核心 IP 交换机连接。

脊叶配置的使用正在审查中。脊叶在数据中心最近获得了一定程度的普及。基于流量控制的 SDN 技术也在审查中。有关基于流量控制的 SDN 的更多信息，请参见第 5.3.5 节。

两个远程系统可以通过广域网连接。这对于物理上分离的系统，如远程生产或资源共享场景，非常有用。

索尼的 IP 直播拓扑也可以用于本地网络冗余。在这种情况下，两个网络将是相同的。连接到这种冗余安排的任何设备都需要符合 SMPTE ST 2022-7 标准，并与两个网络连接。每个设备在发生数据包丢失时将无缝切换到冗余网络。该安排非常适合实时制作，切换时没有时间延迟。

5.3.3 服务质量 (QoS)

通过 IP Live，索尼采用了 DiffServ，这是一种特定的 QoS 技术，以确保特定 IP 数据包在索尼的 IP Live 制作系统中的快速传输。数据包根据其优先级进行分类。选择 DiffServ 是因为它在 IT 社区的广泛接受和在大多数 COTS 交换机中的广泛应用。

这种 DiffServ QoS 技术对于 IP 实时同步特别有用，其中 PTP 定时的 IP 数据包以最高优先级通过网络传输，以实现最低延迟且无数据包丢失。这为索尼的 IP 实时制作系统提供了准确的亚微秒参考时钟。

图 21：基于 DiffServ 的 QoS 模型

图 21 显示了边缘交换机的输入流量，流量在交换机中传输并在离开交换机时被重新标记。索尼的 IP 实时制作系统中的每个数据包都被分配了一个优先级类别，因此在通过交换机时获得优先权。一些数据包的优先级高于其他数据包。进入交换机的 PTP 数据包在离开交换机时将始终被重新标记为最高分类。

良好的网络设计对于在索尼的 IP 直播制作系统中正确分配可用带宽至关重要。通过为 PTP 数据包、音视频流以及任何控制和维护数据分配足够的带宽，索尼的 IP 直播方法可以为广播和制作环境提供非常灵活和可控的基础设施。

5.3.4 网络虚拟化技术

目前有几种网络虚拟化技术在使用中。通过 IP Live，索尼采用 VLAN 来提高流量适应效率。在核心-边缘网络中，网络在边缘 IP 交换机处被划分为多个 VLAN，边缘 IP 交换机又连接到核心 IP 交换机。这提高了流量适应效率。

图 22：使用 VLAN 提高流量适应效率

目前其他虚拟化技术尚未被采用，因为它们在实时生产网络设计中缺乏适用性。

5.3.5 软件定义网络 (SDN)

SDN 技术提供了灵活的网络控制，这是传统 IP 交换控制无法实现的。

NETCONF 被选为索尼 IP 直播制作系统的 SDN 技术，因为几乎所有的 COTS IP 交换机都支持 NETCONF。SDN 网络将 IP 交换机的功能分为控制平面和数据平面。索尼的 IP 直播制作系统模拟了这种 SDN 技术，IP 直播系统管理器作为控制平面，NETCONF 用于动态配置 IP 交换机。

由于索尼的 IP Live 支持目标定时切换，因此目前不支持任何其他具有流量控制能力的 SDN 协议，例如 OpenFlow。具有流量控制能力的 SDN IP 交换机是

目前被认为过于前沿和昂贵，无法支持索尼 IP 直播设计的基础 COTS 原则。索尼将继续研究在索尼的 IP 直播制作系统中使用具备流量控制能力的 SDN 协议、技术和硬件的可能性，同时仍然保持索尼 IP 直播设计的基本 COTS 原则。

5.4. 互操作性

索尼的 IP Live 方法提供了高水平的互操作性。广播电台和后期制作设施通常是多供应商环境。因此，互操作性对索尼来说是一个重要概念，使 IP Live 能够与其他供应商的系统和第三方产品共存。

这就是为什么索尼的 IP 直播制作系统提供各种互操作性的方面，包括系统集成、设备控制、音视频传输、网络时序和同步。

第三方供应商控制系统的互操作性

索尼的 IP 直播制作系统可以灵活地与第三方供应商的音视频路由系统集成。我们可以为联盟供应商提供新的外部路由器控制协议，实现与现有

A / V

路由协议的互操作性。该协议能够接受来自第三方供应商系统的

A / V

路由命令，并可以使用该协议操作这些系统。

这个新的外部路由器控制协议不仅用于路由操作，还可以用于名称集成，以在监视器下显示端口名称（UMD）。

遗留协议接口，如 RS422、RS232c 和 GPIO，可以在同一网络基础设施中与索尼的 IP 直播制作系统共存，使用 VLAN 技术进行网络分隔，前提是支持串行通过 IP。

音视频传输的互操作性

索尼的 IP Live 设备将能够通过 IP 网络接收或传输来自/到支持 SMPTE ST 2110 的第三方供应商设备的音视频信号。这是因为索尼的 IP Live 设备将完全符合 SMPTE ST 2110。因此，索尼的摄像机、切换器和制作服务器将能够与第三方供应商的多视图器以及多个其他供应商设备连接，以构建 IP Live 制作系统。

网络时序和同步的互操作性

索尼的 IP Live 完全兼容 SMPTE ST 2059，因此可以构建一个使用与 SMPTE ST 2059 兼容的第三方供应商 PTP 主时钟的系统。

IP 音频系统的互操作性

AUDINATE 和索尼是联盟合作伙伴。索尼的 IP Live 技术确保与 DANTE 支持的 IP 音频系统的兼容性，并且通过使用支持 DANTE 的 MADI 设备，您可以使用现有的 MADI 支持设备。此外，索尼的 IP Live 将能够支持 AES67，以便与未来支持 AES67 的 AUDINATE 产品进行互操作。

设备控制的互操作性

索尼的 IP Live 技术支持 AMWA NMOS（高级媒体工作流程协会网络媒体开放规范），这是设备管理的标准化流程。其开发由网络媒体孵化器项目推动。

NMOS 专注于确保多个供应商设备之间的即插即用互操作性，包括自动注册和发现、开始传输暂停、切换顺序等。

为了提高系统的互操作性

  服务发现
  注册 API
Node API
  连接控制 API
  图 23：AMWA NMOS

索尼的 IP 直播制作系统将支持 NMOS，从而实现图 23 所示的多供应商工作流程。

5.5. 冗余

通过 IP Live，索尼支持多个冗余方面，以维持直播制作操作而不出现中断或故障。每个冗余功能都是可选的，具体取决于用户的需求：

应用冗余
音视频传输冗余
同步冗余

这些功能是完全冗余的配置，所谓的主动-主动，因此索尼的 IP 直播制作系统在发生系统故障时可以继续运行而不会停机。

5.5.1 应用冗余

索尼的 IP 直播技术具有应用冗余能力，确保应用层的高可用性。这是通过复制网络配置和服务器集群来实现的。

图 24：应用冗余

应用冗余是通过以下方法的组合实现的：

基于通知的状态同步（主要用于视频切换控制）

这将同时将控制结果的通知返回给两个 IP 直播系统管理服务器。这可以与通知中包含的索尼 IP 直播设备状态的两个应用程序控制状态进行匹配。

应用数据同步（主要用于设备配置）

两个 IP 实时系统管理器服务器之间的同步是事件驱动的。如果通过其中一台服务器更改配置，则该事件会触发与另一台服务器的同步，保持对索尼 IP 实时制作系统上连接/断开设备的持续记录。

5.5.2 音视频传输冗余

索尼的 IP 直播制作系统可以传输具有冗余的音视频流，适用于掉线或连接失败不可接受的关键应用。这是通过根据 SMPTE ST 2022-7 复制网络配置来实现的。

网络冗余技术在 IT 社区中广泛使用，通常通过部署至少两套 IP 交换机来实现。第一套交换机作为连接设备之间数据交换的主要传输路径，而第二套则作为主要交换机的备份。

在发生严重错误或故障时，网络流量会自动从主交换机组切换到备份交换机组。然而，在此过渡期间，数据丢失或损坏的可能性很高。

图 25：基本 IT 网络冗余示例

在索尼的 IP 直播制作系统中，发送方通过两条完全独立的网络路径传输重复的媒体数据报，接收方从主网络路径和次网络路径中选择数据报。当一条路径丢失时，符合 SMPTE ST 2022-7 的无损切换发生，数据没有丢失，音视频流也没有干扰。

图 26：无损故障转移

5.5.3 同步冗余

索尼的 IP 直播技术可以执行同步冗余。有两个选项：第一个是网络冗余，第二个是 PTP 主冗余。

图 27：同步冗余

通过网络冗余实现同步冗余

这通过通过两条网络路径发送相同的同步信号，以与 A/V 传输冗余（在前一节中解释）相同的方式实现。这个独特的特性为同步参考信号提供了无损故障转移冗余，同时仍然符合 SMPTE ST 2059。

通过 PTP 主冗余实现同步冗余

每个 PTP 从设备可以加入两个 PTP 域，每个域锁定到其自己的 PTP 主设备。索尼的 IP 直播系统管理器会通知每个设备 PTP 域的编号。一旦加入 PTP 域，每个设备可以使用无缝故障切换在发生故障时从一个 PTP 主设备切换到另一个。

5.6. 安全

IP 技术提供了传统 SDI 系统无法实现的远程控制、配置和维护功能。然而，这种自由也带来了多种可能性，包括恶意攻击和无意的用户操作。

想象一下，如果有人设法从远程位置入侵一个 IP 直播系统，并非法接入一个重要的直播节目。还想象一下，如果一个普通用户在进行直播体育赛事时不小心更改了设备的格式或帧率。

由于这些和类似的情况，索尼的 IP 直播制作系统被设计为使用 TLS 协议保护整个控制路径。此外，该系统使用了一系列经过验证和成熟的网络技术来维护系统安全。

索尼的 IP 直播制作系统一般有两种可能的安全风险：

通过伪装用户和/或单个设备接管系统
意外的流量导致服务拒绝

为了防止这些情况，索尼的 IP 直播制作系统提供用户身份验证和设备身份验证功能。

用户认证

虽然通过索尼的 IP Live 网络控制设备非常有用，但存在恶意用户接管系统或普通用户在其权限范围之外执行任务的风险。为了解决这个问题，索尼的 IP Live 采用了用户身份验证，并通过基于角色（管理员、操作员等）的权限管理来定义授权。

设备认证

设备认证保护索尼的 IP 直播制作系统免受未经授权设备的入侵。如果未经授权的设备连接到系统，IP 直播系统管理器会默认将其强制设为整个系统的未经授权状态。由索尼制造的符合网络媒体接口标准的设备具有自己的嵌入式 ID，使用公钥密码学来验证每个设备。

图 28：认证

此外，索尼的 IP 直播制作系统可能会受到恶意用户的拒绝服务攻击，从而产生意外的网络流量。为了防止这种攻击，索尼的 IP 直播提供了 VLAN 和网络认证保护功能。

VLAN

索尼的 IP 直播制作系统可以通过使用 VLAN 技术来保护免受意外流量的影响，该技术创建了网络的虚拟分离。

网络认证

索尼的 IP 直播制作系统可以通过网络认证保护免受未经授权的设备，防止未经授权的设备与其他连接设备通信。

为了防止拒绝服务（DoS）攻击：-

图 29：网络安全

5.7. 监控 / 维护

索尼的 IP 直播系统管理器可以监控系统状态和设备状态。使用该应用程序的仪表板 GUI，可以一目了然地检测是否发生了错误。

图 30：系统 I 设备状态仪表板

此外，IP 直播系统管理器可以使用 SNMP 监控 IP 交换机。它还可以通过 NDCP 监控连接到索尼 IP 直播制作系统的设备。LLDP 和 SNMP 也可以用于可视化网络拓扑、网络质量和流量统计。

图 31：索尼 IP 直播系统管理器上的网络监控

通过索尼的 IP Live 兼容设备和 IP 交换机中的故障检测功能，可以实现直观的故障排除。

5.7.1 远程维护

索尼的 IP 直播制作系统可以提供远程维护功能，使用户能够监控系统/设备状态并接收来自远程站点的警报。在出现故障时，可以发送警报电子邮件以快速识别并启动故障排除。

图 32：远程维护系统

图 33：远程监控 GUI

6. 结论

索尼的 IP 直播制作系统提供了许多显著的好处：

将基于文件的系统和实时系统集成到一个公共网络上，从而创造更好的整体投资回报率
提供一个面向未来的系统，适应未来的技术、格式和趋势
通过利用知识产权的显著优势降低生产成本

通过 IP Live，索尼还实现了多项未来的功能和应用，包括：

不可知论程序制作，任何类型的视频或音频内容都可以在同一网络中整合
网络上的资源虚拟化，实现基于需求的系统设计和架构文化，在这种文化中，系统规模和功能集可以根据程序逐个进行更改
实时制作和基于文件的工作流程集成，允许两个不同的制作实体在同一制作环境中共存

索尼将继续利用标准 IT 技术和独特的功能集，为直播制作系统提供有益的解决方案，既不失去当前基于 SDI 系统的优势，又增加了一套吸引人且引人注目的实用好处。

7. 参考文献

Toshiaki Kojima, John J. Stone, Jian-Rong Chen, 和 Paul N. Gardiner, “一种实用的 IP 直播制作方法”, SMPTE Mot. Imag. J; 124:(2) 29-40, 2015 年 3 月。
P. N. Gardiner $^{1}$ , J. J. Stone $^{1}$ , J-R. Chen $^{1}$ 和 T. Kojima $^{2}$ , “IP LIVE PRODUCTION”, $^{1}$ 索尼欧洲有限公司，英国和 $^{2}$ 索尼公司，日本，IBC 2014
IETF RFC 3376. 互联网组管理协议（IGMP），版本 3。
IEEE 1588-2008。IEEE 网络测量和控制系统精确时钟同步协议标准。
SMPTE ST 2059-2:2015。SMPTE 在专业广播应用中使用 IEEE-1588 精确时间协议的配置文件。
SMPTE ST 2022-5:2012。用于高比特率媒体通过 IP 传输的前向纠错。
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SMPTE ST 2022-7:2013。SMPTE ST 2022 IP 数据报的无缝保护切换。
SMPTE ST 2071-3:2014. 媒体设备控制发现 (MDCD)
IETF RFC 2474。IPv4 和 IPv6 头部中区分服务字段（DS 字段）的定义。

11.AES67-2013: AES 标准用于网络音频应用 - 高性能流媒体音频传输互操作性

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