任意网络上的任意媒体(第4篇)——IPMX和ST 2110:适应全新IP媒体体验

在广播领域，向 IP 网络的过渡和 SDI（串行数字接口）的替代，特别是在新建部署中，已经在顺利进行，并且许多业界人士都认同，SMPTE ST 2110 应该成为用于压缩和非压缩媒体传输的普遍标准。ST 2110 实现了在网络上传送独立的音频、视频和辅助数据流，这意味着每个所谓的要素都可以分开处理和加工，同时还有基于 IEEE1588 的 PTP 同步和 NMOS（网络媒体开放规范）网络控制与管理。由电影与电视工程师协会（ SMPTE ）、欧洲广播联盟（ EBU ）、高级媒体工作流协会（ AMWA ）和视频服务论坛（ VSF ）联盟机构组成的网络媒体联合工作组（ JT-NM ）投入大量工作，开发和推出了一整套可互操作、稳健的标准和合规性测试，并具备面向未来视频格式的扩展和支持空间。

互联网协议媒体体验（ IPMX ）主要基于 ST 2110，是针对专业音视频市场的一组新兴且重要的标准。它目前主要基于 HDMI 传输而非 SDI，还包括 EDID（扩展显示标识数据）和 HDCP（高带宽数字内容保护）的处理。在ST 2110中，PTP（精确时间协议）是必需的，但在IPMX中它是可选的，因此它也可以在专业音视频所需的异步模式下进行，同时另外使用JPEG XS进行视频压缩。与 ST 2110 一样，IPMX 的主要优势之一在于它是一套完全开放且不依赖于单个供应商的标准。它由 IP 媒体解决方案联盟（ AIMS ）定义，没有任何一家公司可以单独定义，并且任何人都可以下载标准并在任何合适的硬件或软件中构建自身实现方案。由于 IPMX 与 ST 2110 密切相关，广播制作和专业音视频呈现很容易重叠，因此应用可以跨两个行业并协同工作。

图1 ISE 2023 上的 AMD IPMX 演示。由 Matrox ConductIP 控制，来自 Matrox、Village Island 和 Adeas/Nextera Video 的 IPMX 发送器连接到 Adeas/Nextera Video 的接收器以驱动 HDMI 显示器，并连接到 Megapixel VR 以驱动 ROE LED显示墙

适应新兴标准并技术之间建立桥梁

AMD FPGA 和自适应 SoC 本质上可重新编程，在 AV-over-IP 技术、尤其是 IPMX 标准的采用中发挥着关键作用。对于仍在变化和更新的新兴标准，FPGA 几乎总是用于实现基带视频、音频和以太网网络之间的桥接，同时保持高水平质量和低时延。它们还可用于在同一设备上实现高级功能，如压缩、加密和纠错，以及实现针对特定应用的定制功能。

基于AMD自适应计算平台的ST2110和IPMX选项

各种AMD生态系统解决方案提供商和客户已经开发出了将 IPMX 和/或 ST 2110 集成到您的下一个设计中的打包方法。

对于那些只想安装芯片来启用 IPMX 接口的用户，Macnica Technologies 开发了ME10 SoC（片上系统），支持 HDMI 2.0 4K 4:4:4 视频、音频，以及采用 JPEG XS通过 1GbE 网络的控制数据，同时采用小型 23 x 23毫米 BGA 封装。

对于那些希望在您的板卡上拥有 ST 2110 以及小尺寸可插拔（ Small Form Factor Pluggable ）插槽的用户，Riedel 的MuoN SFP 模块可能正是您需要的解决方案。MuoN SFP 是一款软件定义的硬件，支持一系列不同的输入和输出配置，包括 ST 2110、SDI、光纤或 HDMI。他们的EB82SOC1 IP-SDI SoC 可以通过集成且经过 JTNM 测试的 ST 2110 网关解决方案使您轻松迁移到 IP，该解决方案可通过 SPI 或 RESTful API（基于 JTNM）、NMOS 或 Ember+ 进行配置。  

如果您有一个需要 ST 2110 的 PCIe 系统，考虑一下使用Deltacast 的DELTA-ip-ST2110 01播放卡和DELTA-ip-ST2110 10采集卡吗？其通过单个 10GbE 链路支持多达四个 1080p 视频通道，并带有第二个 10GE 端口以实现无缝保护切换，可以从主机 CPU 中卸载整个 ST 2110 IP 网络堆栈。或者，如果您有 NIC（网络接口卡），例如AMD Alveo™ U25N SmartNIC，Deltacast 还提供了 IP 虚拟卡，这一软件框架专用于利用 ST 2110 的高性能视频流。

对于那些想要将 IPMX 或 ST 2110 的全套 IP 核与当前 FPGA 或 SoC 设计集成的用户，Adeas 和 Nextera Video 联手提供了一系列全面且业经 JT-NM 测试的 IP。他们针对ST 2110或IPMX的全模块化解决方案由 FPGA 核、NMOS 控制软件和端到端参考设计构成，因此您可以从工作系统入手，根据您的需求进行定制并快速推向市场。 

结论

ST 2110 正成为广播领域 AV-over-IP 的普遍标准，并提供可扩展性、互通性且不依赖于单个供应商。IPMX 采用 ST 2110 作为基础，构建了一套针对专业音视频行业的类似传输机制，但它也在广播质量内容制作和音视频呈现领域之间建立了便利的、基于标准的桥梁。与 ASIC 和 ASSP 这些实现方案不同，在 AMD 平台上运行的 ST 2110 和 IMPX 可以随市场演进灵活适应与改变，并为 AV-over-IP 实现提供风险更低的方法。因此，对于您的下一个设计，强烈推荐利用 AMD 合作伙伴正在开发的日益壮大的 ST 2110 和 IPMX 实现方案组合。