100G以太網(wǎng)為 8K 有效負(fù)載做好準(zhǔn)備

Gordon Lau，專業(yè)音視頻、廣播與消費(fèi)業(yè)務(wù)系統(tǒng)架構(gòu)師

隨著每一代手機(jī)、電視或攝像機(jī)的推出，技術(shù)不斷使我們能夠以越來(lái)越高的保真度捕捉與分享內(nèi)容。借助最新設(shè)備，8K 超高清（ 8K UHD ）在專業(yè)人士和消費(fèi)者群體中正愈發(fā)普及。在此前的博客中，我們探討了身處更大規(guī)模的沉浸式媒體技術(shù)的前沿，8K 分辨率在當(dāng)下的應(yīng)用原因和用處。

隨著 8K 超高清將捕捉的像素?cái)?shù)量增加到 7680x3840，一個(gè) 24 位 8Kp60 未壓縮視頻流的帶寬可能超過(guò) 40 Gbps（圖 1）。這一數(shù)字較之 4K UHD 提高了 4 倍，并且需要更多的帶寬來(lái)捕捉、傳輸和存儲(chǔ)這種高質(zhì)量視頻。消費(fèi)級(jí)設(shè)備通常會(huì)引入編解碼器來(lái)將比特率和文件尺寸縮小到可管理的大小，但這在專業(yè)環(huán)境中并不總是可取的，因?yàn)閷I(yè)環(huán)境中需要高保真視頻源進(jìn)行進(jìn)一步處理或用作 4K 裁剪視頻的基礎(chǔ)。

圖 1：不同分辨率所需的視頻帶寬

這些類別的數(shù)據(jù)速率可以輕松超越我們多年來(lái)依賴的標(biāo)準(zhǔn)接口，例如串行數(shù)字接口（ SDI ），其帶寬僅限于 12 Gbps。為了在設(shè)施中保真地傳輸大量數(shù)據(jù)，我們尋求最初在數(shù)據(jù)通信行業(yè)發(fā)展起來(lái)的以太網(wǎng)，借此為專業(yè)音頻/視頻等相近應(yīng)用提供服務(wù)。

以太網(wǎng)聯(lián)盟路線圖（見圖 2）顯示了自 1980 年以來(lái)業(yè)界支持的以太網(wǎng)速度的進(jìn)展，并計(jì)劃在未來(lái)十年將標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)演進(jìn)到超過(guò) 400 Gbps 的速度。100G 以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)為 8K 超高清媒體傳輸提供了足夠的帶寬，并為音頻、時(shí)序同步和專業(yè)媒體經(jīng)常需要的其他元數(shù)據(jù)提供了足夠的額外容量。

圖 2：以太網(wǎng)聯(lián)盟路線圖

歷史表明，以太網(wǎng)在家庭、辦公室和數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用也帶來(lái)了巨大的規(guī)模經(jīng)濟(jì)，隨著越來(lái)越多的應(yīng)用和行業(yè)集中利用以太網(wǎng)，所有鏈路速度節(jié)點(diǎn)變得更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。從連接器到布線，以太網(wǎng)可借助各種功能特性實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的視頻媒體傳輸，包括用于更長(zhǎng)傳輸距離的媒體選項(xiàng)、容錯(cuò)拓?fù)湟约爸С忠粚?duì)一或一對(duì)多分發(fā)的協(xié)議。

由于以太網(wǎng)的靈活性和可擴(kuò)展性，出現(xiàn)了許多構(gòu)建在以太網(wǎng)之上的 AV-over IP 協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)，其中加入了糾錯(cuò)、安全和控制機(jī)制等功能。此類協(xié)議的示例包括 SMPTE ST 2110 標(biāo)準(zhǔn)套件、AIMS IPMX、Haivision 的 SRT、Audinate? Dante? 或 NDI? 等，不一而足。

具備可編程 IP 媒體訪問控制器（ MAC ）的 AMD 芯片產(chǎn)品組合可以為您的產(chǎn)品提供 100G 以太網(wǎng)，充分滿足您的媒體連接需求。可編程 IP 產(chǎn)品組合可進(jìn)行擴(kuò)展，支持用于壓縮媒體的??NBaseT?、? 用于 4K 及以下應(yīng)用的10/25G 以太網(wǎng)、?用于 8K 超高清分辨率的100G 以太網(wǎng)，以及用于多通道實(shí)現(xiàn)的最新200G/400G 以太網(wǎng)。精選 AMD UltraScale+? 和 Versal? 器件還具有一個(gè)或多個(gè)在器件芯片之上硬化 100G MAC，從而簡(jiǎn)化了實(shí)現(xiàn)方案并縮短了媒體產(chǎn)品上市時(shí)間。