在网上传送高帧率的UHF视频内容需要多少带宽？

　　IT网络传AV信号是未来的趋势。只要确保您的网络硬件足够快！

　　要在系统中以更高色彩的取样推送更高帧率的UHF视频内容，您需要引入压缩和少量延迟，或者转移到更快的交换机。

　　在最近的展会上，一个新的联盟宣布通过IT网络促进AV信号传输。它承诺通过10Gb交换机传输未压缩的4K / 60视频，使用它的“秘方”。

　　他们使用的具体编解码器是Motion JPEG2000，这是用于数字影院电影文件的编解码器的一种变体。与MPEG不同，JPEG2000无法执行帧内压缩。相反，视频的每个帧都是独立于其他视频进行压缩的。

　　M-JPEG2000有一些好处。它可以使用感兴趣区域(ROI)协议以不同分辨率压缩图像的不同部分，并且具有特定于基于MP4 / QuickTime格式的运动应用(称为第3部分)的定义文件格式。这允许压缩图像数据与音频和其他元数据可以轻松实现同步。

　　在图像开始恶化之前，基本的JPEG2000格式可以容忍多达20:1的压缩，也可以容忍低至4:1的压缩。最近坐在一个SMPTE在线网络研讨会上，会中讨论了夹层级版本的JPEG(称为XS)的测试。这种低延迟编解码器(<32线)本质上将SDI替换为生产和广播设施中基于IT的信号传输编解码器。

　　JPEG XS的可操作压缩比将落在2:1至6:1的范围内。在过去使用JPEG2000和M-JPEG2000对轻压缩的4K和8K素材，做了一些惊人的演示，因此该公司对编解码器的局限性非常了解。

　　有多少人会使用编解码器通过10Gb网络交换机推送60Hz的未压缩4K(3840x2160)视频内容？让我们计算一下：

　　首先Ultra HD信号具有标准(CTA)的4400x2250像素消隐间隔。 (VESA已经提出了一个较窄的消隐间隔4176x222像素，但CTA标准是当今使用的)。所以，如果我要刷新每秒30次，8位4:4: 4色彩，数据速率适用于:

　　4400(x)2250(x)30 = 297MHz(这是像素时钟)

　　297(x)3(x)10 = 8.91Gb / s(这是实际的数据速率，其中3 代表RGB颜色， 10 是8位色加上20％，8位/ 10位编码)

　　很明显，数据速率为8.91Gb / s的30Hz RGB UHD视频(3840x2160或2160p)可以通过一个10Gb的交换机进行无压缩传输，完全没有变化。我们简单地将信号编码为零压缩的100％I帧(帧内编码)。添加TCP / IP和其他协议标头，并且您已做好准备了。

　　但是，如果我想以更快的帧速率播放UHD视频，比如60Hz，会怎样呢？现在，我们遇到了一个很大的路障。具有8位RGB编码的2160p / 60信号要求17.82Gb / s的未压缩数据速率，所以通过一个10Gb的交换机进行传输，不可能没有一些压缩。

　　展示的亮点之一是True 4K60的演示，与标准以太网相比，延迟为零。我们已经看到，我们可以通过10Gb/s交换机，使用零压缩和低延迟来传输具有8位色彩的未压缩的2160p / 30 RGB信号。那么如何达到60Hz呢？

　　我们知道如果没有一定的压缩就无法完成。但是压缩引入了延迟，ISE演示承诺了在接收端的零延迟。我们怎么做到呢？

　　脱离困境的一个方法是降低颜色分辨率。而广播，有线电视，摄像机，智能手机，DVD和蓝光视频都有一个共同点:它们使用4:2:0的颜色分辨率格式，这样可以使RGB(4:4:4)信号的降低50％的荷载。

　　果然，2160p的视频刷新速度为60Hz，4:2:0色彩的速率为：

　　594(x)1.5(x)10 = 8.91Gb / s，这正是我们用21600p / 30 RGB示例结束的地方。再次，该信号可以通过10Gb交换机进行无压缩传输，作为100％I帧，零延迟。这里没有什么是突破性的，只是简单的数学题。

　　但是，如果我想通过我的AV-over-IT网络传输2160p / 60 RGB视频，就会出现问题。我无法使用10Gb交换机，除非我要将信号压缩成至少2:1，这当然会对信号引入有一些延迟。你无法两者兼得。

　　那么如果我切换到4:2:2的颜色分辨率呢？因为我的2160p/60视频的数据速率现在达到11.9 Gb / s，对于10Gb交换机来说太快了，因此无法正常工作。所以似乎一个未压缩的4K /60视频信号在这种情况下工作的唯一办法是使用4:2:0的色彩分辨率。

　　这与公司曾经用来展示他们的信号管理产品如何兼容的营销语言相同。这个术语应该得到一个更详细的解释，特别是人们都清楚，某些信号正产工作是以牺牲其他东西为代价的，特别是颜色分辨率。

　　如何支持高动态范围？ Ultra HD Blu-ray HDR 10格式也使用4:2:0的颜色。在60Hz刷新，低于HDMI 2.0的18Gb / s上限。将帧速率降至24Hz或30Hz(不打紧，因为时钟速率保持297MHz)，您现在可以通过10Gb网络交换机推送该信号。

　　任何人都可以拿出数字来争论，但是由你自己决定阅读这些数据，并了解实际发生了什么。是的，您必须安装最少的10Gb交换机，以支持具有接近零延迟的IT网络基础版本的UHD / 4K信号连接，但仍然是基础版本，如2160p / 24和2160p / 30，具有8位色彩。

　　要在系统中以更高色彩的取样推送更高帧率的UHF视频内容，您需要引入压缩和少量延迟，或者转移到更快的交换机。

　　请记住，IT硬件的价格迅速下滑，40Gb / s交换机已经上市(是的，40Gb！)。这将影响10Gb交换机价格更快递下降。在写这些文字的同时在线快速检查发现，以48端口10Gb管理型交换机的价格为2700美元，这相对于创建一个虚拟的48端口矩阵的花费根本不算什么。