IP测量探索(一)浅析

1、IP测量探索（一）随着ST 2110系统越来越多，系统工程师在日常工作中会面对更多的IP技术应用，而IP测量是其中重要的一项，下面浅谈下我们的心得，和您一起探索IP测量。探讨的切入点是一些困扰着刚刚接触IP系统的工程师的问题，比如IP测量和传统SDI测量的区别和联系是什么？IP测量具体测什么？当系统遇到故障时，我们如何通过IP测量发现并解决问题？测量是一门知识的试金石，了解了测量，基本上原理就通了多半。得益于Telestream、Leader等团队的不吝赐教，这里笔者不自量力汇总了些和IP测量有关的自问自答，主要是我们在进行IP测量测试中遇到的问题和摸索的经验，尝试着廓清一些迷雾般的问题，接下

2、来我们将分多期和大家分享，也请多多指正。IP测量探索系列文章的主要内容有：测量的目的基带系统和IP系统测量的区别测量工具都有哪些IP测量的思路IP系统中常出现问题的原因是什么IP系统中示波器的发展方向IP系统中常见报错IP测量的指标包含哪些，怎样算合格总局测试中的IP指标都有哪些IP系统集成规范为什么要有check list？List中有关IP检测都有哪些内容，在项目中是怎样检查的第一期将为大家分享以下内容：测量的目的基带系统和IP系统测量的区别1.1.测量的目的是什么？我们为什么要测量呢？简单来说有两个目的：第一是检测信号质量优劣，判断是否符合国内外标准。第二是通过对信号的测量和分析，快速定

3、位故障原因并解决问题。在IP系统出现之前，我们的SDI系统测量一直遵循着以上两个目的，IP系统出现之后，测量目的没有改变，变化的是测量的内容、方法和工具，那么SDI测量和IP测量的联系和区别是什么呢？1.2.SDI测量和IP测量的联系和区别SDI测量和IP测量的相似点主要体现在以下几个方面：对于系统工程师来说，IP只是另一种获取视频，音频和辅助数据的接口，把原来插在矩阵上的BNC线缆，换成了插在交换机上的光纤。故障排除的思路没有改变，都是在源、路由、目的中排查数据报错。系统由多种设备构成，出现问题都需要逐个排查。SDI测量和IP测量的区别，我们可以对系统的特点进行对比，如下：表1IP系统和SD

4、I系统对比在基带系统中，系统中的设备直接锁定BB信号或者三电平信号，所有设备的同步水平在同一的位置，发出的信号也锁定同步，从而实现整个系统的同步。而IP系统中，网络数据包不规律的发生，使得接收设备只能靠解析包内部的时间戳才能获取准确的时间，数据包本身不含同步信息，这也是SDI系统和IP系统在同步方面的区别之一。在IP系统中，往往为了避免发生数据包不完整或者丢失的情况，采取使用FEC（前向纠错）等补偿手段保证数据能够完整重现，但是这些手段也会对网络带来更大的带宽压力，如果带宽不够，那么网络采取的手段一般是用时间来换带宽，这样就导致一些数据包没有按时的到达接收端，在使用FEC技术的系统中，包平均到

5、达时间会加长，如果接收端缓冲区不够大，那么就会出现画面不断的卡顿的情况。这些情况在SDI系统中基本不会发生。FCS：Frame Check Sequence（帧校验序列），俗称帧尾，即计算机网络数据链路层的协议数据单元（帧）的尾部字段，是一段4个字节的循环冗余校验码。源节点发送数据帧时，由帧的帧头和数据部分计算得出FCS，目的节点接收到后，用同样的方式再计算一遍FCS，如果与接收到的FCS不同，则认为帧在传输过程中发生了错误，从而选择丢弃这个帧。FCS提供了一种错误检测机制，用来验证帧在传输过程中的完整性。如果系统中的数据包被检测到了FCS错误，那么该数据包将会被丢弃，并且接收端会要求重新发送

6、数据包，这将给发送端和网络带来压力。如果FCS错误过多，可能会导致接收端缓冲器中的数据断流，画面卡死或丢失，严重的会影响到整个网络的吞吐量。TRS：Timing Reference Signal（定时基准信号），比如EAV（End of ActieVideo)+SAV(Start of Active Video) ，检测EAV和SAV的前缀码（3FFh,000h,000h)的位置有错，或F、V、H比特为标准以外（消隐区长度不同等）时误码报警。图1 行消隐与场消隐示意图CRC：Cyclic Redundancy Check（循环冗余校验）是常用的一种查错校验码，其特征是信息字段和校验字段的长度可

7、以任意选定。循环冗余校验（CRC）是一种数据传输检错功能，对数据进行多项式计算，并将得到的结果附在帧的后面，接收设备也执行类似的算法，以保证数据传输的正确性和完整性。在基带系统中，我们常常通过CRC以及TRS来判断视频以及同步在传输中是否发生错误，但是在IP系统中，基带信号的CRC和TRS在转换后将无法检测出，IP系统需要监看网络的CRC和FCS错误来判断传输是否发生问题。从表1可以看到SDI系统和IP系统的区别还有很多，而在测量中主要体现为以下几个方面：1.2.1.测量内容不同由于传输原理和链路不同，SDI是对串行数字信号进行直接测量，即测量的是物理层，而IP系统内传输的是IP数据包，想要测

8、量视频信号，必须先测量IP数据包。反应在测量上的区别就是由原来的电平、波形、眼图检测变成了数据包检测。图2IP系统相比SDI系统的区别系统内同步信号锁定方式不同，SDI系统是由BB等同步信号锁定，通过相位检测是否锁定，IP系统由PTP同步信号锁定，通过检测系统内主从时间差即PTP offset值，若绝对值在1us内，即认为示波器锁定上了时钟源。图3IP系统和SDI系统测量的对比所以总结来看SDI测量的主要指标有眼图、同步相位、CRC error，Log和Payload，IP测量对应的指标为IP状态信息、PTP delay和offset、FCS error和SDP。根据不同测量特性，总结主要ST

9、2110的测量指标如下：图4测量指标分类1.2.2.测量过程不同在SDI系统中，如果画面出现问题，我们可以快速地定位到线缆或者设备出现了故障。但是在IP系统中，当画面出现问题时，我们不能马上定位到故障节点。很可能这个视频流会有正确的时间戳，网络中也没有出现丢包的情况，我们没法立即定位到故障源。在这种情况下，我们发现具有较大时间差异的数据包也可能会导致视频中断，因为这些数据包堆积在接收端的缓冲区之外。也就是说这些数据包没有出现丢失，甚至顺序也是正确的，只是来晚了。正如上述情况所说，在SDI系统中我们可以做到即插即用，直接将被测试的线缆接入示波器就可以检测到信号的各项指标，并且重现图像，因为图像信息直接编码在物理层中。但是在IP系统中，即使将光纤插入到示波器中，设备收到了正确的数据包，也会出现各种各样的图像问题，因为图像是被封装到数据包中，在保证数据包正确的情况下，