ST-2110概述
ST-2110 是由电影与电视工程师协会（SMPTE） 制定的一套技术标准系列，它定义了如何在 IP（互联网协议）网络上传输专业级的视频、音频和数据。它是现代基于 IP 的现场制作环境的基础技术，正在取代传统的 SDI（串行数字接口）基带电缆连接方式。该标准将视频、音频和元数据分离为独立的流，支持高灵活性、低延迟的实时制作环境，广泛应用于广电、直播和远程制作领域。
一、要素分离（Essence Separation）
这是最重要的概念。ST-2110 不再使用一个组合信号，而是将其拆分为独立的流：
ST 2110-20： 传输视频要素。它是无压缩的，带宽非常高。
ST 2110-30： 传输音频要素。它将单个音频通道（或通道组）作为独立的数据包发送，提供了极大的灵活性。
ST 2110-40： 传输辅助数据要素。这包括时间码、字幕、隐藏式字幕和其他元数据。
二、PTP（精密时间协议）
如果视频、音频和数据是分开发送的，它们如何保持完美同步？答案是 PTP，它在相关标准 ST 2059 中定义。
PTP (IEEE 1588) 在网络中创建一个主时钟。
ST-2110 网络上的每一个设备都将其内部时钟与这个主时钟同步，达到微秒级的精度。
每个流中的每个数据包都盖有精确的 PTP 时间戳。
接收设备使用这些时间戳来缓冲数据包，然后完美同步地重新组装它们，而不管这些数据包在网络中经历了何种路径。
没有 PTP，ST-2110 就无法工作。 它是不可或缺的基础。
三、ST-2100标准
SMPTE ST 2110-10： 系统定时和定义。这是“概述”文档，定义了通用要求，尤其是 PTP。
SMPTE ST 2110-20： 无压缩动态视频。定义了如何将视频（如 4K、8K、HDR、SDR）打包成数据包。
SMPTE ST 2110-21： 流量整形和交付定时。对于管理视频数据包的突发性以防止网络拥堵至关重要。
SMPTE ST 2110-22： CBR压缩视频。使用共同参考时钟，通过IP网络以RTP协议实时传输CBR压缩视频的方法。
SMPTE ST 2110-30： PCM 数字音频。定义了如何将数字音频样本打包成数据包。
SMPTE ST 2110-31： AES3 数字音频。是针对 AES3 数据的 -30 标准的特化版本。
SMPTE ST 2110-40： SMPTE ST 291-1辅助数据。用于时间码、字幕等。
SMPTE ST 2110-41： 扩展的 SDI 辅助数据。
SMPTE ST 2110-43：用于Caption和Subtitle的TTML（定时文本标记语言）。在SMPTE ST2110-10系统中以RTP协议实时传输TTML（用于Caption和Subtitle）数据的方法。
四、ST-2110 的主要优势
灵活性与敏捷性： 信号不再绑定物理端口。您可以通过软件控制（SDN - 软件定义网络）将任何信号路由到任何目的地。
可扩展性： 扩展您的设施就像向网络交换机添加更多端口一样简单。
成本效益： 利用广泛可用的 IT 设备，减少了大量定制同轴电缆和路由器的需求。
面向未来： IP 基础设施可以升级以支持更高的带宽（如 100Gb、400Gb 以太网），而无需改变核心系统设计。
地理自由度： IP 网络可以延伸很长的距离，允许实现分布式制作，即人才和设施位于不同的城市甚至国家。
五、ST-2110 的挑战
高带宽： 无压缩视频（尤其是 4K/UHD 及更高分辨率）需要非常高性能的网络（10/25/40/100 千兆以太网）。
复杂性： 需要融合广播工程和 IT 网络专业知识的新技能。
精确性： 网络必须为低延迟、低抖动和精确定时而设计，这与标准的办公 IT 网络不同。
六、与 NMOS 的关系（网络化媒体开放规范）
ST-2110 定义了如何传输媒体，但它没有定义设备如何相互发现和连接。这就是 AMWA NMOS（来自高级媒体工作流协会）的作用。
NMOS IS-04 允许设备在网络上自动注册和发现彼此（设备的“交友服务”）。
NMOS IS-05 允许控制器指示发射器将流发送到接收器（“连接管理”）。
简而言之：ST-2110 是“发动机”，而 NMOS 是“方向盘和仪表盘”。
七、总结
ST-2110 是专业广播行业在 IP 网络上移动无压缩、高质量视频、音频和数据的标准。通过分离这些要素并使用精确的 PTP 定时，它为现代媒体设施创建了一个灵活、可扩展且面向未来的基础，取代了过去僵化的 SDI 基础设施。