1. はじめに

SMPTE ST 2110 Professional Media Over Managed IP Networks(以下SMPTE 2110もしくはST2110)とは、放送など業務系映像をIPネットワーク上で通信するための幾つかの規格を発展的にまとめたSMPTE標準規格です。この規格の標準化により業界ではSDIベースからIPベースの伝送へ切り替えが進んでいます。マクニカは「SMPTE ST2110 FPGA IPコア」など、お客様が本規格を容易に実装するためのFPGA・Softwareソリューションを開発、提供しています。

今回はSMPTE 2110規格の構成について説明します。

2. SMPTE 2110 Suiteについて

SMPTE 2110の大きな特徴はMedia Dataの各エッセンス(Video, Audio, and Metadata)を個別の同期したストリームとして伝送する点です。IP伝送をおこなう規格は他にもSMPTE ST 2022-6がありますが、ST 2022-6は各エッセンスの分離をおこなわずSDIエッセンス全体を一つのストリームとして扱います。

SMPTE 2110はシステム全体に関する規格、各エッセンスに関する規格等に分かれています。SMPTE 2110の基本を成す下記の規格一式はSMPTE ST 2110 Suite of Standardsと呼ばれています。

    ● Network Timing Reference
            ◎ ST2110-10 : System Timing and Definitions
    ● RTP Mapping Reference
            ◎ ST2110-20 : Uncompressed Active Video
            ◎ ST2110-30 : PCM Digital Audio
            ◎ ST2110-31 : AES3 Transparent Transport
            ◎ ST2110-40 : Transport of SMPTE Ancillary Data
    ● Sender Behavior Reference
            ◎ ST2110-21 : Traffic Shaping and Delivery for Video

それぞれの規格の要点をざっくりと箇条書きにすると下記のような感じになります。

    ● ST2110-10
            ◎ ST2110システム全体、タイミングモデルとすべてのエッセンスストリームに共通する要件の規定
                    ◆ PTPの要件
                    ◆ RTPクロックとタイムスタンプの規定
                    ◆ すべてのエッセンスに共通するSDPの要件
                    ◆ UDPデータグラムのサイズ

    ● ST2110-20
            ◎ ST2110システムで伝送するUncompressed Active Video Dataの規定
                    ◆ Uncompressed Active Video DataのRTPフォーマット規定
                    ◆ ST2110-20使用時のSDPの要件
            ◎ ST2110-20では下記のようなVideoフォーマットの伝送が想定されています。
                    ◆ Width x Height of Image
                            - Up to 32767 x 32767
                    ◆ Sample Component
                            - Y’C’BC’R, Y’CC’BCC’RC, ICTCP, RGB, R’B’G’, X’Y’Z’, RP 157 key signals
                    ◆ Chroma sampling
                            - 4:4:4 and 4:2:2, 4:2:0
                    ◆ Bit Depth
                            - 8-bit, 10-bit, 12-bit, 16-bit

    ● ST2110-30
            ◎ ST2110システムで伝送するPCM Digital Audio (AES67互換)の規定
                    ◆ PCM Digital AudioのRTPフォーマット規定
                    ◆ ST2110-30使用時の SDPの要件
                    ◆ マルチチャンネルオーディオグループのチャネルオーダーに関する規定
                    ◆ 規格準拠レベルの規定
                            - どのようなチャネル数、サンプリング周波数、およびパケット時間に対応するか

    ● ST2110-31
            ◎ ST2110システムで伝送するAES3 Signalの規定RFC 8866
                    ◆AES3 SignalのRTPフォーマット規定
                    ◆ST2110-31使用時のSDPの要件
                    ◆規格準拠レベルの規定

    ● ST2110-40
            ◎ ST2110システムで伝送するSMPTE ST 291 Ancillary (ANC) Data Packetの規定
                    ◆ANC Data PacketのRTPフォーマット規定
                    ◆ST2110-31使用時のSDPの要件

ここで、上記にでてきたキーワード「RTP」、「SDP」の補足説明をします

　● RTP
　　 RTPはReal-time Transport Protocolの略で、VideoやAudioなどリアルタイム性が要求されるデータに使用されるプロトコルです。
　　 ST2110の各エッセンスは全てRTPを使用しています。RTPは一般的にUDPペイロードに格納されネットワークに送出されます。
　　 RTPはRFC 3550で規定されています。

　 ● SDP
　　  SDPはSession Description Protocolの略で、ストリーミングビデオなどを伝送する際、そのメディア情報を伝達に使用されるプロトコルです。
　　  SDPはテキストベースで記述されたプロトコルで、メディアの種類(Video、Audioなど)、
　　  トランスポートプロトコルの情報(RTP、UDP、IP、アドレスなど)、メディアフォーマット(Videoの場合は上述のVideoフォーマットなど)などが
　　  記載されます。SDPはRFC 8866で規定されています。

ST2110規格の規格策定初期の頃はSDIベース伝送とIPベース伝送の相互変換が規格のメインに想定されていました。実際、ST2110規格ではSDIで使用される用語が多数使用されています。現在ではSDIとは直接関係のないエッセンスの規格も追加予定となっており、今後のST2110規格は、SDIからIPへの置き換えに留まらず、ネットワーク技術とインフラを応用した柔軟で新しいソリューションの基盤となる規格に発展、拡大していくと考えらます。

とは言え、現在の放送業界はSDIベースからIPベースの伝送への丁度切り替え途中です。次回はIP伝送化に関して、もう少し実務寄りのお話をさせて頂ければと思います。

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Media Over IP Packageは、ST2110ハードウェアIP / ソフトウェア開発キット / リファレンスデザインをパッケージ化した製品です。

関連情報リンク

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