ST 2110 in the Cloud: 用于混合，处理，通信等的音频工作流

本文来自AIMS IP Oktoberfest 2020，演讲者是Telos Alliance TV Solutions Group的总裁John Schur，主要阐述了Telos对ST 2110采取的云端部署策略。

首先，John介绍了云端部署通常会带来的好处，除了大家首先想到的”灵活性（Flexibility）”和“可扩展性（scalability）“以外，云端部署还可以给用户带来更低的使用和存储成本：在云端，用户可以充分享受云端上提供的服务而不必一次性全部购买，对小型设备和小规模操作而言非常友好；此外，用户不必购买专用设备就可以在云端对文件进行保存和备份，还可以使用他人配置好的环境。除此之外，云端服务还有诸如Global accessibility、Availability/Resiliency、Enable new business models等方面的优势。

随后，John讲述了在云端部署ST 2110的原因，主要在于Flexibility、Scalability、Interoperability等特性，flexibility的主要表现是：可以动态地确定资源、改变工作流程、添加或断开连接，而scalability是指可以根据需要动态添加新的资源，所谓interoperability是指供应商们可以共同进行服务供应，并可以轻松有效地进行协作。除此之外，云端部署ST 2110还使得研究人员可以充分利用已有的IP基础设施、管理工具和安全协议进行操作。

接下来，John提到了一些最近发布的新平台，如Grass Valley发布的多媒体处理平台GV AMPP，该平台支持ST 2110-30标准。类似地，ViZRT最近开发了一个名为Viz Vectar Plus的多媒体处理系统，与各种视频会议平台（Zoom, Skype等）进行整合是它最大的特色。

关于Telos的云端部署与管理策略，John进行了重点介绍。他提到， Virtualization（将以往部署在硬件的技术转变为软件）只是第一步，这之后还涉及到很多复杂流程。他们采用了微服务设计模式（Microservices pattern）和Docker容器，微服务模式指的是将复杂的应用拆解为一系列小的微服务，Docker容器具有很好的灵活性、隔离性、快速扩展能力和可迁移性，通过将应用程序运行在Docker上，可以实现跨平台配置的无缝对接。此外，该部署中还采用了虚拟机技术（VMware、Proxmox、Hyper-V等），通常情况下虚拟机需要与底层硬件有较为紧密的联系，而云端的硬件资源需要较高成本才能获得，因此在云端部署中，虚拟机最好用于非实时应用。性能方面，大多数的云服务供应商都会提供一系列性能选项（内核数量、内存、网络带宽等），因此研究人员可以视情况进行选择。除此之外，还有很多现成的管理控制工具可以利用，如Kubernetes、Portainer、Prometheus等。

音频移入和移出云端的处理也是一件较为复杂的工作。用于未压缩音频的ST 2110-30和用于已压缩音频的ST 2110-31在云实例运行很好，并且如果能克服多播限制，它们在虚拟私有云（VPC）的实例中也可以运行的很好。对ST 2110进行云端上传/下载通常需要非常可靠的连接，导致较高的带宽需求。为了解决这一问题，Telos决定使用编解码器（Opus等）来减少带宽占用，并且在其上加入前向纠错（FEC）来提高可靠性、保证低延迟，如果该应用没有低延时的需求，就可以采用TCP协议。此外，一些连接管理服务和安全协议也非常必要。针对不同场景下各种不同的需求（density、bandwidth、reliability、quality等），Telos也提出了一系列解决方案。

定时和同步也是云端部署的一个重要方面，通常情况下这需要对硬件时钟进行调整（如PTP4l协议），但这一方案在云端执行需要很高的成本，因此Telos设计了名为“PTP snooping”的方案，即应用程序对PTP进行监控，据此在主机时钟基础上调整，这样就不需要主机与PTP的实际绑定。此外，一些供应商提供了带有全球原子钟的云实例主机，John猜测，在这样的环境中部署也许不需要PTP协议就能达到同步需求，但目前尚无实验证明这一点。协议控制方面，NMOS IS-04/IS-05规范已经对云端部署非常友好，它们基于HTTP和WebSocket，因此许多经典协议已经在云端被支持使用。

接着，John简要介绍了Telos部署到云端的技术领域，在多媒体处理技术方面，主要有无线广播音频处理器、电视响度控制/混音技术、麦克风处理器等，这些都可以部署在Docker或虚拟机中。此外，最近Telos也与Nautel进行合作，将这些音频处理工具转移到一个完整的虚拟广播流程中去。

最后附上演讲视频：