视频和音频的带宽是如何计算的
st2110中有一个基本问题---就是媒体流（视频和音频）的带宽是如何计算的，为什么4k流不是12g，音频流带宽是多少？
以下先对st2110的数据封装策略进行简介，从而引出媒体流带宽计算的方法。
媒体流带宽可以通过实测得到，也需要从理论计算了解。通过实测了解了带宽数值，也带来了一些疑惑，这些疑惑反而需要计算答复，实测反过来也可以验证理论计算。
ip信号的检测手段多种多样——
最常见的是利用ip信号分析仪（ip示波器）进行检测；
也可以通过wireshark软件进行数据包级别的分析；
还可以采用ebu发布的list工具，在线或将其部署至本地，导入由ip信号分析仪或wireshark捕获的pcap文件进行ip流可视化分析。
我们在测试之前的问题是如何计算带宽，测试过程中遇到的问题是：不同设备发出的相同格式的4k 50p st2110-20无压缩视频流带宽虽都在8.7gbps左右，但会有细微的区别，有的是8.67gbps，有的是8.75gbps，究竟是什么原因导致的呢？难道带宽小的视频流“缺斤短两”了吗？
想要知道这些个问题的答案，首先要了解以下几个信息。
什么是带宽？
数据在网络中是如何封装的？
st 2110-20中规定数据是如何封装的？
什么是带宽？
ip系统中不管是业务流，还是控制数据，在网络中都是以比特（bit）作为最小的信息度量单位进行传输，ip流的带宽就是用比特率来衡量的——比特率是指单位时间内传送的比特数。对于视频系统而言，单位一般采用gbps（又作gb/s，bps=bits per second）；音频和辅助数据则分别采用mbps和kbps作为单位。
带宽单位的换算关系与计算机逻辑中常用1024作为换算进制不同：
1 gbps=1000 mbps
1 mbps=1000 kbps
数据在网络中是如何封装的？
以下图摄像机作为tx设备发送组播流，切换台rx接收为例。由于未经扩展的udp数据报mtu（最大传输单元）为1460字节，一帧4k画面要分片通过上万个数据包进行发送，每个数据包中包含画面中很小一部分的信息，这部分有效信息称为payload（有效载荷）。
但是根据网络模型，payload无法直接在网络中进行转发，需要进行封装标记，打上header（头部），payload的封装是由高层向低层逐层进行的，每到一层都要打上新的头部，每个头部包含不同信息以实现不同功能。
在应用层首先添加rtp payload header，然后是rtp header；因为2110采用的rtp实时传输协议是基于udp协议运行的，所以到达传输层后，要添加udp header；接下来是l3网络层和l2数据链路层的ip包头和以太网帧头，经过以上封装后，经物理层以比特位传输。数据到达接收设备后，解封装是相反的顺序，由低层向高层，逐层剥离头部。
st 2110-20中规定数据是如何封装的？
st 2110-20的全称是《professional media over managed ip netwoks： uncompressed active video》，副标题“无压缩有效视频”中有两个关键信息：
第一是ip网络中传输的视频流是未经压缩的，
第二“有效”指的是视频流只传输“active”的像素数据，而不传输行消隐数据（hanc）、场消隐数据（vanc），嵌入消隐区的数据通过-30或-40流单独传输。
正因如此，st 2110相比st 2022-6节约了15-30%左右的带宽。
除此之外，st 2110还定义了像素如何编组封装; rtp header以及rtp payload header的格式；以及sdp会话描述文件的格式等等。
像素封装
以4：2：2，10bit采样为例，相邻的两个像素作为一个像素组，共包含2个y，1个cb，1个cr分量，需占据40bits，即5bytes （字节）。
2110-20中还定义了两种打包模式，gpm（general packing mode）和bpm（block packing mode）。gpm是遵循rfc 4175的开放打包方式，要求数据包大于1000字节即可，优势是开放灵活、带宽利用率高。bpm是基于180字节将像素组打包，这样无论采用什么采样方式，都能使数据包大小保持一致，好处是利于网络配置和故障排查。sony产品发送gpm数据包，可以接收gpm、bpm数据包。
头部文件
下面两张图片分别为rtp header和rtp payload header的格式。可见rtp header开销为12字节。包含一组srd（采样行数据）的rtp payload header为8字节。（注：包含在rtp payload header中的srd header可以有1-3组，在单个数据包中包含多个采样行信息，即跨行传输时，才需要附加额外的srd header。）
其它层的header在it行业协议或标准中有所定义，未在st 2110-20中体现，在此列出其开销供参考。
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最常见的是利用ip信号分析仪（ip示波器）进行检测；
也可以通过wireshark软件进行数据包级别的分析；
还可以采用ebu发布的list工具，在线或将其部署至本地，导入由ip信号分析仪或wireshark捕获的pcap文件进行ip流可视化分析。
我们在测试之前的问题是如何计算带宽，测试过程中遇到的问题是：不同设备发出的相同格式的4k 50p st2110-20无压缩视频流带宽虽都在8.7gbps左右，但会有细微的区别，有的是8.67gbps，有的是8.75gbps，究竟是什么原因导致的呢？难道带宽小的视频流“缺斤短两”了吗？
想要知道这些个问题的答案，首先要了解以下几个信息。
什么是带宽？
数据在网络中是如何封装的？
st 2110-20中规定数据是如何封装的？
什么是带宽？
ip系统中不管是业务流，还是控制数据，在网络中都是以比特（bit）作为最小的信息度量单位进行传输，ip流的带宽就是用比特率来衡量的——比特率是指单位时间内传送的比特数。对于视频系统而言，单位一般采用gbps（又作gb/s，bps=bits per second）；音频和辅助数据则分别采用mbps和kbps作为单位。
带宽单位的换算关系与计算机逻辑中常用1024作为换算进制不同：
1 gbps=1000 mbps
1 mbps=1000 kbps
数据在网络中是如何封装的？
以下图摄像机作为tx设备发送组播流，切换台rx接收为例。由于未经扩展的udp数据报mtu（最大传输单元）为1460字节，一帧4k画面要分片通过上万个数据包进行发送，每个数据包中包含画面中很小一部分的信息，这部分有效信息称为payload（有效载荷）。
但是根据网络模型，payload无法直接在网络中进行转发，需要进行封装标记，打上header（头部），payload的封装是由高层向低层逐层进行的，每到一层都要打上新的头部，每个头部包含不同信息以实现不同功能。
在应用层首先添加rtp payload header，然后是rtp header；因为2110采用的rtp实时传输协议是基于udp协议运行的，所以到达传输层后，要添加udp header；接下来是l3网络层和l2数据链路层的ip包头和以太网帧头，经过以上封装后，经物理层以比特位传输。数据到达接收设备后，解封装是相反的顺序，由低层向高层，逐层剥离头部。
st 2110-20中规定数据是如何封装的？
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第一是ip网络中传输的视频流是未经压缩的，
第二“有效”指的是视频流只传输“active”的像素数据，而不传输行消隐数据（hanc）、场消隐数据（vanc），嵌入消隐区的数据通过-30或-40流单独传输。
正因如此，st 2110相比st 2022-6节约了15-30%左右的带宽。
除此之外，st 2110还定义了像素如何编组封装; rtp header以及rtp payload header的格式；以及sdp会话描述文件的格式等等。
像素封装
以4：2：2，10bit采样为例，相邻的两个像素作为一个像素组，共包含2个y，1个cb，1个cr分量，需占据40bits，即5bytes （字节）。
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