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真视通|一种面向未来的网络音频协议

来源:投影时代 更新日期:2022-11-15 作者:pjtime资讯组

    一 概述

    随着多媒体(包含音频,视频和数据)技术的日新月异和网络、IT技术的飞速发展,原本基于专用线缆和接口传输的多媒体系统,也逐步开始基于IP网络进行信号的传输,即AV over IP(Audio/Video over IP),其中,音频系统是率先踏上网络化征程的,称之为AoIP(Audio over IP)或音频系统网络化,本文主要对音频系统网络化的管理进行初步的探讨。

真视通|一种面向未来的网络音频协议

    本文对音频系统网络化的定义如下:

    音频系统中的相关设备和组件,通过协议遵从,软件适配和接口支持,或者通过嵌入或连接转换模块,使得音频信号可以基于现有的IP网络进行传输。

    音频系统网络化之所以得到业界的青睐和持续的发展,是因为其相对于传统音频系统的显著优势,主要体现在:

    极大地提升了音频信号路由的灵活性和系统的易用性。

    极大地简化了音频系统的部署和扩展。

    极大地降低了音频系统的总体成本(包括采购,部署,管理和维护)。

    二 协议和标准简介

    随着音频技术和产品的更新换代,网络技术的不断发展以及网络带宽的持续增加,音频系统网络化的相关协议和标准也一直在推陈出新,这些协议和标准主要由相关厂商或行业联盟制订。尽管某些协议已经退出市场,但研究其演进的过程,仍会得到有益的启发。

    这些协议和标准大体分为两类,一类可以称之为网络解决方案,是以某个协议为核心构建了完整的网络音频系统;另一类可以称之为互操作性标准,可以实现各音频网络协议之间的互联互通。下文将据此分类对AoIP发展历程中的主要协议和标准进行简介。

构建音频网络解决方案的协议/标准

真视通|一种面向未来的网络音频协议

CobraNet

    CobraNet由Peakaudio公司于1996年推出,在一根CAT-5网线上传输多路音频信号,是早期的音频系统网络化标准,目前已经基本退出市场。

    Ethersound

    Ethersound由Digigram公司于2002年推出,是音频系统网络化的早期标准之一。

    值得一提的是,CobraNet和Ethersound都是AoIP领域的开创者,对AoIP的发展产生了深远的影响,值得尊敬和借鉴。

    WheatNet-IP

    WheatNet-IP是一种音频网络解决方案,由wheatstone公司于2005年推出,可以跨越可伸缩的IP网络将音频流智能分发给音频设备。

    Q-LAN

    Q-LAN由QSC公司于2009年推出,是一套开放的IT标准协议与解决方案的集合,Q-LAN使Q-SYS音频系统(QSC公司的产品)更易于与现代IT网络集成。Q-SYS采用Q-LAN协议族,用于音频和视频的分发以及设备发现、同步、控制及管理。

    Livewire+

    Livewire+ 是Livewire的第二代技术,是由Telos联盟(Telos Alliance)发明的创新技术,用于在交换以太网上传输低延迟,高可靠性的音频流。Livewire于2003年推出,如今Livewire+已兼容AES67。

    RAVENNA

    RAVENNA是一种基于IP网络传输实时媒体的开放标准,由ALC NetworX公司于2010年推出,RAVENNA天生与AES67和SMPTE ST 2110完全兼容。

    AVB

    AVB由IEEE 802.1 AVB工作组( Audio/Video Bridging Task Group,2012年已更名为Time-Sensitive Networking Task Group)制订,对以太网进行了功能扩展,提供了一个适于传输音视频流的低延迟,低抖动,低丢包的网络环境。

    Dante

    Dante是Audinate公司开发的AV系统网络化的解决方案。Audinate公司通过Dante和音视频厂商共同构建了一个AV over IP的生态系统,音视频厂商可以在其产品中嵌入Audinate提供的硬件模块,芯片,参考设计和软件。

    Dante是目前在商业上最成功的AoIP解决方案。

    Milan

    Milan是一种基于标准的(standards-based)用于实时媒体的网络协议,它在IEEE AVB/TSN开放标准的基础上构建,由Avnu 联盟(Avnu Alliance)开发和维护(2018年发布)。经过Milan认证的设备,在一起工作时,可以确保最大的便利性,可靠性和功能性。

    设备厂商只需在其产品中使用Milan认证的音频模块,即可快速、简单地组成Milan系统,从而获得上述益处。

    SDVoE

    SDVoE 由SDVoE联盟(SDVoE Alliance)开发,提供了一套全栈解决方案,用于在以太网上传输AV信号。SDVoE联盟致力于围绕SDVoE技术构建一个生态系统,实现软件定义的AV应用。

    作为互操作性标准的协议/标准

真视通|一种面向未来的网络音频协议

AES67

    AES67是由国际音频工程协会(AES,Audio Engineering Society)制订的关于网络音频的标准,用于实现采用不同协议(例如Dante, Livewire, Q-LAN , Ravenna)的网络音频产品之间的互联互通。

    AES67不是一项新技术,而是一种桥接遵从模式,任何兼容AES67的设备,只需将其置于互操作性模式,即可实现互通。AES67运行于以太网的第三层,是可路由和可伸缩的。

    SMPTE ST 2110

    由SMPTE协会开发的SMPTE ST 2110是一系列标准,用于实现视频,音频和相关数据在IP网络上的基础传输。它支持高质量和高分辨率的音视频格式(高达8K)。

    IPMX

    IPMX (Internet Protocol Media Experience) 由AIMS (IP媒体解决方案联盟)创建,是一套标准和规范的集合,用于在IP网络上传输压缩的和非压缩的视频,音频和数据,它包含了控制,拷贝保护,连接,管理和安全的相关条款。IPMX植根于SMPTE, AMWA和VSF的基础工作之上。

    纵观上述协议和标准,虽各有特色,各领风骚,但真正有强大生命力和广阔市场前景的,依然是开放的,兼容并蓄的,可以构建完整商业生态的协议和标准。

    三 管理探讨

    AV系统的高效、稳定运行,离不开强大易用的管理平台,网络化的音频系统当然也不例外。音频系统的网络化,使其借鉴IT管理理念成为可能,因此,对于网络化音频系统的管理,与传统音频系统相比,有继承,更有与时俱进的创新。笔者认为,网络化音频系统的管理模式主要有以下三种。

    基于中控系统

    中控系统是AV系统的控制中枢,主流中控厂商的产品仍然可以控制网络音频系统里的核心设备,但不会成为主要的管理模式,原因在于:

    中控的优势在于整合多种控制协议和接口,在基于标准IP网络的AoIP系统里无法发挥其优势。

    中控主要实现控制功能,在管理方面的功能很少。

    基于厂商原生的管理软件

    AoIP厂商通常都会提供专用管理软件,此类软件可以管理厂商自己的AoIP系统,其不足之处在于:

    对其它厂商AoIP系统的支持不完善。

    不支持针对客户特定需求的定制开发。

    基于统一管理平台

    为了兼容业内各种AoIP系统,必须构建一个统一的管理平台,该平台可以分别和各类AV相关系统(包括AoIP系统)进行对接(基于API/SDK的底层对接),从而实现对AV系统全面、智能的统一管控。这种架构的主要优势在于:

    扩展性强

    管理平台采用模块化的架构设计,使得平台既可以让不同的AV相关系统共存、协作,也可以快速、按需对接新的AV相关系统(包括新的AoIP系统)。

    提升体验

    管理平台支持二次开发,可以根据客户的个性化需求进行定制开发,增强了AoIP系统管理的高效性和易用性,从而提升了最终用户的应用体验。

    IT融合

    管理平台是一个通用的软件平台,可以通过接口开发和客户的其它业务系统无缝融合,比如OA系统,资产管理系统,统一身份认证系统等,使得AV系统的管理真正融入到企业的信息化管理工作当中,让企业的各项业务都能充分享有AV系统带来的便利。

    综上所述,在这个万物皆网(Everything will be networked)的时代,我们应借鉴IT管理的先进理念,结合AV系统的自身特点,构建AV系统尤其是AVoIP系统的新一代管理架构,用IT的思维和视角研究AV系统(尤其是IP网络承载的AV系统),其应用前景已清晰可见,那就是让音视频设备成为可管理的网络AV节点,让IT管理人员可以轻松管理专业的AV系统。

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