AES67拥抱网络音频的未来

2015-12-03  InfoAV China  文/本刊编辑 屈竹杰  
简述:今天,所有的集成商(制造商)都希望为客户提供所安装设施之间的平台互操作性。遗憾的是,现在业内流行的系统看上去都是专有的,对其他协议与技术的互操作性关上了大门……

  今天,所有的集成商(制造商)都希望为客户提供所安装设施之间的平台互操作性。遗憾的是,现在业内流行的系统看上去都是“专有的”,对其他协议与技术的互操作性关上了大门。

  从风光一时的Cobranet到现在风头正劲的Dante,网络音频协议技术不断发展进步,选择也足够丰富,但每个系统都是硬币的两面,没有一个系统是完美的。虽然很多系统已经开发支持高性能媒体的网络,但是到现在为止还没有以互操作方式运行这些系统的推荐规范。

  专家预测,总有一天每个设备都将成为一个IP分配系统上的终端,可以运行在任何网络上,而AES67就是其中关键。AES67在同步、媒体时钟识别、网络传输、编码和流媒体,会议描述和连接管理方面,提供全面的互操作性推荐规范。

核心功能

  AES67是一个在IP网络上传输高性能音频的标准。AES67对于高性能的定义是至少有44.1kHz的采样率,至少有16bit的分辨率,以及延时少于10ms。AES67瞄准专业音频的应用领域包括:广播、制作、现场音频以及商业和家居应用。

  AES67并不是发明了新技术,而是说明了如何使用其他已经制定的标准,实现音频网络的协作。与那些为音频网络提供全功能用户体验的系统和产品不同,AES67主要是提供互操作性的基本条件。AES67的核心功能主要包括以下三个方面:

  同步和媒体时钟:音频设备作为一个系统运行时首先必须确保彼此间的精确同步。从而才能够保证网络上所有设备以完全一样的速率和时间创建和复制音频采样。同步性能使AES67(和其他专业媒体网络)有别于互联网广播、VoIP和 Airplay,在最好的情况下,它能使设备与所选数字音频信号源的起源同步。

  传输、编码和流媒体:音频网络是通过在网络数据包里传输音频采样来工作的。数据包以有规律的间隔进行传送。在AES67中,数据包是根据实时传输协议(RTP)格式化的IP数据包。RTP标准为众多类型的音频和视频定义了数据包格式。尽管也支持其他参数,AES67的互操作性主要集中于以48kHz采样的24bit非压缩音频,数据包传输间隔在1ms。

  连接管理:对于点对点模拟或数字连接的音频网络来说,主要优势是路由的灵活性。其网络允许网络上的任何设备发送音频到网络上的任何其他设备或设备群。建立这种连接需要一个连接管理协议。AES67使用SDP和SIP实现连接管理。SIP通过SIP URI识别潜在连接,它就像一个电子邮件地址。SIP是一个久经考验的协议,在互联网电话应用中被广泛接受。

  AES67通过其关注的互操作性自我区分,因为它定义了一个共同的互操作性模式,目的就是作为一个已经支持现有协议的设备的互操作性模式,可以被轻松实施。

  为了实现最有效的媒体网络,就需要在能够互相连接的网络组建上有最大化的选择。AES67以一个开放的基于标准的方式,来实现媒体网络的互操作性。它增加了商业媒体网络,为诸如Dante、 AVB、 Q-LAN、RAVENNA和Livewire 提供与其他系统互联的机会。通过这种网络效应,额外的互联机会将在提高网络有效性方面起到积极作用。

时间就是一切

  考虑到上述因素,该标准的开发者选择了IEEE 1588。IEEE 1588被用作网络上的高速同步。这是建立一个同步机制显而易见的选择。一些工业级的应用诸如自动化、控制和测量采用IEEE 1588,因为在这些领域必须在纳秒甚至更少的范围进行精确定时。IEEE 1588与网络时间协议(NTP)的区别在于,后者并不是精确到纳秒的设计。

  视频或数字音频系统中的时序并不是一个新概念。视频系统依靠主同步信号发生器,它产生黑色突发脉冲,它到系统内每个视频和音频设备是分布式和硬接线的。对于独立的数字音频系统,它是一个提供基准的字时钟。在每个这种应用中,通常需要一根单独的线用作时间基准。

  IEEE 1588系统时序还取决于时钟,但是时钟工作方式有些许不同。每个需要彼此通信的AES67设备,例如音频控制台、编解码器、处理器等,都必须是通过以太网切换器连接到网络上的。值得一提的是,我们所讨论的AES67的网络并不是公共因特网,而是像企业局域网或广域网那样的被管理的网络。为了实现其低延时的潜能,就需要专业级高性能的以太网切换器。

  除了往返的延时,当以太网切换器缓冲或传输数据包时它们本身也有延迟。如果切换器可以对数据包需要多长时间通过进行测量,这些信息同样可以用于调整时序。IEEE 1588的2008版本提供了一个叫做“透明时钟”的东西,正是此用途。

  AES67系统设计的问题是,带透明时钟的切换器并不常见。现在有一些IEEE 1588-aware的切换器,这种切换器并未普遍存在,但相信它们很快就会越来越多。

喜闻乐见

  基于AES67对整个网络环境带来的改变,不论专业AV集成商还是IT业者都感到兴奋。

  专业AV集成商认为,使用AES67,可以有效利用现有的设施架构,从而大大节省项目的材料和人工成本。同时,它是一个兼容性的标准,他们可以使用采用各种不同网络技术的产品,并且保证彼此间的互操作。当音频数据在与其他数据如视频、控制、销售点等同样的网络上传输,将实现网络管理、冗余等所有好处,并且不会额外增加成本。

  对于IT业者来说,AES67是一个来自音频工程协会的互操作性的标准,它本身不是一个网络,而是一个互操作模式,让使用不同网络技术的产品能够一起工作。它运行于标准的3层IP、以太网络。好消息就是它基于他们每天使用的同样的IT标准。这些标准包括RTP、IEEE 1588-2008 PTP和DiffServ QoS等。

  最有可能的是,他们可以在现有网络上使用AES67兼容的产品,它可以与来自所有主流交换机厂商的交换机一同工作。

  过去,音频通常是在自己的专用网上传输,现在他们可以以与对待网络上其它数据同样的方式来对待音频,这也意味着他们可以像监控、管理所有其它设施数据一样的方式来监控、管理音频数据。

未来搅局者?

  纵观网络音频技术市场开发,每一波成功的产品和平台都是趋向易于使用,AES67是一个基于现有标准的3层协议,允许各种不同的基于IP的音频网络系统间的互操作性,将是网络音频技术的新转折。虽然现在Dante仍然明显还是市场的领导者,但是AES67有望成为Dante以及其他专有系统发展的搅局者,它仅仅满足了系统间的互操作性要求,但这通常也是网络技术中最困难的部分。

  Audinate已经宣布在2014年2月,将AES67整合至Dante,作为对许可设备制造商的固件升级,很快AES67-enabled Dante产品就会出现在市场上。AES67会给AV集成市场带来很多好处,因为它会让集成商使用更广的Dante组件,但与此同时,这也是个此消彼长的过程,AES67在Dante系统中的互操作性同样也会破坏Audinate在市场上不断增长的霸权。

  2014年10月,Media Networking Alliance成立,致力于推动AES67的采纳,同期,举行了测试大会测试AES67实现的兼容性。

  除此而外,Ravenna已经实现了与AES67的兼容。QSC也通过作为创始会员加入X-192 (AES67)筹划指导委员会,与媒体网络联盟(Media Network Alliance)中的其他制造商合作,来坚定拥抱互操作性的未来。Q-Sys无需额外硬件就可以平滑支持AES67。

  可以说,整个行业都对AES67充满了期待。

关于AES67的Q&A

  AES67是什么?

  AES67是一个起源于AES-X192项目的已发布标准,发布于2013年9月11日。它描述了一个支持高性能音频IP网络系统间的互操作模式。

  有什么方式可以测试设备对标准的兼容性?

  目前还没有与AES67相关的兼容性组织。因为AES67是一个基于现有标准的标准,拥有可观的经验积累以及已完成的工程,有助于缓解兼容性问题。

  使用AES67需要SIP服务器吗?

  在AES67下,根据连接的性质,连接管理以两种不同方式实施,即使使用SIP也不需要SIP服务器。

  SIP要求建立一个点对点单一传送。在AES67下,SIP可以被用在点对点模式或者通过SIP服务器。使用点对点模式要求呼叫者知道如何直接到达被叫者。当SIP服务器用于辅助连接时,呼叫者只需要知道呼叫者的SIP-URI。

  AES-X192是什么?

  AES-X192是开发音频网络互操作性项目的名称。

  该项目的目标是什么?

  是为高性能专业数字音频IP网络开发一个互操作性标准。定义发送音频数据的同步、编码格式和QoS条款,以及与音频发送有关的连接管理功能。

  AES67标准的范围?

  AES67使用来自IEEE、 IETF以及其他标准开发组织的现有和标准的协议和技术。AES67并没有发明新的协议和技术。AES67定义了如何以互操作的方式将现有协议作为一个系统使用。

  视频方面有何进展?

  IETF的RTP协议集已经被选作传输协议。RTP协议集包含了传输音频和视频格式的条款。尽管AES67更专注音频方面,但只要对网络简单扩展就可以使其同时也支持视频。现在已经有足够多的网络音频协议与标准,但是AES67的目标是创建一个让若干现有协议可以绑在一起的地方。如果标准成功,我们可以一个让原始协议更少使用的水准。

  它支持什么类型的网络?

  所有为AES67使用的协议都要能够在IP网络上路由。高性能的媒体网络支持低延迟(少于10ms)的专业质量音频(16 bit, 48 kHz乃至更高)与现场声兼容。该水准的网络性能需要满足这样的要求:可在校园规模的网络上实现,但是通常不是广域网或者公共因特网。因为IP协议可以容易地应用于以太网,这个标准也是全面适用于任何规模的以太网。

  AES67与AVB有怎样的关系

  AVB标准定义了以太网的改进,提供同步、QoS和一个接纳控制特性,能够防止网络因媒体流量形成超载。AES67兼容并接受来自一个AVB架构的这些功能的性能优势。AVB定义了两类针对媒体数据的传输协议。其中IEEE1722是一个唯以太网的传输,与AES67已经确定的范围不相容。IEEE 1733为基于RTP的AVB定义了IP传输。这一类的AVB与AES67的目标与范围是一致的。


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