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      技術分享|音頻系統網絡化簡述及其管理探討

      來源:投影時代 更新日期:2022-10-11 作者:pjtime資訊組

          一 概述

          隨著多媒體(包含音頻,視頻和數據)技術的日新月異和網絡、IT技術的飛速發展,原本基于專用線纜和接口傳輸的多媒體系統,也逐步開始基于IP網絡進行信號的傳輸,即AV over IP(Audio/Video over IP),其中,音頻系統是率先踏上網絡化征程的,稱之為AoIP(Audio over IP)或音頻系統網絡化,本文主要對音頻系統網絡化的管理進行初步的探討。

      技術分享|音頻系統網絡化簡述及其管理探討

          本文對音頻系統網絡化的定義如下:

          音頻系統中的相關設備和組件,通過協議遵從,軟件適配和接口支持,或者通過嵌入或連接轉換模塊,使得音頻信號可以基于現有的IP網絡進行傳輸。

          音頻系統網絡化之所以得到業界的青睞和持續的發展,是因為其相對于傳統音頻系統的顯著優勢,主要體現在:

          極大地提升了音頻信號路由的靈活性和系統的易用性。

          極大地簡化了音頻系統的部署和擴展。

          極大地降低了音頻系統的總體成本(包括采購,部署,管理和維護)。

          二 協議和標準簡介

          隨著音頻技術和產品的更新換代,網絡技術的不斷發展以及網絡帶寬的持續增加,音頻系統網絡化的相關協議和標準也一直在推陳出新,這些協議和標準主要由相關廠商或行業聯盟制訂。盡管某些協議已經退出市場,但研究其演進的過程,仍會得到有益的啟發。

          這些協議和標準大體分為兩類,一類可以稱之為網絡解決方案,是以某個協議為核心構建了完整的網絡音頻系統;另一類可以稱之為互操作性標準,可以實現各音頻網絡協議之間的互聯互通。下文將據此分類對AoIP發展歷程中的主要協議和標準進行簡介。

          構建音頻網絡解決方案的協議/標準

          CobraNet

          CobraNet由Peakaudio公司于1996年推出,在一根CAT-5網線上傳輸多路音頻信號,是早期的音頻系統網絡化標準,目前已經基本退出市場。

          Ethersound

          Ethersound由Digigram公司于2002年推出,是音頻系統網絡化的早期標準之一。

          值得一提的是,CobraNet和Ethersound都是AoIP領域的開創者,對AoIP的發展產生了深遠的影響,值得尊敬和借鑒。

          WheatNet-IP

          WheatNet-IP是一種音頻網絡解決方案,由wheatstone公司于2005年推出,可以跨越可伸縮的IP網絡將音頻流智能分發給音頻設備。

          Q-LAN

          Q-LAN由QSC公司于2009年推出,是一套開放的IT標準協議與解決方案的集合,Q-LAN使Q-SYS音頻系統(QSC公司的產品)更易于與現代IT網絡集成。Q-SYS采用Q-LAN協議族,用于音頻和視頻的分發以及設備發現、同步、控制及管理。

          Livewire+

          Livewire+ 是Livewire的第二代技術,是由Telos聯盟(Telos Alliance)發明的創新技術,用于在交換以太網上傳輸低延遲,高可靠性的音頻流。Livewire于2003年推出,如今Livewire+已兼容AES67。

          RAVENNA

          RAVENNA是一種基于IP網絡傳輸實時媒體的開放標準,由ALC NetworX公司于2010年推出,RAVENNA天生與AES67和SMPTE ST 2110完全兼容。

          AVB

          AVB由IEEE 802.1 AVB工作組( Audio/Video Bridging Task Group,2012年已更名為Time-Sensitive Networking Task Group)制訂,對以太網進行了功能擴展,提供了一個適于傳輸音視頻流的低延遲,低抖動,低丟包的網絡環境。

          Dante

          Dante是Audinate公司開發的AV系統網絡化的解決方案。Audinate公司通過Dante和音視頻廠商共同構建了一個AV over IP的生態系統,音視頻廠商可以在其產品中嵌入Audinate提供的硬件模塊,芯片,參考設計和軟件。

          Dante是目前在商業上最成功的AoIP解決方案。

          Milan

          Milan是一種基于標準的(standards-based)用于實時媒體的網絡協議,它在IEEE AVB/TSN開放標準的基礎上構建,由Avnu 聯盟(Avnu Alliance)開發和維護(2018年發布)。經過Milan認證的設備,在一起工作時,可以確保最大的便利性,可靠性和功能性。

          設備廠商只需在其產品中使用Milan認證的音頻模塊,即可快速、簡單地組成Milan系統,從而獲得上述益處。

          SDVoE

          SDVoE 由SDVoE聯盟(SDVoE Alliance)開發,提供了一套全棧解決方案,用于在以太網上傳輸AV信號。SDVoE聯盟致力于圍繞SDVoE技術構建一個生態系統,實現軟件定義的AV應用。

      技術分享|音頻系統網絡化簡述及其管理探討

          作為互操作性標準的協議/標準

          AES67

          AES67是由國際音頻工程協會(AES,Audio Engineering Society)制訂的關于網絡音頻的標準,用于實現采用不同協議(例如Dante, Livewire, Q-LAN , Ravenna)的網絡音頻產品之間的互聯互通。

          AES67不是一項新技術,而是一種橋接遵從模式,任何兼容AES67的設備,只需將其置于互操作性模式,即可實現互通。AES67運行于以太網的第三層,是可路由和可伸縮的。

          SMPTE ST 2110

          由SMPTE協會開發的SMPTE ST 2110是一系列標準,用于實現視頻,音頻和相關數據在IP網絡上的基礎傳輸。它支持高質量和高分辨率的音視頻格式(高達8K)。

          IPMX

          IPMX (Internet Protocol Media Experience) 由AIMS (IP媒體解決方案聯盟)創建,是一套標準和規范的集合,用于在IP網絡上傳輸壓縮的和非壓縮的視頻,音頻和數據,它包含了控制,拷貝保護,連接,管理和安全的相關條款。IPMX植根于SMPTE, AMWA和VSF的基礎工作之上。

          縱觀上述協議和標準,雖各有特色,各領風騷,但真正有強大生命力和廣闊市場前景的,依然是開放的,兼容并蓄的,可以構建完整商業生態的協議和標準。

          三 管理探討

          AV系統的高效、穩定運行,離不開強大易用的管理平臺,網絡化的音頻系統當然也不例外。音頻系統的網絡化,使其借鑒IT管理理念成為可能,因此,對于網絡化音頻系統的管理,與傳統音頻系統相比,有繼承,更有與時俱進的創新。筆者認為,網絡化音頻系統的管理模式主要有以下三種。

          基于中控系統

          中控系統是AV系統的控制中樞,主流中控廠商的產品仍然可以控制網絡音頻系統里的核心設備,但不會成為主要的管理模式,原因在于:

          中控的優勢在于整合多種控制協議和接口,在基于標準IP網絡的AoIP系統里無法發揮其優勢。

          中控主要實現控制功能,在管理方面的功能很少。

          基于廠商原生的管理軟件

          AoIP廠商通常都會提供專用管理軟件,此類軟件可以管理廠商自己的AoIP系統,其不足之處在于:

          對其它廠商AoIP系統的支持不完善。

          不支持針對客戶特定需求的定制開發。

      技術分享|音頻系統網絡化簡述及其管理探討

          基于統一管理平臺

          為了兼容業內各種AoIP系統,必須構建一個統一的管理平臺,該平臺可以分別和各類AV相關系統(包括AoIP系統)進行對接(基于API/SDK的底層對接),從而實現對AV系統全面、智能的統一管控。這種架構的主要優勢在于:

          擴展性強

          管理平臺采用模塊化的架構設計,使得平臺既可以讓不同的AV相關系統共存、協作,也可以快速、按需對接新的AV相關系統(包括新的AoIP系統)。

          提升體驗

          管理平臺支持二次開發,可以根據客戶的個性化需求進行定制開發,增強了AoIP系統管理的高效性和易用性,從而提升了最終用戶的應用體驗。

          IT融合

          管理平臺是一個通用的軟件平臺,可以通過接口開發和客戶的其它業務系統無縫融合,比如OA系統,資產管理系統,統一身份認證系統等,使得AV系統的管理真正融入到企業的信息化管理工作當中,讓企業的各項業務都能充分享有AV系統帶來的便利。

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