真視通|一種面向未來(lái)的網(wǎng)絡(luò)音頻協(xié)議

    一 概述

    隨著多媒體（包含音頻，視頻和數(shù)據(jù)）技術(shù)的日新月異和網(wǎng)絡(luò)、IT技術(shù)的飛速發(fā)展，原本基于專(zhuān)用線纜和接口傳輸?shù)亩嗝襟w系統(tǒng)，也逐步開(kāi)始基于IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信號(hào)的傳輸，即AV over IP（Audio/Video over IP），其中，音頻系統(tǒng)是率先踏上網(wǎng)絡(luò)化征程的，稱之為AoIP（Audio over IP）或音頻系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化，本文主要對(duì)音頻系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化的管理進(jìn)行初步的探討。

    本文對(duì)音頻系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化的定義如下：

    音頻系統(tǒng)中的相關(guān)設(shè)備和組件，通過(guò)協(xié)議遵從，軟件適配和接口支持，或者通過(guò)嵌入或連接轉(zhuǎn)換模塊，使得音頻信號(hào)可以基于現(xiàn)有的IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。

    音頻系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化之所以得到業(yè)界的青睞和持續(xù)的發(fā)展，是因?yàn)槠湎鄬?duì)于傳統(tǒng)音頻系統(tǒng)的顯著優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在：

    極大地提升了音頻信號(hào)路由的靈活性和系統(tǒng)的易用性。

    極大地簡(jiǎn)化了音頻系統(tǒng)的部署和擴(kuò)展。

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

    二 協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介

    隨著音頻技術(shù)和產(chǎn)品的更新?lián)Q代，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展以及網(wǎng)絡(luò)帶寬的持續(xù)增加，音頻系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化的相關(guān)協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)也一直在推陳出新，這些協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)主要由相關(guān)廠商或行業(yè)聯(lián)盟制訂。盡管某些協(xié)議已經(jīng)退出市場(chǎng)，但研究其演進(jìn)的過(guò)程，仍會(huì)得到有益的啟發(fā)。

    這些協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)大體分為兩類(lèi)，一類(lèi)可以稱之為網(wǎng)絡(luò)解決方案，是以某個(gè)協(xié)議為核心構(gòu)建了完整的網(wǎng)絡(luò)音頻系統(tǒng)；另一類(lèi)可以稱之為互操作性標(biāo)準(zhǔn)，可以實(shí)現(xiàn)各音頻網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之間的互聯(lián)互通。下文將據(jù)此分類(lèi)對(duì)AoIP發(fā)展歷程中的主要協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行簡(jiǎn)介。

構(gòu)建音頻網(wǎng)絡(luò)解決方案的協(xié)議/標(biāo)準(zhǔn)

CobraNet

    CobraNet由Peakaudio公司于1996年推出，在一根CAT-5網(wǎng)線上傳輸多路音頻信號(hào)，是早期的音頻系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化標(biāo)準(zhǔn)，目前已經(jīng)基本退出市場(chǎng)。

    Ethersound

    Ethersound由Digigram公司于2002年推出，是音頻系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化的早期標(biāo)準(zhǔn)之一。

    值得一提的是，CobraNet和Ethersound都是AoIP領(lǐng)域的開(kāi)創(chuàng)者，對(duì)AoIP的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，值得尊敬和借鑒。

    WheatNet-IP

    WheatNet-IP是一種音頻網(wǎng)絡(luò)解決方案，由wheatstone公司于2005年推出，可以跨越可伸縮的IP網(wǎng)絡(luò)將音頻流智能分發(fā)給音頻設(shè)備。

    Q-LAN

    Q-LAN由QSC公司于2009年推出，是一套開(kāi)放的IT標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議與解決方案的集合，Q-LAN使Q-SYS音頻系統(tǒng)（QSC公司的產(chǎn)品）更易于與現(xiàn)代IT網(wǎng)絡(luò)集成。Q-SYS采用Q-LAN協(xié)議族，用于音頻和視頻的分發(fā)以及設(shè)備發(fā)現(xiàn)、同步、控制及管理。

    Livewire+

    Livewire+ 是Livewire的第二代技術(shù)，是由Telos聯(lián)盟（Telos Alliance）發(fā)明的創(chuàng)新技術(shù)，用于在交換以太網(wǎng)上傳輸?shù)脱舆t，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(wǎng)絡(luò)傳輸實(shí)時(shí)媒體的開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)，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T(mén)ime-Sensitive Networking Task Group）制訂，對(duì)以太網(wǎng)進(jìn)行了功能擴(kuò)展，提供了一個(gè)適于傳輸音視頻流的低延遲，低抖動(dòng)，低丟包的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

    Dante

    Dante是Audinate公司開(kāi)發(fā)的AV系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化的解決方案。Audinate公司通過(guò)Dante和音視頻廠商共同構(gòu)建了一個(gè)AV over IP的生態(tài)系統(tǒng)，音視頻廠商可以在其產(chǎn)品中嵌入Audinate提供的硬件模塊，芯片，參考設(shè)計(jì)和軟件。

    Dante是目前在商業(yè)上最成功的AoIP解決方案。

    Milan

    Milan是一種基于標(biāo)準(zhǔn)的（standards-based）用于實(shí)時(shí)媒體的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，它在IEEE AVB/TSN開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上構(gòu)建，由Avnu 聯(lián)盟（Avnu Alliance）開(kāi)發(fā)和維護(hù)（2018年發(fā)布）。經(jīng)過(guò)Milan認(rèn)證的設(shè)備，在一起工作時(shí)，可以確保最大的便利性，可靠性和功能性。

    設(shè)備廠商只需在其產(chǎn)品中使用Milan認(rèn)證的音頻模塊，即可快速、簡(jiǎn)單地組成Milan系統(tǒng)，從而獲得上述益處。

    SDVoE

    SDVoE 由SDVoE聯(lián)盟（SDVoE Alliance）開(kāi)發(fā)，提供了一套全棧解決方案，用于在以太網(wǎng)上傳輸AV信號(hào)。SDVoE聯(lián)盟致力于圍繞SDVoE技術(shù)構(gòu)建一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)軟件定義的AV應(yīng)用。

    作為互操作性標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議/標(biāo)準(zhǔn)

AES67

    AES67是由國(guó)際音頻工程協(xié)會(huì)（AES，Audio Engineering Society）制訂的關(guān)于網(wǎng)絡(luò)音頻的標(biāo)準(zhǔn)，用于實(shí)現(xiàn)采用不同協(xié)議（例如Dante, Livewire, Q-LAN , Ravenna）的網(wǎng)絡(luò)音頻產(chǎn)品之間的互聯(lián)互通。

    AES67不是一項(xiàng)新技術(shù)，而是一種橋接遵從模式，任何兼容AES67的設(shè)備，只需將其置于互操作性模式，即可實(shí)現(xiàn)互通。AES67運(yùn)行于以太網(wǎng)的第三層，是可路由和可伸縮的。

    SMPTE ST 2110

    由SMPTE協(xié)會(huì)開(kāi)發(fā)的SMPTE ST 2110是一系列標(biāo)準(zhǔn)，用于實(shí)現(xiàn)視頻，音頻和相關(guān)數(shù)據(jù)在IP網(wǎng)絡(luò)上的基礎(chǔ)傳輸。它支持高質(zhì)量和高分辨率的音視頻格式（高達(dá)8K）。

    IPMX

    IPMX (Internet Protocol Media Experience) 由AIMS (IP媒體解決方案聯(lián)盟)創(chuàng)建，是一套標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的集合，用于在IP網(wǎng)絡(luò)上傳輸壓縮的和非壓縮的視頻，音頻和數(shù)據(jù)，它包含了控制，拷貝保護(hù)，連接，管理和安全的相關(guān)條款。IPMX植根于SMPTE, AMWA和VSF的基礎(chǔ)工作之上。

    縱觀上述協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)，雖各有特色，各領(lǐng)風(fēng)騷，但真正有強(qiáng)大生命力和廣闊市場(chǎng)前景的，依然是開(kāi)放的，兼容并蓄的，可以構(gòu)建完整商業(yè)生態(tài)的協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)。

    三 管理探討

    AV系統(tǒng)的高效、穩(wěn)定運(yùn)行，離不開(kāi)強(qiáng)大易用的管理平臺(tái)，網(wǎng)絡(luò)化的音頻系統(tǒng)當(dāng)然也不例外。音頻系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化，使其借鑒IT管理理念成為可能，因此，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)化音頻系統(tǒng)的管理，與傳統(tǒng)音頻系統(tǒng)相比，有繼承，更有與時(shí)俱進(jìn)的創(chuàng)新。筆者認(rèn)為，網(wǎng)絡(luò)化音頻系統(tǒng)的管理模式主要有以下三種。

    基于中控系統(tǒng)

    中控系統(tǒng)是AV系統(tǒng)的控制中樞，主流中控廠商的產(chǎn)品仍然可以控制網(wǎng)絡(luò)音頻系統(tǒng)里的核心設(shè)備，但不會(huì)成為主要的管理模式，原因在于：

    中控的優(yōu)勢(shì)在于整合多種控制協(xié)議和接口，在基于標(biāo)準(zhǔn)IP網(wǎng)絡(luò)的AoIP系統(tǒng)里無(wú)法發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。

    中控主要實(shí)現(xiàn)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(huì)提供專(zhuān)用管理軟件，此類(lèi)軟件可以管理廠商自己的AoIP系統(tǒng)，其不足之處在于：

    對(duì)其它廠商AoIP系統(tǒng)的支持不完善。

    不支持針對(duì)客戶特定需求的定制開(kāi)發(fā)。

    基于統(tǒng)一管理平臺(tái)

    為了兼容業(yè)內(nèi)各種AoIP系統(tǒng)，必須構(gòu)建一個(gè)統(tǒng)一的管理平臺(tái)，該平臺(tái)可以分別和各類(lèi)AV相關(guān)系統(tǒng)（包括AoIP系統(tǒng)）進(jìn)行對(duì)接（基于API/SDK的底層對(duì)接），從而實(shí)現(xiàn)對(duì)AV系統(tǒng)全面、智能的統(tǒng)一管控。這種架構(gòu)的主要優(yōu)勢(shì)在于：

    擴(kuò)展性強(qiáng)

    管理平臺(tái)采用模塊化的架構(gòu)設(shè)計(jì)，使得平臺(tái)既可以讓不同的AV相關(guān)系統(tǒng)共存、協(xié)作，也可以快速、按需對(duì)接新的AV相關(guān)系統(tǒng)（包括新的AoIP系統(tǒng)）。

    提升體驗(yàn)

    管理平臺(tái)支持二次開(kāi)發(fā)，可以根據(jù)客戶的個(gè)性化需求進(jìn)行定制開(kāi)發(fā)，增強(qiáng)了AoIP系統(tǒng)管理的高效性和易用性，從而提升了最終用戶的應(yīng)用體驗(yàn)。

    IT融合

    管理平臺(tái)是一個(gè)通用的軟件平臺(tái)，可以通過(guò)接口開(kāi)發(fā)和客戶的其它業(yè)務(wù)系統(tǒng)無(wú)縫融合，比如OA系統(tǒng)，資產(chǎn)管理系統(tǒng)，統(tǒng)一身份認(rèn)證系統(tǒng)等，使得AV系統(tǒng)的管理真正融入到企業(yè)的信息化管理工作當(dāng)中，讓企業(yè)的各項(xiàng)業(yè)務(wù)都能充分享有AV系統(tǒng)帶來(lái)的便利。

    綜上所述，在這個(gè)萬(wàn)物皆網(wǎng)（Everything will be networked）的時(shí)代，我們應(yīng)借鑒IT管理的先進(jìn)理念，結(jié)合AV系統(tǒng)的自身特點(diǎn)，構(gòu)建AV系統(tǒng)尤其是AVoIP系統(tǒng)的新一代管理架構(gòu)，用IT的思維和視角研究AV系統(tǒng)（尤其是IP網(wǎng)絡(luò)承載的AV系統(tǒng)），其應(yīng)用前景已清晰可見(jiàn)，那就是讓音視頻設(shè)備成為可管理的網(wǎng)絡(luò)AV節(jié)點(diǎn)，讓IT管理人員可以輕松管理專(zhuān)業(yè)的AV系統(tǒng)。