AES67擁抱網(wǎng)絡(luò)音頻的未來(lái)

屈竹杰

今天，所有的集成商（制造商）都希望為客戶提供所安裝設(shè)施之間的平臺(tái)互操作性。遺憾的是，現(xiàn)在業(yè)內(nèi)流行的系統(tǒng)看上去都是“專有的”，對(duì)其他協(xié)議與技術(shù)的互操作性關(guān)上了大門。

從風(fēng)光一時(shí)的Cobranet到現(xiàn)在風(fēng)頭正勁的Dante，網(wǎng)絡(luò)音頻協(xié)議技術(shù)不斷發(fā)展進(jìn)步，選擇也足夠豐富，但每個(gè)系統(tǒng)都是硬幣的兩面，沒有一個(gè)系統(tǒng)是完美的。雖然很多系統(tǒng)已經(jīng)在開發(fā)支持高性能媒體的網(wǎng)絡(luò)，但是到現(xiàn)在為止還沒有以互操作方式運(yùn)行這些系統(tǒng)的推薦規(guī)范。

專家預(yù)測(cè)，總有一天每個(gè)設(shè)備都將成為一個(gè)IP分配系統(tǒng)上的終端，可以運(yùn)行在任何網(wǎng)絡(luò)上，而AES67就是其中關(guān)鍵。AES67在同步、媒體時(shí)鐘識(shí)別、網(wǎng)絡(luò)傳輸、編碼和流媒體，會(huì)議描述和連接管理方面，提供全面的互操作性推薦規(guī)范。

核心功能

AES67是一個(gè)在IP網(wǎng)絡(luò)上傳輸高性能音頻的標(biāo)準(zhǔn)。AES67對(duì)于高性能的定義是至少有44.1kHz的采樣率，至少有16bit的分辨率，以及延時(shí)少于10ms。AES67瞄準(zhǔn)專業(yè)音頻的應(yīng)用領(lǐng)域包括：廣播、制作、現(xiàn)場(chǎng)音頻以及商業(yè)和家居應(yīng)用。

AES67并不是發(fā)明了新技術(shù)，而是說(shuō)明了如何使用其他已經(jīng)制定的標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)音頻網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作。與那些為音頻網(wǎng)絡(luò)提供全功能用戶體驗(yàn)的系統(tǒng)和產(chǎn)品不同，AES67主要是提供互操作性的基本條件。AES67的核心功能主要包括以下三個(gè)方面：

同步和媒體時(shí)鐘：音頻設(shè)備作為一個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)首先必須確保彼此間的精確同步。從而才能夠保證網(wǎng)絡(luò)上所有設(shè)備以完全一樣的速率和時(shí)間創(chuàng)建和復(fù)制音頻采樣。同步性能使AES67（和其他專業(yè)媒體網(wǎng)絡(luò)）有別于互聯(lián)網(wǎng)廣播、VoIP和 Airplay，在最好的情況下，它能使設(shè)備與所選數(shù)字音頻信號(hào)源的起源同步。

傳輸、編碼和流媒體：音頻網(wǎng)絡(luò)是通過(guò)在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包里傳輸音頻采樣來(lái)工作的。數(shù)據(jù)包以有規(guī)律的間隔進(jìn)行傳送。在AES67中，數(shù)據(jù)包是根據(jù)實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議（RTP）格式化的IP數(shù)據(jù)包。RTP標(biāo)準(zhǔn)為眾多類型的音頻和視頻定義了數(shù)據(jù)包格式。盡管也支持其他參數(shù)，AES67的互操作性主要集中于以48kHz采樣的24bit非壓縮音頻，數(shù)據(jù)包傳輸間隔在1ms。

連接管理：對(duì)于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模擬或數(shù)字連接的音頻網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，主要優(yōu)勢(shì)是路由的靈活性。其網(wǎng)絡(luò)允許網(wǎng)絡(luò)上的任何設(shè)備發(fā)送音頻到網(wǎng)絡(luò)上的任何其他設(shè)備或設(shè)備群。建立這種連接需要一個(gè)連接管理協(xié)議。AES67使用SDP和SIP實(shí)現(xiàn)連接管理。SIP通過(guò)SIP URI識(shí)別潛在連接，它就像一個(gè)電子郵件地址。SIP是一個(gè)久經(jīng)考驗(yàn)的協(xié)議，在互聯(lián)網(wǎng)電話應(yīng)用中被廣泛接受。

AES67通過(guò)其關(guān)注的互操作性自我區(qū)分，因?yàn)樗x了一個(gè)共同的互操作性模式，目的就是作為一個(gè)已經(jīng)支持現(xiàn)有協(xié)議設(shè)備的互操作性模式，可以被輕松實(shí)施。

為了實(shí)現(xiàn)最有效的媒體網(wǎng)絡(luò)，就需要在能夠互相連接的網(wǎng)絡(luò)組建上有最大化的選擇。AES67以一個(gè)開放的基于標(biāo)準(zhǔn)的方式，來(lái)實(shí)現(xiàn)媒體網(wǎng)絡(luò)的互操作性。它增加了商業(yè)媒體網(wǎng)絡(luò)，為諸如Dante、 AVB、Q-LAN、RAVENNA和Livewire 提供與其他系統(tǒng)互聯(lián)的機(jī)會(huì)。通過(guò)這種網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)，額外的互聯(lián)機(jī)會(huì)將在提高網(wǎng)絡(luò)有效性方面起到積極作用。

時(shí)間就是一切

考慮到上述因素，該標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)者選擇了IEEE 1588。IEEE 1588被用作網(wǎng)絡(luò)上的高速同步。這是建立一個(gè)同步機(jī)制顯而易見的選擇。一些工業(yè)級(jí)的應(yīng)用諸如自動(dòng)化、控制和測(cè)量采用IEEE 1588，因?yàn)樵谶@些領(lǐng)域必須在納秒甚至更少的范圍進(jìn)行精確定時(shí)。IEEE 1588與網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議（NTP）的區(qū)別在于，后者并不是精確到納秒的設(shè)計(jì)。

視頻或數(shù)字音頻系統(tǒng)中的時(shí)序并不是一個(gè)新概念。視頻系統(tǒng)依靠主同步信號(hào)發(fā)生器，產(chǎn)生黑色突發(fā)脈沖，它到系統(tǒng)內(nèi)每個(gè)視頻和音頻設(shè)備是分布式和硬接線的。對(duì)于獨(dú)立的數(shù)字音頻系統(tǒng)，它是一個(gè)提供基準(zhǔn)的字時(shí)鐘。在這種應(yīng)用中，通常需要一根單獨(dú)的線用作時(shí)間基準(zhǔn)。

IEEE 1588系統(tǒng)時(shí)序還取決于時(shí)鐘，但是時(shí)鐘工作方式有些許不同。每個(gè)需要彼此通信的AES67設(shè)備，例如音頻控制臺(tái)、編解碼器、處理器等，都必須是通過(guò)以太網(wǎng)切換器連接到網(wǎng)絡(luò)上的。值得一提的是，我們所討論的AES67的網(wǎng)絡(luò)并不是公共因特網(wǎng)，而是像企業(yè)局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)那樣的被管理的網(wǎng)絡(luò)。為了實(shí)現(xiàn)其低延時(shí)的潛能，就需要專業(yè)級(jí)高性能的以太網(wǎng)切換器。

除了往返的延時(shí)，當(dāng)以太網(wǎng)切換器緩沖或傳輸數(shù)據(jù)包時(shí)它們本身也有延遲。如果切換器可以對(duì)數(shù)據(jù)包需要多長(zhǎng)時(shí)間通過(guò)進(jìn)行測(cè)量，這些信息同樣可以用于調(diào)整時(shí)序。IEEE 1588的2008版本提供了一個(gè)叫做“透明時(shí)鐘”的概念，正是此用途。

AES67系統(tǒng)設(shè)計(jì)的問(wèn)題是，帶“透明時(shí)鐘”的切換器并不常見。現(xiàn)在有一些IEEE 1588-aware的切換器，這種切換器并未普遍存在，但相信它們很快就會(huì)越來(lái)越多。

喜聞樂(lè)見

基于AES67對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境帶來(lái)的改變，不論專業(yè)AV集成商還是IT業(yè)者都感到興奮。

專業(yè)AV集成商認(rèn)為，使用AES67，可以有效利用現(xiàn)有的設(shè)施架構(gòu)，從而大大節(jié)省項(xiàng)目的材料和人工成本。同時(shí)，它是一個(gè)兼容性的標(biāo)準(zhǔn)，他們可以使用采用各種不同網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的產(chǎn)品，并且保證彼此間的互操作。當(dāng)音頻數(shù)據(jù)在與其他數(shù)據(jù)如視頻、控制、銷售點(diǎn)等同樣的網(wǎng)絡(luò)上傳輸，將實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理、冗余等所有好處，并且不會(huì)額外增加成本。

對(duì)于IT業(yè)者來(lái)說(shuō)，AES67是一個(gè)來(lái)自音頻工程協(xié)會(huì)的互操作性標(biāo)準(zhǔn)，它本身不是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，而是一個(gè)互操作模式，讓使用不同網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的產(chǎn)品能夠一起工作。它運(yùn)行于標(biāo)準(zhǔn)的3層IP、以太網(wǎng)絡(luò)。好消息就是它還基于他們每天使用的同樣的IT標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)包括RTP、IEEE 1588-2008 PTP和DiffServ QoS等。

最有可能的是，他們可以在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)上使用AES67兼容的產(chǎn)品，它可以與來(lái)自所有主流交換機(jī)廠商的交換機(jī)一同工作。

過(guò)去，音頻通常是在自己的專用網(wǎng)上傳輸，現(xiàn)在他們可以用與處理網(wǎng)絡(luò)上其它數(shù)據(jù)同樣的方式來(lái)處理音頻，這也意味著他們可以像監(jiān)控、管理所有其它設(shè)施數(shù)據(jù)一樣來(lái)監(jiān)控、管理音頻數(shù)據(jù)。

未來(lái)攪局者？

縱觀網(wǎng)絡(luò)音頻技術(shù)市場(chǎng)開發(fā)，每一波成功的產(chǎn)品和平臺(tái)都是趨向易于使用，AES67是一個(gè)基于現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的3層協(xié)議，允許各種不同的基于IP的音頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)間的互操作性，將是網(wǎng)絡(luò)音頻技術(shù)的新轉(zhuǎn)折。雖然現(xiàn)在Dante仍然明顯還是市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)者，但是AES67有望成為Dante以及其他專有系統(tǒng)發(fā)展的攪局者，它僅僅滿足了系統(tǒng)間的互操作性要求，但這通常也是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中最困難的部分。

Audinate已經(jīng)宣布在2014年2月，將AES67整合至Dante，作為對(duì)許可設(shè)備制造商的固件升級(jí)，很快AES67-enabled Dante產(chǎn)品就會(huì)出現(xiàn)在市場(chǎng)上。AES67會(huì)給AV集成市場(chǎng)帶來(lái)很多好處，因?yàn)樗鼤?huì)讓集成商使用更廣的Dante組件，但與此同時(shí)，這也是個(gè)此消彼長(zhǎng)的過(guò)程，AES67在Dante系統(tǒng)中的互操作性同樣也會(huì)破壞Audinate在市場(chǎng)上不斷增長(zhǎng)的霸權(quán)。

2014年10月，Media Networking Alliance成立，致力于推動(dòng)AES67的采納，同期，舉行了測(cè)試大會(huì)測(cè)試AES67實(shí)現(xiàn)的兼容性。

除此而外，Ravenna已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了與AES67的兼容。QSC也通過(guò)作為創(chuàng)始會(huì)員加入X-192 （AES67）籌劃指導(dǎo)委員會(huì)，與媒體網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟（Media Network Alliance）中的其他制造商合作，來(lái)堅(jiān)定擁抱互操作性的未來(lái)。Q-Sys無(wú)需額外硬件就可以平滑支持AES67。

可以說(shuō)，整個(gè)行業(yè)都對(duì)AES67充滿了期待。