深入了解Ethernet AVB——VENUE | S6L的网络骨干

　　神州音响网讯：VENUE | S6L是一个模块化、可扩展的系统，能自由组合以满足所有现场声音制作的需求。支持模块化的一个重要技术就是Ethernet AVB(也被称作AVB/TSN)，这种基础性的网络架构可用来连接各种系统组件。在本文中，我们将一起深入了解什么是Ethernet AVB，为何Avid会选择它作为S6L的网络基础，再见识一些S6L用来最大化系统性能的独特创新。

　　

 

　　什么是 Ethernet AVB?

　　Audio Video Bridging(音视频桥接)是这项技术标准的通用名称，由IEEE(电气和电子工程师协会)制定。IEEE是世界最大的专业技术人员协会，也是最重要的标准制定组织之一。该协会制定过的知名网络标准包括IEEE 802.3以太网标准和IEEE 802.11无线网络标准。

　　IEEE 802.1标准委员会下的音视频桥接任务组负责提供相应的规范，以确保在IEEE 802网络下获得时钟同步的低延迟流媒体服务。该小组还开发了一系列增强功能，包括提供高度可靠且低延迟的数据传输、同步音视频等，都无需复杂的网络工程。

　　

 

　　

 

　　此外，Ethernet AVB的开发一直在更新。IEEE最近添加了新的增强功能叫做“灵敏时钟网络”(TSN)，基于AVB的标准规格之上，扩展了整个标准的范围、功能和应用性。新特性包括无缝冗余和超低延迟，以及用于关键功能的高优先级控制流量。

　　最终，AVnu联盟(Avid是其会员)接过了相关工作，包括引导跨市场新应用适应AVB/TSN标准，以及简化工程师和设计师使用Ethernet AVB打造产品的相关流程等。为了确保采用AVB标准的设备之间的互用性，AVnu联盟为汽车、消费、专业音视频等市场开发了设备认证服务，并积极在这些市场开展和参与营销活动以提升Ethernet AVB的影响力。

　　

 

　　Stage 64 接口箱同时提供了etherCON(铜线)和SFP(光纤)端口(同时支持多模和单模SFP收发器)

　　Ethernet AVB为音视频产品所提供的多项优点：

　　l 提供精准的时间来支持低抖动媒体时钟和多轨音视频流的精确同步

　　l 在有限的延迟内确保数据包及时可靠的传递

　　l 极度可靠，提供冗余主时钟和冗余数据流量

　　l 为安全访问和交易处理提供业内最佳的应用标准

　　l 几乎不需要任何网络设置，意味着任何人都可以部署一个高度可靠的网络化音视频系统

　　l 具有广泛的市场吸引力，被行业领导者所采用

　　下面就让我们来深入了解这些特性吧：

　　

 

　　S6L-24D控制接口的背面 - Ethernet AVB端口位于中间区域

　　有限延迟和保留带宽确保可靠连接

　　在传统的以太网中，数据流量的流动是不稳定的，数据之间的交通会造成延迟。因为这种不确定性，传统系统的接收器通常采用较大的缓冲区来避免溢出。Ethernet AVB网络是最重要特性之一就是通过低延迟的保留带宽来保证对时间敏感的数据流不仅安全到达，还能在指定的时间到达。

　　IEEE创建的流预留协议(SRP)是AVB的一部分，因为现有预留协议所提供的简单流处理功能无法满足高要求应用的需求，特别是专业音视频应用。为了防止网络堵塞所导致的丢包和延迟，SRP配置了网络通道来提供足够的带宽，并自动设置附属硬件队列、数据包转发和VLAN配置等。

　　通过控制数据的队列和流动(实际上，理顺数据传达时间能有效避免数据群聚)，一个Ethernet AVB系统能够提供最低的延迟并且不会丢失数据，为你提升了流量。有了这个特性，AVB终端工作站(例如现场调音台)就无需大缓冲区来解决拥堵问题，从而无需担心丢包或是延迟了。

　　

 

　　多通道的Stage 64接口箱可以通过网络连接，并有一系列可选的输入及输出接口卡来提供极大的灵活性

　　分布式时钟确保你的所有设备同步

　　Ethernet AVB的一个主要优点是联网设备的同步，这是由gPTP(广义精准时钟协议)所实现的。gPTP标准(IEEE802.1AS)由AVB任务组开发，能为专业级的音视频时钟提供通用的时间基准，也可应用在对时间精准度要求极高的数据流上，例如工业机器人控制(所有gPTP节点误差不超过+/- 500纳秒)。

　　这种同步水平是所有基于gPTP的协议(例如AVTP)的基础，这些协议才能接着同步讲话者和收听者的媒体时钟，并且是以不打折扣的专业品质。因为时钟信息是分布在所有节点上的(包括端点设备和转换器)，Ethernet AVB中的时钟是非常有弹性的，当第一时钟失效时能自动切换到第二主时钟。

　　

 

　　VENUE | S3L是Avid第一款采用Ethernet AVB架构的现场系统

　　VENUE | S6L选择了Ethernet AVB

　　在S6L的最初开发阶段，我们的产品小组研究了所有可用的连接协议，包括开放的和专有的，以确定哪个解决方案最符合公司的需求：一个全面的、总体的网络骨干，能应对不断开发中的各种产品。在评估了每个方案的长处和劣势之后，团队确定Ethernet AVB是最理想的解决方案，因为：

　　l 它能提供我们最复杂的音视频解决方案所需的性能

　　l 它能提供专业级音视频应用所需的低延迟

　　l 它具有完全确定的播放性

　　l 它基于开放的(非专有的)工业标准

　　l 它可以方便的部署，能在每一个产品上使用

　　此外，Ethernet AVB使得我们的团队能在公司范围内基于网络化生态系统来开发产品，从S6L这样的最高端的专业解决方案，到我们所有的音视频产品线，一直到我们的入门级解决方案。它也天然支持所有苹果系统，为我们的用户提供一个免费的录音方案，无需任何附加的硬件或许可证。

　　

 

　　VENUE | S6L通过Ethernet AVB能提供64轨的Pro Tools录音及回放能力

　　事实上，Ethernet AVB基于非专有的行业协议的特性能使其避免某些专有协议所遇到的未来不确定性，例如某个公司的财务问题、制造问题或是其他问题。如果你了解所有在音频行业来来去去的各种协议，你会发现随着时间的推移，屹立不倒的都是MIDI、MADI和AES/EBU这样的开发性协议。

　　这并不是说所有的专有协议都注定会失败，但过去曾存在过的许多协议都已经渐渐消失不见了。和这些协议相比，Ethernet AVB正被包含专业音频在内的多个行业广泛采用，包括汽车行业和工业应用领域。事实上，众多行业巨头如思科、英特尔、宝马、通用电气和通用汽车等都在采用AVB协议并基于其开发产品，这充分证明了这一协议的良好势头，也预示着它在未来会有很长期的发展。

　　

 

　　VENUE | E6L引擎的后面板 - 扩展添加了AVB-192 Ethernet AVB网络卡

　　我们的秘密武器：AVB-192 Ethernet AVB网络卡

　　除了Ethernet AVB所提供的众多优势外，我们的工程师还开发出了AVB-192 Ethernet AVB扩展卡来进一步强化VENUE | S6L系统的性能，目前已支持三款系统组件：S6L控制接口、E6L引擎和Stage 64接口箱。S6L控制接口和Stage 64接口箱都自带一块AVB-192卡，能提供两个独立的千兆以太网端口——包括铜线和光纤(通过SFP)。

　　E6L引擎也自带一块AVB-192卡，而且你可以扩展到最多三张卡来支持更多的输入输出通道数量。每一张AVB-192卡都能提供上百个96kHz的音频通道，将来还能支持192kHz。

　　AVB-192卡不仅能在不同的系统组件之间作为Ethernet AVB连接点，每张卡还包括一个内置的7端口开关。除了能让菊型链接更容易外，还能在不同系统组件之间运行冗余回路，获得更好的可靠性，以及无缝链接的、采样级精准的切换——及时线缆掉落也不会丢失信号。

　　

 

　　S6L提供包括Ethernet AVB在内的多种连接方式

　　内置的开关也能桥接E6L引擎的多个AVB卡，从而让系统支持更多的通道数量，例如连接多个Stage 64接口箱，加上控制台的接口，以及外加的Pro Tools工作站来录制和回放。(使用Cat5e线缆最长可支持100米，使用光纤线缆最长可支持500米)

　　最终，虽然AVB的建议延迟在2毫秒左右，我们的团队以及能将系统的网络延迟调整到单向1毫秒一下，对于包括转换器在内的整体回路则控制在3毫秒以内。

　　值得注意的是，虽然Ethernet AVB是VENUE | S6L系统的骨干，但并不意味着你没有其他的连接选项。Avid还为S6L提供了多种其他连接选择，能让你将系统接入任何现有的场合。举例来说，我们已经宣布Audinate将为S6L开发Dante扩展卡，其他的扩展卡也在计划中，包括MADI和Thunderbolt。

　　至此，相信你已更加了解什么是Ethernet AVB，以及为何Avid会选择这个强大和开放的标准来作为新S6L的网络骨干。正如你所见，AVB-192 Ethernet AVB卡带给这一突破性现场扩声系统的强大性能将大大有利于所有现场调音场合，特别是要求极为苛刻的重要制作场景。