眾所周知，以太網創(chuàng)建于1980年，它是一種可以在互連設備之間相互傳送數(shù)據的技術。發(fā)展至今日，因它具有成本低、速率快、可靠性高等特點被廣泛的應用。我們可以通過以太網傳送Email、圖片、聲音、視頻等等。

以太網音視頻橋接技術(Ethernet Audio/VideoBridging，又稱“EthernetAVB”，以下簡稱AVB)是一項新的IEEE802標準，其在傳統(tǒng)以太網絡的基礎上，通過保障帶寬(Bandwidth)，限制延遲(Latency)和精確時鐘同步(TIme synchronizaTIon)，以支持各種基于音頻、視頻的網絡多媒體應用。AVB關注于增強傳統(tǒng)以太網的實時音視頻性能，同時又保持了100%向后兼容傳統(tǒng)以太網，是極具發(fā)展?jié)摿Φ南乱淮W絡音視頻實時傳輸技術。

AVB優(yōu)勢

傳統(tǒng)的音視頻(AV)設備配置曾是單用途的點對點單向鏈接。這種專用的連接模式導致在難以管理和操作的專業(yè)與用戶應用中需要大量的布線。解決這一問題有多種經認可的機制。但是所有這些機制不是不標準，就是難以操作和配置，再不然就是不靈活且貴。遷移到以太網設施中是公認的解決專業(yè)AV 設備需求的方法。但是，目前，配置機制缺乏靈活性與互操作性。為了加快能夠共同操作的基于以太網的AV配置投入使用的步伐，IEEE 開發(fā)了 IEEE802.1 音視頻橋接(AVB)標準。

AVB 是一系列 IEEE 802.1 標準集合，由TIme-SensiTIve Networking Task Group開發(fā)，主要用于提升信息交換的容量、行業(yè)支持和 AV 產品的標準化。音視頻橋通常指交換機，其目的是為音頻和視頻數(shù)據提供時間同步的、低延遲的和保證帶寬預留的流媒體功能。

AVB 的目標是使用能處理 AVB 流量，而不影響網絡統(tǒng)一整合的“智能”交換機傳輸音頻、視頻和其它數(shù)據形式。憑借 AVB，IT 管理人員能夠采用混合 數(shù)據網絡，相較于并行獨立系統(tǒng)更節(jié)省時間、更低本和更高效地履行以作為 AV 系統(tǒng)經理的職責。將 AVB 技術集成到當前的 IT 系統(tǒng)中是巨大的進步，并將致使大多數(shù) IT 和 AV 管理員設計系統(tǒng)的原則發(fā)生根本性轉變。

VB傳送協(xié)議改進了之前二層通訊協(xié)議(如CobraNet或EtherSound)的固有“先天性不足”。在控制能力大幅提升的前提下，借鑒了IEEE1394技術，在三層協(xié)議下傳輸同步的專業(yè)音/視頻信號，并將傳輸延時壓縮到微秒級。

AVB數(shù)據包類型

下面就單獨分析這個AVB荷載的結構，這也是AVB技術和以前CobraNet及EtherSound技術完全不同的地方。AVB數(shù)據包按照包類型可以分為命令/控制數(shù)據包和流媒體數(shù)據包兩大類，下面我們分兩部分展開來討論。

這種數(shù)據包包含了命令發(fā)布和控制信號、數(shù)據流預約等除流媒體信號以外的其它數(shù)據結構包，屬于第三層數(shù)據封裝包(路由器層次)。第一個bit數(shù)據位稱為CD數(shù)據位，只有兩種表示狀態(tài)，“0”表示流媒體數(shù)據，“1”表示控制型數(shù)據。4~11這8個字節(jié)的802.1Qat預約數(shù)據協(xié)議ID號碼，它相當于TCP/IP協(xié)議集中的IP地址(比如192.168.0.1是4個字節(jié)“0xC0A8 0x0001”，表示的是目的地地址，后面緊接的192.168.0.1則是發(fā)送端地址，這樣一共是8個字節(jié)。在AVB協(xié)議中，由于發(fā)送端和接收端不再使用IP地址的命名方法，而是使用標識ID來區(qū)別不同的設備，但是其作用和在數(shù)據包中的位置是與TCP/IP協(xié)議集類似的)。最后的1~3個字節(jié)的補足位是當荷載數(shù)據較短的時候(即三層荷載不足34個字節(jié)的時候)，AVB控制設備自動添加足夠的“0”來補足位數(shù)，稱為“Padding”，以防止超短幀的形成。超短幀是指以太網數(shù)據包低于64字節(jié)(或者超過1518個字節(jié))的時候，以太網傳送機制CSMA/CD無法判斷相鄰接收幀的間距而形成網絡沖突，為避免這種沖突出現(xiàn)，以太網規(guī)定了每個數(shù)據包的最小和最大長度。

2、流媒體數(shù)據流包：

流媒體數(shù)據的數(shù)據結構顯然比控制數(shù)據包復雜很多，但是基本含義沒有太多的復雜性。以前提過AVB傳輸?shù)拿襟w流數(shù)據可以是很多種類型，包含壓縮和不壓縮的音頻及視頻以及衛(wèi)星電視數(shù)據等不同種類，這些不同類型的數(shù)據在媒體流數(shù)據包中在7bit的協(xié)議類型中得以體現(xiàn)。

AVB傳送協(xié)議對數(shù)據流的三個主要定義：

1、多媒體格式及封裝方法。包括原始數(shù)據流和壓縮音、視頻流，以及附帶傳輸IEEE1394(IEEE1394接口是蘋果公司開發(fā)的串行標準，俗稱火線接口(firewire)。同USB一樣，IEEE1394也支持外設熱插拔，可為外設提供電源，省去了外設自帶的電源，能連接多個不同設備，支持同步數(shù)據傳輸。火線)的信號。

2、流媒體傳送的同步機制。包括基準時鐘的同步和丟失重建，以及同步時鐘延時控制和優(yōu)化。

3、多播地址的分配。包括為AVB數(shù)據流分配ID以及媒體時鐘發(fā)生器的分配方式。

音頻視頻橋接(IEEE 802.1 AVB和IEEE1722/1733)跨過混合使用網絡為音視頻流提供高服務質量的傳輸。

XMOS開發(fā)了一種靈活的、純軟件配置的AVB音頻，該種AVB音頻可以被配置成支持超過100個音頻通道(借助以太網)的單立體聲對。XMOS器件確定性的架構完美地匹配了AVB的低延時和時序同步特性，同時XMOS器件也擁有了集成數(shù)字音頻接口、TCP/IP和DSP處理控制功能的能力。

AVB協(xié)議組基本上跨越了TCP/IP協(xié)議組的全部層次，而不僅僅是二層協(xié)議傳輸，且為可路由協(xié)議，這就從傳輸本質上區(qū)別于二層的CobraNet和EtherSound協(xié)議。盡管AVB可以支持三層路由，但是并非意味著它可以發(fā)送到Internet公網中去，或者架構在Internet架構下的VPN上去。這是因為遠距離傳輸?shù)幕鶞蕰r鐘延時問題沒有根本得到解決，網絡直徑依然無法超過7個hop。這么說來，那這個三層協(xié)議好處在哪里呢?由于QoS的介入，使得數(shù)據管理和傳輸效率大大提高，更多的基于TCP/IP的硬件、管理軟件可以支持AVB。這使得AVB的各方面能力都是非常強大而靈活的。盡管剛才說AVB協(xié)議集包含的數(shù)據包類型繁多，但是每種不同用途的AVB數(shù)據包的基本框架結構是一樣的。

上述的AVB數(shù)據包結構只是它的二層結構類型，也就是針對二層以太網傳送的協(xié)議結構，而針對三層傳輸和控制協(xié)議則封裝在AVB以太網荷載(Payload)的46~1500字節(jié)當中另外定義。如果不理解這句話的意思，可以查閱相關TCP/IP數(shù)據結構相關書籍，或者參考本連載之前的關于CobraNet數(shù)據結構封裝的章節(jié)。簡單來說，網絡數(shù)據包封裝就是一個“嵌套”結構，二層底層是最外層封裝，三層結構則被鑲嵌在內等等。

AVB發(fā)送和接受數(shù)據流的數(shù)據包結構和之前的二層傳輸技術相比，主要區(qū)別在：

·系統(tǒng)的延時大大降低至2毫秒以下

·系統(tǒng)的傳輸質量有QoS保證，包括軟件和硬件均支持

·AVB作為流媒體的一個載體，可以傳送包括壓縮和非壓縮等多種音視頻流媒體，并能保證同步傳輸，突破以往的瓶頸

·多達256種不同格式的音視頻數(shù)據流(包括采樣頻率)可以在同一個網絡中共存?zhèn)鬏?，而互不干擾

·支持其它3層協(xié)議的高級功能