以太網(wǎng)AV能否幫助統(tǒng)一家庭網(wǎng)絡(luò)？

以太網(wǎng)AV能否幫助統(tǒng)一家庭網(wǎng)絡(luò)？

盡管當(dāng)前的消費(fèi)者電子行業(yè)內(nèi)，尚為出現(xiàn)一個(gè)明確的技術(shù)贏家來解決數(shù)字家庭媒體的分布傳播，但一些人預(yù)言在2009年以后，以太網(wǎng)將成為家庭網(wǎng)絡(luò)的最佳選擇。

哈曼（Harman）專業(yè)系統(tǒng)開發(fā)和集成集團(tuán)的副總裁Rick Kreifeldt表示，IEEE 802工作組正在完善以太網(wǎng)AV標(biāo)準(zhǔn)，這是一套對(duì)現(xiàn)有的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修改的工作，從而使協(xié)議對(duì)于傳輸音頻流和視頻流更加“堅(jiān)固”，而無需任何“點(diǎn)擊或者彈出操作”。

如今，通用的以IT為導(dǎo)向的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，使用著最佳的協(xié)議。這些協(xié)議可以承諾在數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中沒有任何錯(cuò)誤發(fā)生，但不保證可以及時(shí)到達(dá)。

相反，新興的以太網(wǎng)音頻/視頻橋接（AVB）標(biāo)準(zhǔn)-包括802.1AS、802.Qas和802.1Qav-可以保證下列的條件：通過7個(gè)以太網(wǎng)橋保證最大為2毫秒的延遲；保證相應(yīng)的帶寬、精確的定時(shí)和同步服務(wù)用于時(shí)間戳和媒體的協(xié)調(diào)。

IEEE802.1工作組的主席Tony Jeffree表示，“有兩支力量在推動(dòng)以太網(wǎng)AVB的發(fā)展?！?

一組以哈曼和BMW公司為代表，希望能夠建立一個(gè)基于標(biāo)準(zhǔn)的可靠方法來為專業(yè)的演播室、音樂會(huì)現(xiàn)場(chǎng)以及汽車應(yīng)用提供音頻和視頻。另一組為以太網(wǎng)和WiFi路由器廠商，他們希望提供低延時(shí)、供家庭網(wǎng)絡(luò)使用的同步音頻和視頻內(nèi)容，并充分利用當(dāng)前以太網(wǎng)技術(shù)的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。

例如，哈曼的Kreifeldt指出，該公司上下都致力于推出以太網(wǎng)AVB兼容的產(chǎn)品，包括哈曼/Becker汽車系統(tǒng)部、哈曼專業(yè)集團(tuán)和哈曼消費(fèi)電子集團(tuán)。

芯片廠商，如博通、Marvell以及Xilinx也據(jù)稱渴望在其新的以太網(wǎng)硬件產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)AVB。

當(dāng)然，在該行業(yè)解決現(xiàn)有以太網(wǎng)缺少對(duì)實(shí)時(shí)性的支持上，IEEE AVB工作組的努力并不是第一次嘗試。

DiffServ就是曾經(jīng)被創(chuàng)造出來添加流量優(yōu)先級(jí)的概念。類似的還有行業(yè)開發(fā)出實(shí)時(shí)協(xié)議（RTP），這是一個(gè)基于IP的在互聯(lián)網(wǎng)上傳輸音視頻的標(biāo)準(zhǔn)化方法。

不過，這兩個(gè)技術(shù)都無法滿足以太網(wǎng)的AVB性能，DiffServ不能保證端對(duì)端的數(shù)據(jù)流的傳輸，而RTP最初被定義為一種應(yīng)用軟件，則很難在芯片上實(shí)現(xiàn)。此外，RTP需要更大的堆棧協(xié)議，這使得更低的延時(shí)應(yīng)用很難實(shí)現(xiàn)。

博通公司的管道架構(gòu)/技術(shù)主管兼任IEEE 802.1 AVB工作組主席的Michael Johas Teener強(qiáng)調(diào)，“現(xiàn)在尚不存在一種互操作性的方法來保證帶寬和延時(shí)，或者保證在以太網(wǎng)以及包括802局域網(wǎng)的橋網(wǎng)絡(luò)內(nèi)端點(diǎn)間的微秒以內(nèi)的同步問題。AVB協(xié)議卻可以做到這一點(diǎn)，而且我們相信實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度增加的并不大?！?

此外，Teener還表示，該工作組將以太網(wǎng)AVB開發(fā)成“不僅與以太網(wǎng)兼容，還和很多不是以太網(wǎng)的其他事情相兼容?！?

第二層技術(shù)未知

將以太網(wǎng)AVB稱之為“第二層技術(shù)未知”，他認(rèn)為“這不是全部關(guān)于以太網(wǎng)的。我們開發(fā)這個(gè)是用來保證時(shí)間敏感服務(wù)而不管使用的是哪一種第二層技術(shù)，只要第二層遵循AVB接口?！?

總而言之，以太網(wǎng)AVB項(xiàng)目組希望能夠?qū)⑵胀ǖ牧髁砍尚魏皖A(yù)留協(xié)議的功能用于wifi(比如802.11e)以及有望用于多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的家庭網(wǎng)絡(luò)的非802.11設(shè)備（如同軸電纜多媒體聯(lián)盟- MoCA, 和ITU-T G9960）。

當(dāng)被問及以太網(wǎng)AVB的成就如何與UPnP AV標(biāo)準(zhǔn)像比的時(shí)候，Teener略顯生硬。他說到：“這些（UPnP）關(guān)于QoS的想法是拜占庭式的。他們假設(shè)低層都是笨拙的，然后試圖進(jìn)行協(xié)調(diào)。這并不會(huì)有太多影響?！?

相反，以太網(wǎng)AVB的優(yōu)點(diǎn)就在于它被設(shè)計(jì)成“不需要復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)前期設(shè)計(jì)或者預(yù)先對(duì)所有的流量申請(qǐng)進(jìn)行分類。” Kreifeldt說道。

以太網(wǎng)AVB建設(shè)的組成部分

Jeffree指出，以太網(wǎng)AVB建設(shè)的基礎(chǔ)部分大概包括802.1Qat（流預(yù)留協(xié)議），802.1Qav（前向和隊(duì)列），802.1AS(橋接局域網(wǎng)中對(duì)時(shí)敏應(yīng)用的定時(shí)和同步)，802.1BA（定型）。

802.1Qat是基礎(chǔ)。它要保證鏈接中的源與目的地之間的網(wǎng)絡(luò)鏈路資源都是可用的。

802.1Qav被用于協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)流量，提供一種可靠的機(jī)制來支持時(shí)敏的數(shù)據(jù)流。同時(shí)它也要保證AV通信不會(huì)占用數(shù)據(jù)通信的全部帶寬。這將允許任意鏈接的上行數(shù)據(jù)流限制不會(huì)超過帶寬的75%。

802.1AS用于生成時(shí)鐘以及對(duì)網(wǎng)絡(luò)音視頻系統(tǒng)的修復(fù)。因?yàn)闀r(shí)間壓縮包在離開和到達(dá)物理層（PHY）都是整包的形式，所以所有時(shí)間傳輸過程中的延遲都能夠被測(cè)量并修復(fù)。同時(shí)它也能提供一種網(wǎng)絡(luò)中不同路徑的同步機(jī)制，因?yàn)樵诮邮斩撕茈y對(duì)來自不同路徑的音視頻數(shù)據(jù)流進(jìn)行同步，由此很難對(duì)同步中的問題進(jìn)行預(yù)防。

802.1 BA的全稱是音視頻橋接系統(tǒng)，它是關(guān)于成型方面的訓(xùn)練，提供了第二層的工具包來為不同情況下的AV通信提供支持，Jeffree說到。

它定義了配置文件選擇功能、選項(xiàng)、配置、默認(rèn)值、協(xié)議以及橋接定位局域網(wǎng)的過程，這些都決定了網(wǎng)絡(luò)傳輸音頻和/或者視頻數(shù)據(jù)流的能力。

Jeffree解釋稱，802.1BA的工作才剛剛開始，主要包括如下的方面，例如內(nèi)部AV安裝，專業(yè)的制作室，汽車（ 將AVS標(biāo)準(zhǔn)分發(fā)到座椅）和波音飛機(jī)上的應(yīng)用。

這些標(biāo)準(zhǔn)的每一個(gè)都處于不同的草圖或投票階段，其中一些將在2009年的年中到年底期間由工作組和發(fā)起者進(jìn)行投票。

MAC芯片的實(shí)現(xiàn)

現(xiàn)如今越來越多的消費(fèi)者有機(jī)會(huì)選擇使用網(wǎng)絡(luò)媒體設(shè)備。包括觀看在線內(nèi)容或者共享的內(nèi)容，例如不僅在電腦上看電影，也可以在電視機(jī)上看電影。

哈曼的Kreifeldt 稱，“但是如今，你需要一個(gè)很好的網(wǎng)絡(luò)來準(zhǔn)確的將內(nèi)容從電腦轉(zhuǎn)移到電視機(jī)”。

在國內(nèi)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，如果想正確的接收到他們并能實(shí)現(xiàn)流量成形，就需要在音視頻數(shù)據(jù)流中采用保留協(xié)議，“你需要一個(gè)芯片解決方案，”Kreifeldt稱，“而不再需要那么多的配置?！彪S后Kreifeldt補(bǔ)充道“費(fèi)用也會(huì)變的更低了?！?

準(zhǔn)確的說，為了能夠適應(yīng)新的以太網(wǎng)AVB協(xié)議，一個(gè)芯片供應(yīng)商需要對(duì)以太網(wǎng)MAC芯片做哪些特殊的改變呢？

博通公司（Broadcom）的Teener說，“對(duì)以太網(wǎng)MAC最大的改變就是測(cè)量時(shí)間的能力—特殊事件幀的起始幀（SOF）真實(shí)的*在物理層媒質(zhì)(線纜)中*被傳輸或接收的?！彼赋?，“這個(gè)精確度已經(jīng)很高了（±20ns），這樣的精確度是軟件所實(shí)現(xiàn)不了的?！?

事件幀在802.1AS中定義，而且很容易被解碼，所以這并不算是一個(gè)挑戰(zhàn)，Teener說。在AVB以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)接口卡的設(shè)計(jì)中還有很多功能沒有得到解決。一個(gè)例子就是多傳輸隊(duì)列，來支持多種傳輸類型，以及那些使高度中斷延遲的操作系統(tǒng)更簡(jiǎn)單的事情，如Linux操作系統(tǒng)， Windows操作系統(tǒng)，和BSD，從而支持802.1Qav規(guī)定的流量成形。

當(dāng)被問及博通公司多久會(huì)準(zhǔn)備好這些MAC芯片，Teener補(bǔ)充道“我們已經(jīng)在維也納ISPCS '07會(huì)議上，使用5395交換參考平臺(tái)上演示過802.1AS協(xié)議”。

家庭使用多個(gè)高清格式數(shù)據(jù)流？

關(guān)于AVB工作組所取得成果的另外一個(gè)疑問就是他們打算如何解決在使用Wifi和以太網(wǎng)的時(shí)候支持多個(gè)沒有壓縮的高清視頻數(shù)據(jù)流。

他表示，目前所有家庭使用的計(jì)劃都支持壓縮視頻格式，“無線高清組想要支持一個(gè)沒有壓縮的高清數(shù)據(jù)流，同時(shí)還有針對(duì)線纜的HDMI”。

Teener承認(rèn)，事實(shí)上，“想要實(shí)現(xiàn)無壓縮高清流需要吉比特級(jí)的以太網(wǎng)，甚至吉比特級(jí)的交換機(jī)都是無用的，”但是這并不意味著那是不可能的。

他提到了幾年他寫過的一篇文章，里面他描述了如何在專業(yè)的媒體工作室環(huán)境中使用10G（以上）以太網(wǎng)。

事實(shí)上，對(duì)于這一行業(yè)更大的誤解是，任何類型的家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)都被拮據(jù)的消費(fèi)者們認(rèn)為是一種奢侈品。