以太网AV能否帮助统一家庭网络？

尽管当前的消费者电子行业内，尚为出现一个明确的技术赢家来解决数字家庭媒体的分布传播，但一些人预言在2009年以后，以太网将成为家庭网络的最佳选择。

    哈曼（Harman）专业系统开发和集成集团的副总裁Rick Kreifeldt表示，IEEE 802工作组正在完善以太网AV标准，这是一套对现有的以太网标准进行修改的工作，从而使协议对于传输音频流和视频流更加“坚固”，而无需任何“点击或者弹出操作”。


    如今，通用的以IT为导向的以太网网络，使用着最佳的协议。这些协议可以承诺在数据通过网络传输过程中没有任何错误发生，但不保证可以及时到达。


    相反，新兴的以太网音频/视频桥接（AVB）标准-包括802.1AS、802.Qas和802.1Qav-可以保证下列的条件：通过7个以太网桥保证最大为2毫秒的延迟；保证相应的带宽、精确的定时和同步服务用于时间戳和媒体的协调。


    IEEE802.1工作组的主席Tony Jeffree表示，“有两支力量在推动以太网AVB的发展。”


    一组以哈曼和BMW公司为代表，希望能够建立一个基于标准的可靠方法来为专业的演播室、音乐会现场以及汽车应用提供音频和视频。另一组为以太网和WiFi路由器厂商，他们希望提供低延时、供家庭网络使用的同步音频和视频内容，并充分利用当前以太网技术的价格优势。


    例如，哈曼的Kreifeldt指出，该公司上下都致力于推出以太网AVB兼容的产品，包括哈曼/Becker汽车系统部、哈曼专业集团和哈曼消费电子集团。


   芯片厂商，如博通、Marvell以及Xilinx也据称渴望在其新的以太网硬件产品中实现以太网AVB。


   当然，在该行业解决现有以太网缺少对实时性的支持上，IEEE AVB工作组的努力并不是第一次尝试。


    DiffServ就是曾经被创造出来添加流量优先级的概念。类似的还有行业开发出实时协议（RTP），这是一个基于IP的在互联网上传输音视频的标准化方法。


    不过，这两个技术都无法满足以太网的AVB性能，DiffServ不能保证端对端的数据流的传输，而RTP最初被定义为一种应用软件，则很难在芯片上实现。此外，RTP需要更大的堆栈协议，这使得更低的延时应用很难实现。


    博通公司的管道架构/技术主管兼任IEEE 802.1 AVB工作组主席的Michael Johas Teener强调，“现在尚不存在一种互操作性的方法来保证带宽和延时，或者保证在以太网以及包括802局域网的桥网络内端点间的微秒以内的同步问题。AVB协议却可以做到这一点，而且我们相信实现的复杂度增加的并不大。”


   此外，Teener还表示，该工作组将以太网AVB开发成“不仅与以太网兼容，还和很多不是以太网的其他事情相兼容。”


   第二层技术未知


    将以太网AVB称之为“第二层技术未知”，他认为“这不是全部关于以太网的。我们开发这个是用来保证时间敏感服务而不管使用的是哪一种第二层技术，只要第二层遵循AVB接口。”


    总而言之，以太网AVB项目组希望能够将普通的流量成形和预留协议的功能用于wifi(比如802.11e)以及有望用于多个标准的家庭网络的非802.11设备（如同轴电缆多媒体联盟- MoCA, 和ITU-T G9960）。


    当被问及以太网AVB的成就如何与UPnP AV标准像比的时候，Teener略显生硬。他说到：“这些（UPnP）关于QoS的想法是拜占庭式的。他们假设低层都是笨拙的，然后试图进行协调。这并不会有太多影响。”


   相反，以太网AVB的优点就在于它被设计成“不需要复杂的网络前期设计或者预先对所有的流量申请进行分类。” Kreifeldt说道。


  以太网AVB建设的组成部分


    Jeffree指出，以太网AVB建设的基础部分大概包括802.1Qat（流预留协议），802.1Qav（前向和队列），802.1AS(桥接局域网中对时敏应用的定时和同步)，802.1BA（定型）。


   802.1Qat是基础。它要保证链接中的源与目的地之间的网络链路资源都是可用的。


    802.1Qav被用于协调数据流量，提供一种可靠的机制来支持时敏的数据流。同时它也要保证AV通信不会占用数据通信的全部带宽。这将允许任意链接的上行数据流限制不会超过带宽的75%。


    802.1AS用于生成时钟以及对网络音视频系统的修复。因为时间压缩包在离开和到达物理层（PHY）都是整包的形式，所以所有时间传输过程中的延迟都能够被测量并修复。同时它也能提供一种网络中不同路径的同步机制，因为在接收端很难对来自不同路径的音视频数据流进行同步，由此很难对同步中的问题进行预防。


    802.1 BA的全称是音视频桥接系统，它是关于成型方面的训练，提供了第二层的工具包来为不同情况下的AV通信提供支持，Jeffree说到。


    它定义了配置文件选择功能、选项、配置、默认值、协议以及桥接定位局域网的过程，这些都决定了网络传输音频和/或者视频数据流的能力。


    Jeffree解释称，802.1BA的工作才刚刚开始，主要包括如下的方面，例如内部AV安装，专业的制作室，汽车（ 将AVS标准分发到座椅）和波音飞机上的应用。


    这些标准的每一个都处于不同的草图或投票阶段，其中一些将在2009年的年中到年底期间由工作组和发起者进行投票。


  MAC芯片的实现


    现如今越来越多的消费者有机会选择使用网络媒体设备。包括观看在线内容或者共享的内容，例如不仅在电脑上看电影，也可以在电视机上看电影。


   哈曼的Kreifeldt 称，“但是如今，你需要一个很好的网络来准确的将内容从电脑转移到电视机”。


    在国内网络环境中，如果想正确的接收到他们并能实现流量成形，就需要在音视频数据流中采用保留协议，“你需要一个芯片解决方案，”Kreifeldt称，“而不再需要那么多的配置。”随后Kreifeldt补充道“费用也会变的更低了。”


   准确的说，为了能够适应新的以太网AVB协议，一个芯片供应商需要对以太网MAC芯片做哪些特殊的改变呢？


    博通公司（Broadcom）的Teener说，“对以太网MAC最大的改变就是测量时间的能力—特殊事件帧的起始帧（SOF）真实的*在物理层媒质(线缆)中*被传输或接收的。”他指出，“这个精确度已经很高了（±20ns），这样的精确度是软件所实现不了的。”


    事件帧在802.1AS中定义，而且很容易被解码，所以这并不算是一个挑战，Teener说。在AVB以太网网络接口卡的设计中还有很多功能没有得到解决。一个例子就是多传输队列，来支持多种传输类型，以及那些使高度中断延迟的操作系统更简单的事情，如Linux操作系统， Windows操作系统，和BSD，从而支持802.1Qav规定的流量成形。


    当被问及博通公司多久会准备好这些MAC芯片，Teener补充道“我们已经在维也纳ISPCS '07会议上，使用5395交换参考平台上演示过802.1AS协议”。


   家庭使用多个高清格式数据流？


   关于AVB工作组所取得成果的另外一个疑问就是他们打算如何解决在使用Wifi和以太网的时候支持多个没有压缩的高清视频数据流。


   他表示，目前所有家庭使用的计划都支持压缩视频格式，“无线高清组想要支持一个没有压缩的高清数据流，同时还有针对线缆的HDMI”。


   Teener承认，事实上，“想要实现无压缩高清流需要吉比特级的以太网，甚至吉比特级的交换机都是无用的，”但是这并不意味着那是不可能的。


   他提到了几年他写过的一篇文章，里面他描述了如何在专业的媒体工作室环境中使用10G（以上）以太网。


  事实上，对于这一行业更大的误解是，任何类型的家庭网络技术都被拮据的消费者们认为是一种奢侈品。
 

 

 

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