文/寸壘

1.網(wǎng)絡(luò)音頻AoIP

由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，對信息進(jìn)行處理時(shí)，處理效率得到了明顯提升。在AoIP技術(shù)中，數(shù)字音頻有效結(jié)合了信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，并且，還具有如下諸多的優(yōu)勢:（1）以TCP/ IP網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，對專業(yè)的音頻進(jìn)行傳輸時(shí)，既可以應(yīng)用網(wǎng)線，也可以選擇光纖，以及網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)；（2）利用同一根線纜，就能夠?qū)σ纛l、視頻，以及控制信號進(jìn)行傳送，有利于設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。不僅如此，在某些最新的協(xié)議格式中，通過PTP時(shí)鐘，能夠設(shè)備入網(wǎng)，也就是實(shí)現(xiàn)了同步；（3）利用數(shù)據(jù)流的途徑，對音頻進(jìn)行傳輸時(shí)，只用一根線纜，就能夠雙向地傳輸諸多的數(shù)據(jù)流，對于傳輸帶寬，主要取決于交換機(jī)；（4）對數(shù)據(jù)包進(jìn)行復(fù)制、分配時(shí)，利用交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)了一點(diǎn)對多點(diǎn)，不僅簡化了傳輸，也提高了傳輸效率。

2.AES67簡介

2.1 AES67的目標(biāo)

近些年來，在網(wǎng)絡(luò)化音頻方面，其傳輸協(xié)議不斷地推出，具有不同的特點(diǎn)，不過，大多數(shù)的協(xié)議都屬于專利協(xié)議，兼容性不理想，底層也缺少開放性，通常，自己負(fù)責(zé)自己的領(lǐng)域，建設(shè)屬于自己的支持隊(duì)伍。根據(jù)音頻行業(yè)的整體情況來分析，在這種環(huán)境的影響下，因?yàn)檫@些協(xié)議的存在，特別是新研發(fā)出來的協(xié)議，嚴(yán)重阻礙了AoIP的發(fā)展。目前，依然具有很大的調(diào)整空間，站在理論角度來說，如果能夠制定出一個(gè)通用的標(biāo)準(zhǔn)，并且，可以兼容全部的協(xié)議，那么，在此之前，各執(zhí)己見的設(shè)備生產(chǎn)廠商也就能夠避免推翻性調(diào)整，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)相互兼容的目標(biāo)，在此基礎(chǔ)上，一起促進(jìn)IP音頻技術(shù)的進(jìn)程。由于這種需求的作用，隨之出現(xiàn)了AES67。在AES67中，規(guī)定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，而且，通過TCP/ IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，數(shù)字音頻信號利用局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)，就能實(shí)現(xiàn)傳輸以及共享。

2.2 AES67的核心功能

（1）傳輸、編碼以及流媒體:在AES67中，明確定義了RTP協(xié)議以及UDP協(xié)議的應(yīng)用，在此基礎(chǔ)上，對數(shù)據(jù)包（標(biāo)準(zhǔn)IP格式）進(jìn)行傳輸，在每個(gè)數(shù)據(jù)包中，含有1 ms的音頻數(shù)據(jù)。（2）與媒體的時(shí)鐘同步:對離散的音頻設(shè)備進(jìn)行整合，使之成為一個(gè)系統(tǒng)，而且，要保證和彼此之間能夠同步。在AES67中，使用PTP，與時(shí)鐘保持一直，根據(jù)IEEE1588-2008標(biāo)準(zhǔn)，所有設(shè)備接入音頻網(wǎng)絡(luò)之后均能夠與網(wǎng)絡(luò)自動的同步。（3）連接管理:在傳統(tǒng)的音頻網(wǎng)絡(luò)中，如果是點(diǎn)對點(diǎn)的連接方式，IP音頻網(wǎng)絡(luò)具有明顯的優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在路由具有較強(qiáng)的靈活性，由于AES67應(yīng)用了組播方式，通過IUMP V2組的管理協(xié)議，相應(yīng)的音頻數(shù)據(jù)流可以利用交換機(jī)，對數(shù)據(jù)包機(jī)進(jìn)行復(fù)制，并將其傳入于N臺設(shè)備中。對系統(tǒng)進(jìn)行搭建時(shí)，比較簡單，還可以節(jié)約帶寬，在很大層面上，為超大規(guī)模的IP音頻網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行提供了保障。

2.3 AES67數(shù)據(jù)包編碼

AES67規(guī)定，要選擇16/24 bit線性PCM，根據(jù)48 kHz采樣率完成編碼工作，在每個(gè)數(shù)據(jù)流中，不能超過8個(gè)通道。對于音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸時(shí)，可以分解為多個(gè)數(shù)據(jù)包，每個(gè)數(shù)據(jù)包不能超過1440 byte的載荷量，主要屬于歷史制約，以太網(wǎng)交換機(jī)能夠支持的數(shù)據(jù)包，1500 byte的長度是極限，如果超過了這個(gè)數(shù)據(jù)，就會被分包。為了確保音頻流能夠?qū)崟r(shí)傳輸，應(yīng)該將每個(gè)數(shù)據(jù)包的限定為1 440 byte。

2.4 AES67數(shù)據(jù)流的帶寬

一個(gè)立體聲的AES67數(shù)據(jù)流，大約需要3 Mbit/s的帶寬，一個(gè)8通道數(shù)據(jù)流，需要10 Mbit/s。對于這兩種數(shù)據(jù)流，其數(shù)據(jù)包的發(fā)送頻率是一樣的，在每個(gè)數(shù)據(jù)包內(nèi)，最多能夠容納24 bit音頻采樣為48個(gè)，1m通道是8個(gè)，而且，在1秒鐘內(nèi)，僅僅需要發(fā)送一千個(gè)數(shù)據(jù)包。就現(xiàn)階段而言，在IP網(wǎng)絡(luò)中，10 Mbit/s的數(shù)據(jù)量相對較低，而且，這也符合AES67的核心理念，也就是說，在低端的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上，要確保音頻數(shù)據(jù)可以進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸。不過，在同一根網(wǎng)線上，或者同一個(gè)端口上，也許會發(fā)出和接收好幾個(gè)AES67數(shù)據(jù)流，一旦數(shù)據(jù)流過大，也會給網(wǎng)絡(luò)設(shè)備造成很大的影響。

2.5 AES67網(wǎng)絡(luò)與傳輸

在網(wǎng)絡(luò)傳輸中，AES67主要應(yīng)用了IPv4第三層的協(xié)議，在互聯(lián)網(wǎng)中，能夠?qū)σ纛l數(shù)據(jù)流進(jìn)行傳輸和共享。通常，RTP是AES67應(yīng)用的傳輸協(xié)議之一，一般應(yīng)用在流媒體系統(tǒng)，以及視頻會議，在一鍵通系統(tǒng)中也會用到，在此基礎(chǔ)上，可以與相關(guān)的通信業(yè)務(wù)以及娛樂業(yè)務(wù)進(jìn)行連接，比如，電話、電視，以及視頻會議等，還有以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的一鍵通業(yè)務(wù)等。

2.6 AES67的質(zhì)量服務(wù)QoS

通過QoS質(zhì)量服務(wù)，能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)通信給予優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，這屬于一種網(wǎng)絡(luò)安全制度，能夠妥善處理網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)量的突然增多所出現(xiàn)的延遲現(xiàn)象。在AES67中，有3個(gè)層次的質(zhì)量服務(wù)，首先，最高級的是PTP時(shí)鐘數(shù)據(jù)包，第二是音頻數(shù)據(jù)，而其他數(shù)據(jù)排在最后。對于優(yōu)先級的數(shù)據(jù)包，系統(tǒng)是優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)的，這樣可以確保時(shí)鐘信號以及音頻信號得到實(shí)時(shí)傳輸。

2.7 AES67的同步信號和時(shí)鐘

在同步與時(shí)鐘上，AES67采用了PTP，也就是精準(zhǔn)的時(shí)鐘協(xié)議，主時(shí)鐘信號可以在IP網(wǎng)絡(luò)來廣播，在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，遍布著精確時(shí)鐘，在網(wǎng)內(nèi)，全部的設(shè)備經(jīng)過此時(shí)的鐘信號，可以實(shí)現(xiàn)同步化。在AES67中，通過PTP協(xié)議的應(yīng)用，其精確度到達(dá)了25 ns，在很大程度上，為系統(tǒng)時(shí)鐘的精確性打下了基礎(chǔ)。

2.8 AES67與RAVENNA等協(xié)議的對比與兼容性

RAVENNA協(xié)議和AES67協(xié)議存在很多相同之處，但經(jīng)過比較，RAVENNA的性能比AES67的更具有優(yōu)勢，具體表現(xiàn)如下: （1）編碼方面，AES67僅僅傳輸24 bit/48 kHz音頻，但RAVENNA可以支持96 kHz，對DSD音頻編碼也是支持的；（2）數(shù)據(jù)流方面，在AES67中，每條數(shù)據(jù)流能夠有8個(gè)通道，但RAVENNA能夠提供64通道，以及128通道的數(shù)據(jù)流；（3） QoS方面，在AES67中，僅僅把數(shù)據(jù)劃分成為了三個(gè)層級，對于音頻數(shù)據(jù)，都處于一個(gè)層級。對于RAVENNA，能夠?qū)⒁纛l數(shù)據(jù)流定義成為多個(gè)層級，能夠優(yōu)先級高的音頻，優(yōu)先級低的音頻，也有助于建設(shè)超大規(guī)模的音頻IP網(wǎng)絡(luò)。

從以上分析可以得知，如今，AES67未能處于技術(shù)性能的頂端，其自身的優(yōu)勢很明顯，可以與其他的協(xié)議實(shí)現(xiàn)良好的兼容?，F(xiàn)階段，有很多網(wǎng)絡(luò)協(xié)議都可以對AES67協(xié)議進(jìn)行兼容，如RAVENNA、Q- LAN等。作為用戶，能夠?qū)ι鲜龅膮f(xié)議進(jìn)行自由選擇，以此應(yīng)用在內(nèi)部的架構(gòu)中，在對外連接時(shí)，可以根據(jù)AES67標(biāo)準(zhǔn)，在根本上實(shí)現(xiàn)與其他的外部設(shè)備之間的互通性。

在AES67的影響下，不管是專業(yè)的At，又或者是IT從業(yè)者，均能感受到其鼓舞作用。通過AES67的應(yīng)用，對現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行了完善，既能節(jié)省成本，也能節(jié)約人工成本。在標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)中，諸多的數(shù)據(jù)會在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，不會造成額外的成本。對于IT工作人員，AES67協(xié)議不用推翻之前的網(wǎng)絡(luò)，可以將不同協(xié)議的產(chǎn)品集中在一起，使用兼容性的產(chǎn)品?？偟膩碚f，與專用的網(wǎng)絡(luò)音頻的傳輸相比較，如今的IT工程師能夠利用監(jiān)控的方式，對所有的設(shè)施數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，保證音頻數(shù)據(jù)得到高質(zhì)量傳輸

3.未來音頻系統(tǒng)的分析

網(wǎng)絡(luò)化的音頻信號，其傳輸?shù)拿黠@優(yōu)勢為不斷提升了傳輸效率，也滿足了人們的諸多需求，也就是說，研究便利、高效，又具有人性化的途徑，妥善處理實(shí)際的問題。由于信息技術(shù)的高效發(fā)展，依靠AoIP技術(shù)的通用性、標(biāo)準(zhǔn)性等，指引著音頻領(lǐng)域的未來。由此可見，未來數(shù)字音頻系統(tǒng)必將以IP網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，再結(jié)合其他的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，主要會具備以下幾個(gè)特征。

（1）利用網(wǎng)絡(luò)廣播，在很大程度上，有助于信號的共享，使其得到合理分配，然而，音頻矩陣等路由設(shè)備就會逐漸地退出市場，被交換機(jī)以及控制軟件取代。

（2）對于音頻系統(tǒng)的架構(gòu)，會逐漸變得清晰、簡捷，在搭建系統(tǒng)方面，也變得更簡單，操作企業(yè)更方便。不過，在后臺方面，要安排專業(yè)的工程師，對系統(tǒng)進(jìn)行合理的設(shè)置。對于網(wǎng)絡(luò)的設(shè)置與優(yōu)化，會成為建設(shè)音頻系統(tǒng)、調(diào)試，以及應(yīng)用中的核心內(nèi)容。

（3）在信息處理技術(shù)的推動下，再結(jié)合相關(guān)的視頻標(biāo)準(zhǔn)等，都進(jìn)一步增強(qiáng)了音頻、視頻系統(tǒng)等的融合性，而且，與之相關(guān)的控制系也會得到統(tǒng)一，使其集中在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的架構(gòu)中，從而建設(shè)出相應(yīng)的后臺，促進(jìn)圖像、語音的一體化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)多媒體信息系統(tǒng)。

（4）在遠(yuǎn)程控制方面會逐漸普及，而且，遠(yuǎn)程管理的維護(hù)工作、信號制作與處理等，都會不斷普及，不僅能節(jié)約大量的成本，也會較少付出精力和時(shí)間。

結(jié)語

在AES67協(xié)議的起草階段，有相關(guān)專家認(rèn)為:通過發(fā)布AES67標(biāo)準(zhǔn)之后，這就意味著Audio over IP技術(shù)又上升到了一個(gè)新的臺階。用戶利用AoIP設(shè)備，在實(shí)際選擇方面可以自由決定，并且，還能夠在不同的系統(tǒng)之間進(jìn)行音頻的交換。AES67與AoIP會成為網(wǎng)絡(luò)音頻領(lǐng)域的未來。通過上面的闡述，可以看出，對于已經(jīng)開設(shè)有音頻工程課程的學(xué)校，應(yīng)該開設(shè)相應(yīng)的技術(shù)課程，只有這樣，才可以確保未來的從業(yè)人員在知識結(jié)構(gòu)方面能夠順應(yīng)未來的發(fā)展趨勢。同時(shí)，對于現(xiàn)有的從業(yè)人員，可以進(jìn)一步學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)IP技術(shù)，從而在這個(gè)快速發(fā)展的時(shí)代中站穩(wěn)腳跟。

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