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

盡管當(dāng)前的消費者電子行業(yè)內(nèi)，尚為出現(xiàn)一個明確的技術(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，這是一套對現(xiàn)有的以太網(wǎng)標(biāo)準進行修改的工作，從而使協(xié)議對于傳輸音頻流和視頻流更加“堅固”，而無需任何“點擊或者彈出操作”。

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誤發(fā)生，但不保證可以及時到達。

相反，新興的以太網(wǎng)音頻/視頻橋接（AVB）標(biāo)準-包括802.1AS、802.Qas和802.1Qav-可以保證下列的條件：通過7個以太網(wǎng)橋保證最大為2毫秒的延遲；保證相應(yīng)的帶寬、精確的定時和同步服務(wù)用于時間戳和媒體的協(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，希望能夠建立一個基于標(biāo)準的可靠方法來為專業(yè)的演播室、音樂會現(xiàn)場以及汽車應(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、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)的價格優(yōu)勢。

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)集團和哈曼消費電子集團。

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)缺少對實時性的支持上，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)先級的概念。類似的還有行業(yè)開發(fā)出實時協(xié)議（RTP），這是一個基于IP的在互聯(lián)網(wǎng)上傳輸音視頻的標(biāo)準化方法。

不過，這兩個技術(shù)都無法滿足以太網(wǎng)的AVB性能，DiffServ不能保證端對端的數(shù)據(jù)流的傳輸，而RTP最初被定義為一種應(yīng)用軟件，則很難在芯片上實現(xiàn)。此外，RTP需要更大的堆棧協(xié)議，這使得更低的延時應(yīng)用很難實現(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，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)端點間的微秒以內(nèi)的同步問題。AVB協(xié)議卻可以做到這一點，而且我們相信實現(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”，他認為“這不是全部關(guān)于以太網(wǎng)的。我們開發(fā)這個是用來保證時間敏感服務(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)以及有望用于多個標(biāo)準的家庭網(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)準像比的時候，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，然后試圖進行協(xié)調(diào)。這并不會有太多影響?！?

相反，以太網(wǎng)AVB的優(yōu)點就在于它被設(shè)計成“不需要復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)前期設(shè)計或者預(yù)先對所有的流量申請進行分類?！?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（前向和隊列），802.1AS(橋接局域網(wǎng)中對時敏應(yīng)用的定時和同步)，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，提供一種可靠的機制來支持時敏的數(shù)據(jù)流。同時它也要保證AV通信不會占用數(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)流限制不會超過帶寬的75%。

802.1AS用于生成時鐘以及對網(wǎng)絡(luò)音視頻系統(tǒng)的修復(fù)。因為時間壓縮包在離開和到達物理層（PHY）都是整包的形式，所以所有時間傳輸過程中的延遲都能夠被測量并修復(fù)。同時它也能提供一種網(wǎng)絡(luò)中不同路徑的同步機制，因為在接收端很難對來自不同路徑的音視頻數(shù)據(jù)流進行同步，由此很難對同步中的問題進行預(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、配置、默認值、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)準分發(fā)到座椅）和波音飛機上的應(yīng)用。

這些標(biāo)準的每一個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)起者進行投票。

MAC芯片的實現(xiàn)

現(xiàn)如今越來越多的消費者有機會選擇使用網(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，也可以在電視機上看電影。

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

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，“你需要一個芯片解決方案，”Kreifeldt稱，“而不再需要那么多的配置?！彪S后Kreifeldt補充道“費用也會變的更低了?！?

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

博通公司（Broadcom）的Teener說，“對以太網(wǎng)MAC最大的改變就是測量時間的能力—特殊事件幀的起始幀（SOF）真實的*在物理層媒質(zhì)(線纜)中*被傳輸或接收的。”他指出，“這個精確度已經(jīng)很高了（±20ns），這樣的精確度是軟件所實現(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挑戰(zhàn)，Teener說。在AVB以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)接口卡的設(shè)計中還有很多功能沒有得到解決。一個例子就是多傳輸隊列，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準備好這些MAC芯片，Teener補充道“我們已經(jīng)在維也納ISPCS '07會議上，使用5395交換參考平臺上演示過802.1AS協(xié)議”。

家庭使用多個高清格式數(shù)據(jù)流？

關(guān)于AVB工作組所取得成果的另外一個疑問就是他們打算如何解決在使用Wifi和以太網(wǎng)的時候支持多個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劃都支持壓縮視頻格式，“無線高清組想要支持一個沒有壓縮的高清數(shù)據(jù)流，同時還有針對線纜的HDMI”。

Teener承認，事實上，“想要實現(xiàn)無壓縮高清流需要吉比特級的以太網(wǎng)，甚至吉比特級的交換機都是無用的，”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)。

事實上，對于這一行業(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)的消費者們認為是一種奢侈品。