오디오 비디오브리징

Audio Video Bridging
AVB
AVnu certification mark.jpg
AVNU 인증 마크
제조원 정보
제조원IEEE, AVnu
개발일자2011년 9월, 10년 전(2011년 9월)
네트워크 호환성
전환 가능네.
라우팅 가능아니요.
이더넷 데이터 레이트패스트 이더넷, 기가비트 이더넷, 5GBASE-T, 10기가비트 이더넷, 25기가비트 이더넷, 40기가비트 이더넷
오디오 사양
최소 지연 시간2 ms (최대)[1]
링크당 최대 채널 수256
최대 샘플링 속도192 kHz[2]
최대 비트 깊이32비트 부동소수점[2]: clause 8.3

Audio Video Bridging(AVB; 오디오비디오 브리징)은 스위치드이더넷 [3]네트워크의 동기화, 저지연 및 신뢰성을 향상시키는 일련의 기술표준의 일반적인 이름입니다.AVB에는, 다음의 테크놀로지와 표준이 포함되어 있습니다.

  • IEEE 802.1AS-2011:시간에 민감한 애플리케이션(gPTP)의 타이밍 및 동기화
  • IEEE 802.1Qav-2009: 시간에 민감한 스트림(FQTSS) 전송 및 큐잉
  • IEEE 8022010년 1분기: 스트림 예약 프로토콜(SRP);
  • IEEE 802.1BA-2011:[4] 오디오 비디오 브리징(AVB) 시스템
  • IEEE 1722-2011 시간에 민감한 애플리케이션을 위한 레이어 2 전송 프로토콜(AV Transport Protocol, AVTP) 및
  • IEEE 1722.1-2013 디바이스 검출, 열거, 접속 관리 및 제어 프로토콜(AVDECC)

IEEE 8021Qat 및 8021Qav 의 수정은, 베이스 IEEE 802 에 짜넣어지고 있습니다.Media Access Control(MAC; 미디어 액세스컨트롤) 브리지 및 Virtual Bridged Local Area Network의 동작을 기술한 2011년 1분기 문서.

AVB는, 당초, IEEE 802.1 표준 위원회의 IEEE 오디오 비디오 브리징 태스크 그룹에 의해서 개발되었습니다.2012년 11월 오디오 비디오 브리징 태스크 그룹은 확장된 작업 범위를 반영하여 "IEEE 802 [5]네트워크를 통해 시간 동기화된 저지연 스트리밍 서비스를 가능하게 하는 사양 제공"으로 명칭이 변경되었습니다.IEEE 802.1 TSN 태스크그룹에서는 표준화 작업이 진행 중입니다.

AVN과 TSN 표준을 구현하는 장치 간의 상호 운용성을 보장하기 위해 AVnu Alliance는 자동차,[6] 소비자 및 전문 오디오 및 비디오 시장을 위한 장치 인증을 개발합니다.

배경

아날로그 오디오 비디오(AV) 기기는 지금까지 단방향 단일 목적의 포인트 투 포인트 접속으로 사용되었습니다.오디오의 S/PDIF나 비디오의 Serial Digital Interface(SDI; 시리얼 디지털인터페이스)등의 디지털 AV 표준에서도, 이러한 속성은 유지됩니다.이 접속 모델에서는, 특히 프로페셔널한 애플리케이션이나 하이엔드 [7]오디오의 경우, 대량의 케이블이 혼란스럽게 됩니다.

외부 방송차의 패치 베이 배선

이러한 문제를 해결하기 위한 시도는 IEEE 1394(FireWire)와 같은 멀티포인트 네트워크 토폴로지를 기반으로 했으며 Audio over Ethernet 및 Audio over IP와 같은 표준 스위치드 컴퓨터 네트워크 기술을 채택했습니다.안타깝게도 프로페셔널, 홈 및 자동차용 AV 솔루션은 서로 상호 운용되지 않는 전문 프로토콜이나 표준 IT 프로토콜을 사용하게 되었습니다. 반면 표준 컴퓨터 네트워크는 엄격한 타이밍과 예측 가능한 제한적인 [7]지연 시간으로 엄격한 서비스 품질을 제공하지 못했습니다.

이러한 제한을 극복하기 위해 오디오비디오 브리징네트워크는 계층 트리토폴로지로 접속되어 있는 표준 이더넷스위치(MAC 브리지 등)를 통해 여러 오디오 비주얼스트림을 전송합니다.AVB에는 접속 대역폭을 예약하고 네트워크 트래픽에 우선순위를 부여하는 레이어 2 프로토콜이 포함되어 있어 각 스트림에 [7]대해 정확한 동기 클럭과 낮은 전송 지연을 보장합니다.

비디오 스트림과 관련 오디오 스트림 간의 립싱크, 프로페셔널 환경에서의 복수의 디지털 접속 스피커의 위상 유지(1μs 정밀도 필요), 오디오 또는 비디오 패킷의 엔드포인트 도착이 늦어 비디오 프레임이 손실되거나 불필요한 오디오가 손실되는 것을 방지하기 위해서는 여러 AV 스트림 간의 긴밀한 동기화가 필요합니다.o 팝이나 침묵과 같은 결함.소스 및 수신처 버퍼링을 포함한 최악의 지연은 낮고 결정론적이어야 한다.사용자 인터페이스 지연은 약 50밀리초여야 하며 버튼 누름과 그 결과 발생하는 액션이 즉시 발생하는 것으로 인식되어야 하며 라이브 퍼포먼스 또는 스튜디오 작업에서는 2밀리초여야 한다.[7]

요약

그림 2 - AVB 연결

오디오 비디오브리징은 AV 트래픽용으로 사용 가능한 이더넷의 일부를 예약함으로써 동작하는 스위치드이더넷 네트워크로서 실장됩니다.AVB 아키텍처에는, 다음의 3개의 주된 차이가 있습니다.

IEEE 802.1BA는 이들 3가지 주요 테크놀로지의 포괄적인 표준으로 스위치드 오디오비디오 네트워크 내의 디바이스의 애플리케이션 고유의 설정과 동작 순서를 정의합니다.

새로운 레이어 2 컨피규레이션 프로토콜은 이더넷 802.1 프레임 포맷의 하위 호환 확장과 함께 동작합니다.이러한 최소한의 변경으로 AVB 디바이스는 공존하여 표준 IT 네트워크 내에서 통신할 수 있습니다.다만, AVB 대응 스위치와 엔드 포인트만이, 네트워크 자원을 어드미션 제어로 예약해, 마스터 CL에 로컬 시각을 동기화할 수 있습니다.ok: 지연 시간이 짧은 트래픽에 필요합니다.

AVB 트래픽은, 1개의 토커(스트림 발신측)와 복수의 리스너를 사용해 멀티 캐스트 방식으로 복제됩니다.AVB 패킷은, 할당된 타임 슬롯내에서 정기적으로 송신되기 때문에, AV 트래픽의 콜리젼을 방지합니다.AVB 는, 클래스 A 트래픽에 대해서 2 ms, 클래스 B 트래픽에 대해서 50 ms 의 지연을 최대 7 홉으로 보증합니다.또, 클래스 A 트래픽에 대해서는 125 μs, 클래스 B 트래픽에 대해서는 250 μs 의 전송 시간을 제공합니다.

IEEE 802.1AS 네트워크 타이밍 도메인에는 gPTP 프로토콜을 사용하여 통신하는 모든 디바이스가 포함됩니다.그랜드 마스터는 레퍼런스 클럭으로 선택된 디바이스입니다.802.1BA 사양에서는 모든 토커와 네트워크 브릿지가 그랜드 마스터 대응이어야 합니다.

802.3 링크 관리 및 802.1AS 링크 지연 측정 프로토콜은 AVB 엔드포인트까지의 라운드 트립 지연을 계산합니다.이것은 802.1로부터의 최악의 배선 지연보다 개선되어야 합니다.AS 피어 지연 알고리즘

상위 수준의 프로토콜은 802.1을 사용할 수 있습니다.각 AV 스트림의 정확한 프레젠테이션 시간을 설정하기 위한 AS 클럭 정보.

AV 트랜스포트 및 설정

IEEE 1722 AVTP

다음 항목도 참조하십시오.Audio over Ethernet (오디오 오버 이더넷)

Layer 2 Audio Video Transport Protocol(AVTP)용 IEEE 규격 1722-2011은[8] IEEE 1394/IEC 61883 스트림 및 기타 AV 포맷 전송에 대한 세부사항을 정의하고 각 AV 스트림의 프레젠테이션 시간을 설정하고 gPTP 프로토콜에 의해 계산된 최악의 지연으로부터 지연을 관리합니다.

IEEE 1722.1 AVDECC

IEEE 규격 1722.1-2013은[9] IEEE 규격 1722-2011을 사용하는 디바이스의 AVDECC(AVB Discovery, Enumeration, Connection Management and Control)를 가능하게 하는 표준입니다.AVDECC는 디바이스 추가 및 삭제 검출, 디바이스 엔티티 모델 취득, 스트림 연결 및 연결 해제, 디바이스 및 연결 상태 관리 및 원격 제어 장치를 정의합니다.

상호 운용성

상위 레이어 서비스는 AVB 스트림 ID를 내부 스트림 식별자에 매핑하고 gPTP 마스터 클럭의 내부 타임스탬프를 기반으로 함으로써 미디어 전송의 동기화 및 지연을 개선할 수 있습니다.

IEEE 1733

IEEE 규격 1733-2011은[10] RTCP 페이로드 포맷을 사용하여 Real-Time Transport Protocol(RTP) 어플리케이션용 레이어3 프로토콜 프로파일을 정의하고 이를 통해 스트림 ID를 RTP의 Synchronization Source Identifier(SSRC; 동기 소스 식별자)에 할당하고 RTP 타임스탬프를 8021과 관련짓습니다.AS gPTP 마스터클럭

AES67

AES67은 표준 RTP over UDP/IP 및 IEEE 1588 Precision Time Protocol(PTPv2)을 기반으로 타이밍을 조정합니다.AVB/TSN과의 상호 운용성은 IEEE 802.1을 링크함으로써 실현됩니다.AES67 PTPv2 페이로드 [11][12][13][14]데이터에 대한 AS 타이밍 정보.

AVB 상호 운용성을 갖춘 AES67 구현은 InfoComm 2016에서 [15][16]시연되었습니다.

밀라노

2018년 Avnu Alliance는 AVB 장치의 상호 운용성을 촉진하고 제품 인증 및 [17]테스트를 제공하기 위한 밀라노 이니셔티브를 발표했습니다.

이 사양에서는 AVTP CRF(Clock Reference Format)와 48kHz(옵션 96 및 192kHz)의 샘플링 레이트에 근거한 미디어 클로킹이 필요합니다.오디오 스트림 포맷은 AVTP IEC 61883-6 32비트 표준 AAF 오디오 포맷(옵션, 24 및 32비트, 대용량, 56비트)에 근거하고 있습니다.용장성은 엔드포인트마다 2개의 독립된 논리 네트워크와 심리스 스위치 [17]오버메커니즘으로 제공됩니다.

DetNet(검출망)

IETF Deterministic Networking(DetNet) Working Group은 Latency, Loss, Packet Delay Variation(Jitter; 지연, 패킷 지연 변동) 경계와 높은 신뢰성을 가진 결정론적 데이터 경로를 정의하기 위해 노력하고 있습니다.DetNet은 [18]가능하면 AVB/TSN 스위치와의 상호 운용성에 의존하여 레이어2 브리지 세그먼트와 레이어3 루티드세그먼트 양쪽에서 동작합니다.

DetNet의 가능한 응용 프로그램 중 하나는 음악 및 영화 제작, 방송, 영화관, 라이브 사운드 및 대규모 공연장(경기장, 홀, 회의 센터, 테마파크, 공항, 열차 터미널 등) 시스템, 미디어 스트리밍 및 긴급 방송 등의 전문적인 오디오/비디오입니다.지정된 목표는 지리적으로 분산된 캠퍼스/엔터프라이즈 인트라넷을 지원하여 제한적인 저지연(10~15밀리초)의 콘텐츠 전송을 가능하게 하는 것입니다.단일 네트워크는 A/V 트래픽과 IT 트래픽을 모두 처리하고 레이어 3 루팅을 AVB QoS 네트워크 상에 배치하여 레이어 2 AVB 세그먼트 간의 콘텐츠 공유를 가능하게 하고 가능하면 AVB와의 IntServ 및 DiffServ 통합을 제공해야 합니다.사용되지 않은 예약 대역폭은 best effort 트래픽용으로 해방되어야 합니다.프로토콜 스택은 수동 설정 및 관리를 줄이고 네트워크 장치 및 네트워크 [19]토폴로지를 빠르게 변경할 수 있도록 위에서 아래로 플러그 앤 플레이 기능을 가져야 합니다.

복수의 개별 스튜디오를 호스트하는 ESPN SportsCenter "Digital Center 2" 방송 시설에서 채용된 것과 같은 대규모 AVB 네트워크에는 수천 마일의 광섬유와 10만 개의 신호를 동시에 전송할 수 있는 10 Tbps의 대역폭이 배치되어 있습니다. 개별 AVB를 상호 연결하는 표준 기반 솔루션이 없는 경우세그먼트에는 커스텀소프트웨어 정의 네트워킹라우터가 필요합니다.[20][21]

표준화

A/V 스트리밍 작업은 2004년 [22]7월 IEEE 802.3re '레지덴셜 이더넷' 스터디 그룹에서 시작되었습니다.2005년 11월에는 크로스 네트워크브리징 [23]표준을 담당하는 IEEE 802.1 위원회로 넘어갔습니다.

오디오 비디오 브리징 표준 스위트
표준. 제목 상황 발행일
Audio Video Bridging(AVB) 사양
IEEE 802.1BA-2011 Audio Video Bridging(AVB) 시스템 현재, Cor1-2016에 의해 수정됨 2011년 9월 30일
IEEE 802.1Qav-2009 Time-Sensitive Stream(FQTSS; 시간에 민감한 스트림)의 전송 및 큐잉 기능 확장 IEEE 802에 내장.2011년 1분기 34조 2010년 1월 5일
IEEE 8022010년 1분기 스트림 예약 프로토콜(SRP) IEEE 802에 내장.2011년 1분기 35조 2010년 9월 30일
IEEE 8022011년 1분기 Media Access Control(MAC; 미디어 액세스컨트롤) 브리지와 가상 브리지 로컬지역 네트워크(IEEE 802를 통합).1Qav 및 8021분기 수정) IEEE 802로 대체되었습니다.2014년 1분기/2018년 1분기 2011년 8월 31일
IEEE 802.1AS-2011 브리지드 로컬에리어 네트워크(gPTP)에서의 시간에 민감한 응용 프로그램의 타이밍과 동기화 IEEE 802.1로 대체AS-2020 2011년 3월 30일
Time-Sensitive Networking(TSN; 시간 의존 네트워킹) 사양
IEEE 8022018년 1분기 브리지 및 브리지드네트워크 현재[25] 2018년 7월 6일
IEEE 802.1AB-2016 스테이션 및 미디어 액세스컨트롤 접속 검출(LLDP) 현재[26] 2016년 3월 11일
IEEE 802.1AS-2020 time-sensitive applications(gPTP; 시간 의존형 응용 프로그램)의 타이밍 및 동기화 현재,[27][28] 802.1에 의해 수정됨AS-2020/Cor1 2020년 1월 30일
IEEE 8022018년 1분기 Stream Reservation Protocol(SRP) 확장 및 성능 향상 현재[29] 2018년 10월 31일
Audio Video Transport Protocol(AVTP) 및 AVDECC 사양
IEEE 1733-2011 Local Area Network(RTP; 로컬 영역 네트워크)의 시간에 민감한 애플리케이션을 위한 레이어 3 전송 프로토콜 현재의 2011년 4월 25일
IEEE 1722-2011 브리지드 로컬 에리어 네트워크(AVTP)의 시간에 민감한 애플리케이션을 위한 레이어2 트랜스포트 프로토콜 IEEE 1722-2016으로 대체됨 2011년 5월 6일
IEEE 1722-2016 브리지드 로컬 에리어 네트워크(AVTP)의 시간에 민감한 애플리케이션을 위한 레이어2 트랜스포트 프로토콜 현재의 2016년 12월 16일
IEEE 1722.1-2013 디바이스 검출, 열거, 접속 관리 및 제어 프로토콜(AVDECC) 현재의 2013년 8월 23일

레퍼런스

  1. ^ "An Introduction to AVB Networking". Presonus. Retrieved December 2, 2020.
  2. ^ a b IEC 61883-6
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  8. ^ "IEEE 1722-2011 - IEEE Standard for Layer 2 Transport Protocol for Time Sensitive Applications in a Bridged Local Area Network". standards.ieee.org. Retrieved 2019-10-21.
  9. ^ "IEEE 1722.1-2013 - IEEE Standard for Device Discovery, Connection Management, and Control Protocol for IEEE 1722(TM) Based Devices". standards.ieee.org. Retrieved 2019-10-21.
  10. ^ "IEEE 1733-2011 - IEEE Standard for Layer 3 Transport Protocol for Time-Sensitive Applications in Local Area Networks". standards.ieee.org. Retrieved 2019-10-21.
  11. ^ AES67-2018 – Annex D (Informative)– IEEE 802.1과의 인터페이스AS 클럭 도메인
  12. ^ AES67-2018 – Annex C (정보)– AVB 네트워크 전송
  13. ^ Geoffrey M. Garner, Michel Ouellette, Michael Johas Teener (2012-09-27).IEEE 802.1 사용AS Network as a Distributed IEEE 1588 Boundary, Normal 또는 Transparent Clock" (분산 IEEE 1588 경계, 통상 또는 투과 클럭으로서의 AS 네트워크).ISPCS(IEEE)를 위한 정밀 클럭 동기화에 관한 2010 국제 IEEE 심포지엄
  14. ^ Amaya, Nestor (March 2016). "AES67 FOR AUDIO PRODUCTION: BACKGROUND, APPLICATIONS AND CHALLENGES" (PDF). smpte.org. Retrieved 2019-10-21.
  15. ^ Joao Martins (2016-06-16). "AVB/TSN Momentum and AES67/AVB Harmony at InfoComm 2016". Retrieved 2016-12-08.
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  19. ^ Grossman, Ethan (November 11, 2018). "DetNet Use Cases Overview" (PDF). ieee802.org. Retrieved 2019-10-21.
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외부 링크