什么是avb协议？AVB优势在哪里？

    众所周知，以太网创建于1980年，它是一种可以在互连设备之间相互传送数据的技术。发展至今日，因它具有成本低、速率快、可靠性高等特点被广泛的应用。我们可以通过以太网传送Email、图片、声音、视频等等。

    以太网音视频桥接技术(EthernetAudio/VideoBridging，又称“EthernetAVB”，以下简称AVB)是一项新的IEEE802标准，其在传统以太网络的基础上，通过保障带宽(Bandwidth)，限制延迟(Latency)和精确时钟同步(TImesynchronizaTIon)，以支持各种基于音频、视频的网络多媒体应用。AVB关注于增强传统以太网的实时音视频性能，同时又保持了100%向后兼容传统以太网，是极  具发展潜力的下一代网络音视频实时传输技术。

    AVB优势

    传统的音视频(AV)设备配置曾是单用途的点对点单向链接。这种专用的连接模式导致在难以管理和操作的专业与用户应用中需要大量的布线。解决这一问题有多种经认可的机制。但是所有这些机制不是不标准，就是难以操作和配置，再不然就是不灵活且贵。迁移到以太网设施中是公认的解决专业AV设备需求的方法。但是，目前，配置机制缺乏灵活性与互操作性。为了加快能够共同操作的基于以太网的AV配置投入使用的步伐，IEEE开发了IEEE802.1音视频桥接(AVB)标准。

    AVB是一系列IEEE802.1标准集合，由TIme-SensiTIveNetworkingTaskGroup开发，主要用于提升信息交换的容量、行业支持和AV产品的标准化。音视频桥通常指交换机，其目的是为音频和视频数据提供时间同步的、低延迟的和保证带宽预留的流媒体功能。

    AVB的目标是使用能处理AVB流量，而不影响网络统一整合的“智能”交换机传输音频、视频和其它数据形式。凭借AVB，IT管理人员能够采用混合数据网络，相较于并行独立系统更节省时间、更低本和更高效地履行以作为AV系统经理的职责。将AVB技术集成到当前的IT系统中是巨大的进步，并将致使大多数IT和AV管理员设计系统的原则发生根本性转变。

    VB传送协议改进了之前二层通讯协议(如CobraNet或EtherSound)的固有“先天性不足”。在控制能力大幅提升的前提下，借鉴了IEEE1394技术，在三层协议下传输同步的专业音/视频信号，并将传输延时压缩到微秒级。

    AVB数据包类型

    下面就单独分析这个AVB荷载的结构，这也是AVB技术和以前CobraNet及EtherSound技术完全不同的地方。AVB数据包按照包类型可以分为命令/控制数据包和流媒体数据包两大类，下面我们分两部分展开来讨论。

    这种数据包包含了命令发布和控制信号、数据流预约等除流媒体信号以外的其它数据结构包，属于第三层数据封装包(路由器层次)。第一个bit数据位称为CD数据位，只有两种表示状态，“0”表示流媒体数据，“1”表示控制型数据。4~11这8个字节的802.1Qat预约数据协议ID号码，它相当于TCP/IP协议集中的IP地址(比如192.168.0.1是4个字节“0xC0A80x0001”，表示的是目的地地址，后面紧接的192.168.0.1则是发送端地址，这样一共是8个字节。在AVB协议中，由于发送端和接收端不再使用IP地址的命名方法，而是使用标识ID来区别不同的设备，但是其作用和在数据包中的位置是与TCP/IP协议集类似的)。最  后的1~3个字节的补足位是当荷载数据较短的时候(即三层荷载不足34个字节的时候)，AVB控制设备自动添加足够的“0”来补足位数，称为“Padding”，以防止超短帧的形成。超短帧是指以太网数据包低于64字节(或者超过1518个字节)的时候，以太网传送机制CSMA/CD无法判断相邻接收帧的间距而形成网络冲突，为避免这种冲突出现，以太网规定了每个数据包的最  小和最  大长度。

    2、流媒体数据流包：

    流媒体数据的数据结构显然比控制数据包复杂很多，但是基本含义没有太多的复杂性。以前提过AVB传输的媒体流数据可以是很多种类型，包含压缩和不压缩的音频及视频以及卫星电视数据等不同种类，这些不同类型的数据在媒体流数据包中在7bit的协议类型中得以体现。

    AVB传送协议对数据流的三个主要定义：

    1、多媒体格式及封装方法。包括原始数据流和压缩音、视频流，以及附带传输IEEE1394(IEEE1394接口是苹果公司开发的串行标准，俗称火线接口(firewire)。同USB一样，IEEE1394也支持外设热插拔，可为外设提供电源，省去了外设自带的电源，能连接多个不同设备，支持同步数据传输。火线)的信号。

    2、流媒体传送的同步机制。包括基准时钟的同步和丢失重建，以及同步时钟延时控制和优化。

    3、多播地址的分配。包括为AVB数据流分配ID以及媒体时钟发生器的分配方式。

    音频视频桥接(IEEE802.1AVB和IEEE1722/1733)跨过混合使用网络为音视频流提供高服务质量的传输。

    XMOS开发了一种灵活的、纯软件配置的AVB音频，该种AVB音频可以被配置成支持超过100个音频通道(借助以太网)的单立体声对。XMOS器件确定性的架构完美地匹配了AVB的低延时和时序同步特性，同时XMOS器件也拥有了集成数字音频接口、TCP/IP和DSP处理控制功能的能力。

    AVB协议组基本上跨越了TCP/IP协议组的全部层次，而不仅仅是二层协议传输，且为可路由协议，这就从传输本质上区别于二层的CobraNet和EtherSound协议。尽管AVB可以支持三层路由，但是并非意味着它可以发送到Internet公网中去，或者架构在Internet架构下的VPN上去。这是因为远距离传输的基准时钟延时问题没有根本得到解决，网络直径依然无法超过7个hop。这么说来，那这个三层协议好处在哪里呢?由于QoS的介入，使得数据管理和传输效率大大提高，更多的基于TCP/IP的硬件、管理软件可以支持AVB。这使得AVB的各方面能力都是非常强大而灵活的。尽管刚才说AVB协议集包含的数据包类型繁多，但是每种不同用途的AVB数据包的基本框架结构是一样的。

    上述的AVB数据包结构只是它的二层结构类型，也就是针对二层以太网传送的协议结构，而针对三层传输和控制协议则封装在AVB以太网荷载(Payload)的46~1500字节当中另外定义。如果不理解这句话的意思，可以查阅相关TCP/IP数据结构相关书籍，或者参考本连载之前的关于CobraNet数据结构封装的章节。简单来说，网络数据包封装就是一个“嵌套”结构，二层底层是最  外层封装，三层结构则被镶嵌在内等等。

    AVB发送和接受数据流的数据包结构和之前的二层传输技术相比，主要区别在：

    ·系统的延时大大降低至2毫秒以下

    ·系统的传输质量有QoS保证，包括软件和硬件均支持

    ·AVB作为流媒体的一个载体，可以传送包括压缩和非压缩等多种音视频流媒体，并能保证同步传输，突破以往的瓶颈

    ·多达256种不同格式的音视频数据流(包括采样频率)可以在同一个网络中共存传输，而互不干扰

    ·支持其它3层协议的高级功能