Dante,AES67,SMPTE ST 2110之間的關(guān)系

音頻網(wǎng)絡(luò)簡史

CobraNet （1996） 和 EtherSound （2001） 被廣泛認(rèn)為是第一代成功的商業(yè)音頻網(wǎng)絡(luò)。CobraNet最早使用10Mbit以太網(wǎng)；使用100Mbit以太網(wǎng)連接的兩者都取得了顯著的成功。系統(tǒng)設(shè)計者們對這些技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)展，以此來建立包括會議中心、機(jī)場、主題公園、體育館和現(xiàn)場音樂會等系統(tǒng)在內(nèi)的大規(guī)模系統(tǒng)。

以太網(wǎng)的發(fā)展

在隨后的幾年里，對媒體網(wǎng)絡(luò)至關(guān)重要的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)大幅提升，不斷完善。在這段時間，所有打算繼續(xù)開發(fā)Dante的人都積極參與，為例如互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組 （IETF） 這種標(biāo)準(zhǔn)組織撰寫不同主題的文檔，尤其著重于零配置網(wǎng)絡(luò)、實時傳輸協(xié)議（RTP）、精確時間協(xié)議 （PTP） 以及服務(wù)質(zhì)量 （QoS）等類型的主題。

（Audinate， 2019）起初，Audinate 研發(fā)團(tuán)隊依據(jù)那些新興和成熟的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，利用自己的專業(yè)技能搭建 Dante。這為 Dante帶來前所未有的性能：緊密同步、低延時、可擴(kuò)展規(guī)模和適應(yīng)不同網(wǎng)絡(luò)速度和技術(shù)的能力。

例如，早期網(wǎng)絡(luò)使用從數(shù)據(jù)包流中恢復(fù)時鐘的方法。而在Dante，Audinate引用了與PTP同步并生成所需的媒體時鐘這一方法。這一方法極大地放松了對QoS的要求。數(shù)千媒體數(shù)據(jù)包不再有嚴(yán)格的QoS要求，只有極個別同步數(shù)據(jù)包需要流量優(yōu)先級。

由于CobraNet 和 EtherSound的使用早于這些標(biāo)準(zhǔn)，這些工程師必須開發(fā)專門應(yīng)對這些挑戰(zhàn)的方法，而隨著以太網(wǎng)不斷成熟，帶寬更寬，這些方法卻未能相應(yīng)地自發(fā)成熟。因此，這些先進(jìn)的系統(tǒng)最終止步不前，成為遺留系統(tǒng)。

由于廣播音頻系統(tǒng)設(shè)計開始采用網(wǎng)絡(luò)解決方案，他們需要具有與傳統(tǒng)廣播基礎(chǔ)設(shè)施的兼容性。所以，解決方案是放置一個轉(zhuǎn)接設(shè)備到網(wǎng)絡(luò)邊緣，以便提供像模擬、AES3和MADI接口那樣的傳統(tǒng)連接方式。（Harvey，2014）由于更多的制作團(tuán)隊開始采用以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的解決方案，通常情況下是一個團(tuán)隊使用的邊緣設(shè)備與另一個網(wǎng)絡(luò)上的邊緣設(shè)備進(jìn)行通迅。每個聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)都變成一座島，模擬、AES3和 MADI 則是系統(tǒng)間“檢查站”的通用語言。

Audinate 眼中的 AES67

起源：網(wǎng)絡(luò)解決方案之間互操作性的需求

早在2009年，來自音頻工程協(xié)會的技術(shù)委員會團(tuán)隊就撰寫了名為《網(wǎng)絡(luò)音頻最佳實踐 （Best Practices in Network Audio）》的白皮書，開始認(rèn)識到“島嶼間操作”這一情況。在此，他們觀察到了相似性和差異。

由于所有的音頻網(wǎng)絡(luò)都使用未壓縮的 PCM 數(shù)據(jù)，因此在編解碼器或數(shù)據(jù)壓縮等音頻數(shù)據(jù)中并沒有復(fù)雜的差異。當(dāng)時許多網(wǎng)絡(luò)使用不可合并的專有基帶通信，而Dante和Livewire則使用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)架構(gòu)。“跨平臺”連接似乎是可能的。

然而，數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)相似，流格式卻不同，同步方案和API控制也是如此。實際操作中，若沒有重大的新發(fā)展，這些系統(tǒng)是無法直接鏈接的。我們需要新的解決方案，使他們可以在網(wǎng)絡(luò)上直接兼容。

在接下來的時間里，AES67開始被制定。這一標(biāo)準(zhǔn)出版于2013年，并分別于2015年和2018年進(jìn)行了更新。在2015年10月的紐約 AES 展會上第一次正式對公眾進(jìn)行了展示。

“互操作性標(biāo)準(zhǔn)”的誕生

媒體網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟 （MNA） 是為提高行業(yè)對 AES67的認(rèn)識而成立的行業(yè)組織。他們對AES67的描述如下：“AES67使網(wǎng)絡(luò)音頻解決方案，例如Dante、Livewire+、Q-LAN、Ravenna和WheatNet IP之間的網(wǎng)絡(luò)音頻流的互操作性成為可能。它不是一項新技術(shù)，而是通過橋接完成的兼容模式。”這里，我們可以看到 MNA 制定的AES67所扮演的角色與市場中其它網(wǎng)絡(luò)解決方案是不同的。那時還沒有能夠用來描述AES67的術(shù)語，這是個全新的概念。而在內(nèi)部，Audinate 給出了兩個定義：

互操作性標(biāo)準(zhǔn)： 例如.AES67， SMPTE ST 2110 音頻

意義：一個在相互競爭的網(wǎng)絡(luò)解決方案的產(chǎn)品間，通過 IP 進(jìn)行的基本音頻或視頻傳輸?shù)乃{(lán)圖?；ゲ僮餍詷?biāo)準(zhǔn)通常缺乏控制和管理網(wǎng)絡(luò)流的管理工具，這仍需要手動操作。

互操作性標(biāo)準(zhǔn)通常是由某個開放標(biāo)準(zhǔn)委員會控制的。由于眾多公司同時重復(fù)開發(fā)同一功能，集中進(jìn)行的產(chǎn)品間互操作性測試只能是極少數(shù)情況下才會出現(xiàn)，并且范圍有限。如果出現(xiàn)問題，沒有獨立的支持團(tuán)隊來解決。

網(wǎng)絡(luò)解決方案：例如Dante、Livewire+、Q-LAN、Ravenna 和 WheatNet IP

意義：一套解決網(wǎng)絡(luò)音頻或網(wǎng)絡(luò)視頻聯(lián)網(wǎng)的完整方案，解決媒體傳輸問題并提供控制管理系統(tǒng)的管理工具。使其在現(xiàn)實世界中更加便利。這些服務(wù)的特征包括發(fā)現(xiàn)探索、流控制和管理、性能測量、訪問安全和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控。

網(wǎng)絡(luò)解決方案通常是由私人團(tuán)隊開發(fā)控制的，因此可以更好地控制組件、固件/軟件的開發(fā)和測試過程，提供一致的體驗和更高的可靠性。而在Dante 系統(tǒng)中，互操作性測試是自動進(jìn)行的，無需使用“互操作插件”或進(jìn)行設(shè)備認(rèn)證。如果出現(xiàn)問題，可以向有專業(yè)人士的組織尋求幫助，專業(yè)人士可以確定問題的性質(zhì)，并與制造商共同合作，解決問題。

網(wǎng)絡(luò)解決方案同樣能將應(yīng)一起使用的產(chǎn)品更好地集成起來。 堅持一款網(wǎng)絡(luò)解決方案能夠使設(shè)計的整體效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于簡單的部分之和。

圖2 清楚地將網(wǎng)絡(luò)解決方案與開放標(biāo)準(zhǔn)中各自相對應(yīng)的能力進(jìn)行了對比。相比開放標(biāo)注，網(wǎng)絡(luò)解決方案能夠應(yīng)對更高級別的網(wǎng)絡(luò)管理和安全問題。然而，這一圖表掩蓋了不同網(wǎng)絡(luò)解決方案之間的差異，這些差異很有可能是巨大的。

當(dāng)然，不同網(wǎng)絡(luò)解決方案背后的各組織會對他們以自己的方式進(jìn)行的這些設(shè)計有著十分堅定的信念。因此，AES67中高級別功能的缺乏不應(yīng)該算作技術(shù)委員會的失誤。相反，技術(shù)委員會避免這些辯論的做法是明智的。在有限范圍內(nèi)保持務(wù)實的態(tài)度- 僅關(guān)注傳輸部件 - AES67既不會由于過于重要而難以在不同的解決方案中達(dá)成一致，也不會由于過于復(fù)雜而難以實施。

雖然作為獨立技術(shù)，AES67自行部署的能力是毋庸置疑的，但如果想將其用作網(wǎng)絡(luò)解決方案，它就會顯得既繁瑣又受到限制。任何使用過類似Dante這樣的網(wǎng)絡(luò)解決方案的人都會立刻意識到，若使用 AES67需要進(jìn)行額外工作，而像Dante這樣的網(wǎng)絡(luò)解決方案則會大大改善使用體驗。

在最好的情況下，AES67通常需要技術(shù)人員手動設(shè)置時鐘結(jié)構(gòu)。 然后，要建立訂閱，他們需要手動在每個設(shè)備“使用物理方式（U盤等）”建立會話描述協(xié)議 （SDP） 文件。毫無疑問，這一過程需要技術(shù)人員安裝并管理幾個實用程序和 網(wǎng)頁瀏覽器選項卡，其組合將隨著被連接的產(chǎn)品而產(chǎn)生改變。

但是AES67能將來自不同音頻網(wǎng)絡(luò)解決方案的產(chǎn)品連接在一起。這種為了在不同網(wǎng)絡(luò)解決方案之間獲得音頻的折衷方案直接犧牲了重要功能。

根據(jù)工作選擇正確的工具

在為工程或制作團(tuán)隊設(shè)計系統(tǒng)時，將團(tuán)隊所需要用到的設(shè)備先列一個清單，再將它們都放到同一網(wǎng)絡(luò)解決方案中會是一個明智的選擇。這將極大地減少所需的應(yīng)用程序數(shù)量，提供產(chǎn)品之間更深層次的控制集成以及系統(tǒng)診斷和監(jiān)視的通用方法。

產(chǎn)品系列的優(yōu)勢是顯而易見的。目前很少有基于網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)，但是在整個網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中選擇產(chǎn)品線或品牌是很常見的。優(yōu)勢都是一樣的：更加一致、更加集成。

這不僅僅只是一個用戶友好的界面。Dante這樣的網(wǎng)絡(luò)解決方案更加穩(wěn)健。需要手動設(shè)置的系統(tǒng)出現(xiàn)故障時也需要手動恢復(fù)；而可以自動設(shè)置的系統(tǒng)出現(xiàn)故障時則可以自動恢復(fù)，甚至是無縫恢復(fù)。

當(dāng)混合音軌、音樂重放和內(nèi)通對講需要在不同網(wǎng)絡(luò)解決方案的團(tuán)隊之間傳輸時，AES67會是一個可行的選擇。Dante設(shè)備可以同時發(fā)送和接收Dante和AES67。 您可以在擁有AES67互操作性以備不時之需的同時，擁有功能先進(jìn)、強(qiáng)大的Dante網(wǎng)絡(luò)解決方案。

Audinate 眼中的 SMPTE ST 2110

SMPTE ST 2110是一套標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。盡管它主要關(guān)注的是視頻傳輸，但它也能解決流中音頻元素的問題。因為ST 2110同時針對音頻和視頻，有些人會很自然地認(rèn)為這個標(biāo)準(zhǔn)給二者帶來了同樣的好處。然而ST 2110對音頻方面來說很有趣，但采用它的原因是完全不同的，理解這一點對于更有效地進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計至關(guān)重要。

視頻方面： 針對 SDI 的革命性替換

視頻制作一直受到帶寬的挑戰(zhàn)。在任何制作數(shù)字視頻的最初階段，都要先決定用什么分辨率進(jìn)行拍攝，以及是否使用視頻壓縮和/或限制色度抽樣。

ST 2110的創(chuàng)始愿景是非常大膽的。開發(fā)團(tuán)隊設(shè)想了一個100Gbit交換機(jī)更加普及的世界，認(rèn)識到這將使 8K無壓縮視頻成為現(xiàn)實（隨著網(wǎng)絡(luò)速度的不斷提高，視頻甚至更高清）。以前壓縮視頻所消耗的能量可以重新加以利用，用于轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。

但相比SDI，ST 2110不僅增加了帶寬，也更加高效靈活。當(dāng)SDI將音頻、視頻和輔助數(shù)據(jù)封裝到一個串行管道中時，ST 2110則是將這些元素分離為獨立的流。比如，僅消隱區(qū)域就占據(jù)了 HDSDI 帶寬的 16%-38%。

通過分離音頻、視頻和輔助數(shù)據(jù)流，ST 2110為參與設(shè)備提供實質(zhì)性的帶寬緩解，完成了對 SDI的改進(jìn)。參與視頻制作的所有設(shè)備提供商都很贊賞這一改進(jìn)。

對于視頻專業(yè)人士來說，將如 SDI 這樣的點對點解決方案轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡(luò)解決方案中的承諾無疑是一種解放。即便沒有自動配接和管理工具，ST 2110依然代表著從 SDI 視頻向前邁出的一大步。

音頻方面： AES67 的漸進(jìn)式提升

在 SMPTE ST 2110 的音頻方面，這些變化與其說是革命，不如說是演變。ST 2110 音頻流本質(zhì)上是 AES67 的復(fù)制品，唯一的區(qū)別是僅有的幾個參數(shù)收緊。 這并不是意外導(dǎo)致的。為了防止在同行業(yè)中出現(xiàn)相互競爭的通用橋接模式，開發(fā) AES67的 AES 技術(shù)委員會代表與 ST 2110 技術(shù)委員會代表展開了合作。 因此，關(guān)于AES67 任務(wù)的所有內(nèi)容都適用于 ST 2110，至少作為一個起點來說均是如此。

對音頻團(tuán)隊來說，SMPTE ST 2110 的吸引力主要在于與視頻領(lǐng)域的整合。過去，有時視頻團(tuán)隊使用與 AES3或 MADI 連接的音頻語言，有時音頻團(tuán)隊必須使用 SDI 嵌入/去嵌入設(shè)備的視頻語言。由于音頻團(tuán)隊已經(jīng)在使用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，而 ST 2110 與已為 AES67 完成的工作密切相關(guān)，因此對于視頻團(tuán)隊來說，采用 ST 2110 是簡化鏈接的可控補(bǔ)充。

值得注意的是，各行業(yè)組織正試圖通過制定更相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范來加強(qiáng) ST 2110。JT-NM 路線圖對將改善現(xiàn)有 AES67 或 ST 2110 標(biāo)準(zhǔn)體驗的開發(fā)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。EBU 在上述“金字塔”圖表中總結(jié)了這一進(jìn)展，表明其中大多數(shù)仍在進(jìn)行中。

傳輸元素和同步層已達(dá)到穩(wěn)定點。最近，被引用于冗余網(wǎng)絡(luò)配置的 SMPTE 2022-7 被視為穩(wěn)定運行，并已包含在 Audinate 的 ST 2110 運行中。

而其它提出的功能遠(yuǎn)沒有那么成熟。當(dāng)前的JT-NM 路線圖顯示，NMOS 元素（IS-04 發(fā)現(xiàn)和IS-05 連接管理）在 2018 年第 3 季度至 2019 年第2 季度的時間段內(nèi)被廣泛應(yīng)用。當(dāng)然，這么說還為時過早。

廣播公司仍在提出 NMOS 互操作性和穩(wěn)定性方面面臨的重大挑戰(zhàn)。鑒于這些困難，一些重大項目被迫使用AES67 和 SMPTE ST 2110 的手動路由——至少目前是這樣。

Audinate已公開表達(dá)了想要支持AES67和SMPTE ST 2110的目標(biāo)。目前無法就采用NMOS方面給出官方評論，標(biāo)準(zhǔn)的演變和采用顯然是不可預(yù)測的。然而，在2019年Inter BEE展之后，雅馬哈和索尼證明了Dante Domain Manager是網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的關(guān)鍵部分，如果有足夠的市場需求，就可以實現(xiàn)NMOS的啟用。

超越IS-04和IS-05后，金字塔的其余部分還沒有得到解決。未來，SMPTE ST 2110支持者希望解決系統(tǒng)配置和監(jiān)控，以及網(wǎng)絡(luò)安全功能等問題。

本討論強(qiáng)化了網(wǎng)絡(luò)解決方案與互操作性標(biāo)準(zhǔn)不同這一概念。今天，Dante與Dante Domain Manage使用真正成熟的產(chǎn)品解決了JT-NM路線圖中的所有問題。 此外，由于Audinate支持SMPTE ST 2110，Dante產(chǎn)品可以在網(wǎng)絡(luò)解決方案的強(qiáng)大功能和開放標(biāo)準(zhǔn)的互操作性這兩方面做到兩全其美。