以太網AV能否幫助統一家庭網絡？

盡管當前的消費者電子行業內，尚為出現一個明確的技術贏家來解決數字家庭媒體的分布傳播，但一些人預言在2009年以后，以太網將成為家庭網絡的最佳選擇。

哈曼（Harman）專業系統開發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AV標準，這是一套對現有的以太網標準進行修改的工作，從而使協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為導向的以太網網絡，使用著最佳的協議。這些協議可以承諾在數據通過網絡傳輸過程中沒有任何錯誤發生，但不保證可以及時到達。

相反，新興的以太網音頻/視頻橋接（AVB）標準-包括802.1AS、802.Qas和802.1Qav-可以保證下列的條件：通過7個以太網橋保證最大為2毫秒的延遲；保證相應的帶寬、精確的定時和同步服務用于時間戳和媒體的協調。

IEEE802.1工作組的主席Tony Jeffree表示，“有兩支力量在推動以太網AVB的發展。”

一組以哈曼和BMW公司為代表，希望能夠建立一個基于標準的可靠方法來為專業的演播室、音樂會現場以及汽車應用提供音頻和視頻。另一組為以太網和WiFi路由器廠商，他們希望提供低延時、供家庭網絡使用的同步音頻和視頻內容，并充分利用當前以太網技術的價格優勢。

例如，哈曼的Kreifeldt指出，該公司上下都致力于推出以太網AVB兼容的產品，包括哈曼/Becker汽車系統部、哈曼專業集團和哈曼消費電子集團。

芯片廠商，如博通、Marvell以及Xilinx也據稱渴望在其新的以太網硬件產品中實現以太網AVB。

當然，在該行業解決現有以太網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就是曾經被創造出來添加流量優先級的概念。類似的還有行業開發出實時協議（RTP），這是一個基于IP的在互聯網上傳輸音視頻的標準化方法。

不過，這兩個技術都無法滿足以太網的AVB性能，DiffServ不能保證端對端的數據流的傳輸，而RTP最初被定義為一種應用軟件，則很難在芯片上實現。此外，RTP需要更大的堆棧協議，這使得更低的延時應用很難實現。

博通公司的管道架構/技術主管兼任IEEE 802.1 AVB工作組主席的Michael Johas Teener強調，“現在尚不存在一種互操作性的方法來保證帶寬和延時，或者保證在以太網以及包括802局域網的橋網絡內端點間的微秒以內的同步問題。AVB協議卻可以做到這一點，而且我們相信實現的復雜度增加的并不大?！?

此外，Teener還表示，該工作組將以太網AVB開發成“不僅與以太網兼容，還和很多不是以太網的其他事情相兼容。”

第二層技術未知

將以太網AVB稱之為“第二層技術未知”，他認為“這不是全部關于以太網的。我們開發這個是用來保證時間敏感服務而不管使用的是哪一種第二層技術，只要第二層遵循AVB接口。”

總而言之，以太網AVB項目組希望能夠將普通的流量成形和預留協議的功能用于wifi(比如802.11e)以及有望用于多個標準的家庭網絡的非802.11設備（如同軸電纜多媒體聯盟- MoCA, 和ITU-T G9960）。

當被問及以太網AVB的成就如何與UPnP AV標準像比的時候，Teener略顯生硬。他說到：“這些（UPnP）關于QoS的想法是拜占庭式的。他們假設低層都是笨拙的，然后試圖進行協調。這并不會有太多影響?！?

相反，以太網AVB的優點就在于它被設計成“不需要復雜的網絡前期設計或者預先對所有的流量申請進行分類?！?Kreifeldt說道。

以太網AVB建設的組成部分

Jeffree指出，以太網AVB建設的基礎部分大概包括802.1Qat（流預留協議），802.1Qav（前向和隊列），802.1AS(橋接局域網中對時敏應用的定時和同步)，802.1BA（定型）。

802.1Qat是基礎。它要保證鏈接中的源與目的地之間的網絡鏈路資源都是可用的。

802.1Qav被用于協調數據流量，提供一種可靠的機制來支持時敏的數據流。同時它也要保證AV通信不會占用數據通信的全部帶寬。這將允許任意鏈接的上行數據流限制不會超過帶寬的75%。

802.1AS用于生成時鐘以及對網絡音視頻系統的修復。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。同時它也能提供一種網絡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據流進行同步，由此很難對同步中的問題進行預防。

802.1 BA的全稱是音視頻橋接系統，它是關于成型方面的訓練，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、協議以及橋接定位局域網的過程，這些都決定了網絡傳輸音頻和/或者視頻數據流的能力。

Jeffree解釋稱，802.1BA的工作才剛剛開始，主要包括如下的方面，例如內部AV安裝，專業的制作室，汽車（ 將AVS標準分發到座椅）和波音飛機上的應用。

這些標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起者進行投票。

MAC芯片的實現

現如今越來越多的消費者有機會選擇使用網絡媒體設備。包括觀看在線內容或者共享的內容，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絡來準確的將內容從電腦轉移到電視機”。

在國內網絡環境中，如果想正確的接收到他們并能實現流量成形，就需要在音視頻數據流中采用保留協議，“你需要一個芯片解決方案，”Kreifeldt稱，“而不再需要那么多的配置。”隨后Kreifeldt補充道“費用也會變的更低了?！?

準確的說，為了能夠適應新的以太網AVB協議，一個芯片供應商需要對以太網MAC芯片做哪些特殊的改變呢？

博通公司（Broadcom）的Teener說，“對以太網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(線纜)中*被傳輸或接收的?！彼赋?，“這個精確度已經很高了（±20ns），這樣的精確度是軟件所實現不了的。”

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，Teener說。在AVB以太網網絡接口卡的設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更簡單的事情，如Linux操作系統， Windows操作系統，和BSD，從而支持802.1Qav規定的流量成形。

當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協議”。

家庭使用多個高清格式數據流？

關于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和以太網的時候支持多個沒有壓縮的高清視頻數據流。

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據流，同時還有針對線纜的HDMI”。

Teener承認，事實上，“想要實現無壓縮高清流需要吉比特級的以太網，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的媒體工作室環境中使用10G（以上）以太網。

事實上，對于這一行業更大的誤解是，任何類型的家庭網絡技術都被拮據的消費者們認為是一種奢侈品。