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AES67和ST2110-30有哪些不同

2022-05-16 依馬獅視聽工場


AES67和ST2110-30是當下最重要的兩個AoIP標準,前者是AoIP系統(tǒng)的通用標準,后者則是視音頻一體化IP系統(tǒng)中不可缺少的互通標準。

簡單說,就是AES67主要用于純音頻系統(tǒng),而ST2110-30更適用于視音頻一體化系統(tǒng)。當然,在純音頻系統(tǒng)中使用ST2110-30也是完全沒有問題。

AES67和ST2110-30都是源自開源的AoIP互通標準Ravenna,而ST2110-30更是參照AES67制定,二者都使用RTP協(xié)議和UDP協(xié)議進行音頻的實時傳輸,都使用無壓縮的PCM編碼,以及PTPv2精確時鐘協(xié)議進行同步,僅是在一些參數(shù)細節(jié)上有所不同。

 

音頻流設置的區(qū)別

AES67從2013年發(fā)布第一版之后,又在2015、2017、2018年分別做出修訂,目前的版本支持1ms、1/3ms、1/4ms、1/8ms四種數(shù)據(jù)包時間,也就是每個數(shù)據(jù)包可設定為裝載1ms、1/3ms、1/4ms、1/8ms的音頻數(shù)據(jù)。

AES67和ST2110-30有哪些不同

AES67-2018支持以下幾種音頻流:

(這里只討論48kHz采樣率)

•1ms,1-10通道

•1/3ms,1-30通道

•1/4ms,1-40通道

•1/8ms,1-80通道

ST2110-30的音頻流格式則更加簡單:

•Level A:1ms,1-8通道

•Level B:1/8ms,1-8通道

•Level C:1/8ms,1-64通道

對比可見,ST2110-30是不支持1/3ms和1/4ms兩種數(shù)據(jù)包時間的,這也就意味著使用這兩種音頻流設置,ST2110-30設備可能無法接收。

但同時也可以看到,1ms、1-8通道音頻流和1/8ms、1-64通道音頻流是可以同時被AES67和ST2110-30設備兼容的,所以通常建議使用1/8ms、1-64通道的音頻流格式,便可以同時兼容AES67和ST2110-30兩個標準。

 

音視頻融合帶來區(qū)別

廣播電視系統(tǒng)向IP架構的演進,很大程度上是源自4K的推動。基于SDI的基帶系統(tǒng)已無法滿足大規(guī)模4K制作的需求,4倍的線纜數(shù)量和4倍的視頻矩陣規(guī)模使系統(tǒng)不堪負重。

AES67和ST2110-30有哪些不同

基于ST2110標準的IP架構系統(tǒng)以相對較低的成本實現(xiàn)了超大規(guī)模的視音頻路由能力,可支持上千路4K信號和數(shù)萬條音頻流的路由,將一個廣播電視臺所有的本地信號和外來信號放在一個路由系統(tǒng)中自由調(diào)度。

在純音頻系統(tǒng)中,AES67已能夠提供接近完美的傳輸性能。而在視音頻一體系統(tǒng),例如電視轉播車或演播室,大量的音頻信號源來自攝像機機頭話筒、視頻播放器與IPG板卡(外來信號),這些信號以ST2110-30音頻流傳送至主備調(diào)音臺進行混音,便可代替音分與解嵌板卡,并大量減少AES端口和線纜數(shù)量,使系統(tǒng)更高效,信號共享更便利,再加上ST2022-7主備網(wǎng)絡無縫切換冗余,安全性也更高。

所以若從應用端出發(fā),AES67與ST2110-30的區(qū)別正是與視頻系統(tǒng)的融合能力。

那么為何視頻系統(tǒng)不直接使用AES67標準呢?

ST2110是一個涵蓋了視頻、音頻、輔助數(shù)據(jù)和同步、傳輸?shù)臉藴始希琒T2110-30只是其中音頻的傳輸?shù)囊粋€標準,它必然會根據(jù)大規(guī)模視頻系統(tǒng)的需要進行一些必要的適應性修改,并且盡量的精簡,從音頻流格式的規(guī)定便可見一斑。

而從實踐出發(fā),帶來較大變化的還是在同步時鐘的部分。

Slave Only選項

AES67和ST2110-30都使用PTPv2,即IEEE1588-2008精確時鐘協(xié)議進行同步,但在PTP的參數(shù)設定上有少許不同。

ST2110-30要求設備增加“Slave Only”選項,設定為True之后該設備無法成為系統(tǒng)的PTP主時鐘。

PTP采用競選機制,每一臺PTP設備都有機會成為PTP主時鐘,優(yōu)先級數(shù)值最小和時鐘等級最高的設備會被自動選為系統(tǒng)的PTP主時鐘,即Grand Master。

而設置Slave Only為True之后,即使將PTP優(yōu)先級設置為最高,該設備也不會成為PTP主時鐘。

AES67則沒有這項要求。

PTP參數(shù)設置的不同

AES67的PTP參數(shù)設置由附件A定義;ST2110則規(guī)定使用ST2059-2作為PTP時鐘的設置標準。

AES67和ST2110-30有哪些不同

這些設置的不同便可能在實際應用中帶來一些困擾,目前發(fā)現(xiàn)影響較大的是PTP時鐘域(PTP domain)一項。

AES67規(guī)定,PTP時鐘域默認為0,可設置為0-127。

ST2059-2則規(guī)定PTP時鐘域默認為127,可設置為0-127。

所以一臺AES67設備若需要在ST2110系統(tǒng)中使用,往往需要將PTP時鐘域設置為127。

但實際應用中發(fā)現(xiàn)一部分AES67設備不具備修改PTP時鐘域的能力,這便限制了其在ST2110系統(tǒng)中的使用,因為AES67文檔中有指明不接收不同PTP時鐘域和參考時鐘的設備發(fā)送的音頻流,這顯然會導致這種情況下部分AES67設備無法接收ST2110-30音頻流。

AES67和ST2110-30有哪些不同

 

其它區(qū)別(通常對系統(tǒng)影響不大)

AES67對PTP時鐘的要求更嚴格

ST2110允許設備使用基帶時鐘工作,此時其發(fā)送的音頻流的SDP中,時鐘的描述為“a=ts-refclk:localmac=<MAC adress>”,這可能會造成部分AES67設備無法接收該音頻流。

ST2110要求RTP clock和Media Clock的offset必須為0

ST2110不要求支持RTCP協(xié)議和SIP單播協(xié)議

AES67和ST2110均未規(guī)定必須使用何種方式進行音頻流的冗余,但ST2110有規(guī)定如果使用冗余,則應符合ST2022-7標準

綜上所述,ST2110-30與AES67采用了相同的傳輸協(xié)議、編碼方式與同步時鐘,只是在細節(jié)上有所差異,畢竟ST2110-30是參考AES67而制定的。而到了設備端,不同設備對于AES67和ST2110-30標稱兼容,但實際情況可能會略有千秋,還是需要經(jīng)過實踐的檢驗。

AES67和ST2110-30有哪些不同

如何不再糾結于這些細節(jié)差異帶來的不便呢?選擇Ravenna標準的設備便是一條捷徑。

Ravenna是一個開源的AoIP標準,使用IPv4網(wǎng)絡、RTP協(xié)議、UDP協(xié)議、IGMP組播管理協(xié)議等進行傳輸,使用PCM和AM824音頻編碼(后者被應用于ST2110-31),使用PTP v2進行同步。這些都完全被AES67和ST2110所沿用。

Ravenna對于音頻流的數(shù)據(jù)包時間和通道數(shù)設置范圍寬泛,數(shù)據(jù)包時間可以在0.02ms到2.67ms之間任意設置(即Frame Size從1至128),音頻流通道數(shù)也支持1-128,對AES67和ST2110-30所有的音頻流格式都可以完全滿足。

Ravenna具備強大的PTP時鐘適應性,可修改PTP時鐘域,可接收不同PTP時鐘域的設備發(fā)送的音頻流(這是AES67不支持的),具備slave only選項。

Ravenna對于音頻流發(fā)送和接收的每一個參數(shù)都可以手動更改,例如UDP端口號、RTP載荷類型等,更可手動設置音頻流的組播地址,地址范圍不受任何限制。

Ravenna是當前對于AES67和ST2110兼容性最好的AoIP解決方案,為系統(tǒng)搭建與調(diào)試提供最大的便利。目前,LAWO所有音頻設備均采用Ravenna標準,打造高性能、高可靠性的AoIP系統(tǒng)。

2018年至今,國內(nèi)已有超過40個4K轉播車和演播室項目使用了基于Ravenna標準的LAWO AoIP核心設備。我們愿用世界一流的產(chǎn)品、專業(yè)的技術服務和熱誠之心為中國廣播電視產(chǎn)業(yè)的發(fā)展助力。

Lawo 朗沃 AES67 ST2110-30 AoIP標準

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