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AES67和ST2110-30有哪些不同

2022-05-16 依马狮视听工场


AES67和ST2110-30是当下最重要的两个AoIP标准,前者是AoIP系统的通用标准,后者则是视音频一体化IP系统中不可缺少的互通标准。

简单说,就是AES67主要用于纯音频系统,而ST2110-30更适用于视音频一体化系统。当然,在纯音频系统中使用ST2110-30也是完全没有问题。

AES67和ST2110-30都是源自开源的AoIP互通标准Ravenna,而ST2110-30更是参照AES67制定,二者都使用RTP协议和UDP协议进行音频的实时传输,都使用无压缩的PCM编码,以及PTPv2精确时钟协议进行同步,仅是在一些参数细节上有所不同。

 

音频流设置的区别

AES67从2013年发布第一版之后,又在2015、2017、2018年分别做出修订,目前的版本支持1ms、1/3ms、1/4ms、1/8ms四种数据包时间,也就是每个数据包可设定为装载1ms、1/3ms、1/4ms、1/8ms的音频数据。

AES67和ST2110-30有哪些不同

AES67-2018支持以下几种音频流:

(这里只讨论48kHz采样率)

•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的音频流格式则更加简单:

•Level A:1ms,1-8通道

•Level B:1/8ms,1-8通道

•Level C:1/8ms,1-64通道

对比可见,ST2110-30是不支持1/3ms和1/4ms两种数据包时间的,这也就意味着使用这两种音频流设置,ST2110-30设备可能无法接收。

但同时也可以看到,1ms、1-8通道音频流和1/8ms、1-64通道音频流是可以同时被AES67和ST2110-30设备兼容的,所以通常建议使用1/8ms、1-64通道的音频流格式,便可以同时兼容AES67和ST2110-30两个标准。

 

音视频融合带来区别

广播电视系统向IP架构的演进,很大程度上是源自4K的推动。基于SDI的基带系统已无法满足大规模4K制作的需求,4倍的线缆数量和4倍的视频矩阵规模使系统不堪负重。

AES67和ST2110-30有哪些不同

基于ST2110标准的IP架构系统以相对较低的成本实现了超大规模的视音频路由能力,可支持上千路4K信号和数万条音频流的路由,将一个广播电视台所有的本地信号和外来信号放在一个路由系统中自由调度。

在纯音频系统中,AES67已能够提供接近完美的传输性能。而在视音频一体系统,例如电视转播车或演播室,大量的音频信号源来自摄像机机头话筒、视频播放器与IPG板卡(外来信号),这些信号以ST2110-30音频流传送至主备调音台进行混音,便可代替音分与解嵌板卡,并大量减少AES端口和线缆数量,使系统更高效,信号共享更便利,再加上ST2022-7主备网络无缝切换冗余,安全性也更高。

所以若从应用端出发,AES67与ST2110-30的区别正是与视频系统的融合能力。

那么为何视频系统不直接使用AES67标准呢?

ST2110是一个涵盖了视频、音频、辅助数据和同步、传输的标准集合,ST2110-30只是其中音频的传输的一个标准,它必然会根据大规模视频系统的需要进行一些必要的适应性修改,并且尽量的精简,从音频流格式的规定便可见一斑。

而从实践出发,带来较大变化的还是在同步时钟的部分。

Slave Only选项

AES67和ST2110-30都使用PTPv2,即IEEE1588-2008精确时钟协议进行同步,但在PTP的参数设定上有少许不同。

ST2110-30要求设备增加“Slave Only”选项,设定为True之后该设备无法成为系统的PTP主时钟。

PTP采用竞选机制,每一台PTP设备都有机会成为PTP主时钟,优先级数值最小和时钟等级最高的设备会被自动选为系统的PTP主时钟,即Grand Master。

而设置Slave Only为True之后,即使将PTP优先级设置为最高,该设备也不会成为PTP主时钟。

AES67则没有这项要求。

PTP参数设置的不同

AES67的PTP参数设置由附件A定义;ST2110则规定使用ST2059-2作为PTP时钟的设置标准。

AES67和ST2110-30有哪些不同

这些设置的不同便可能在实际应用中带来一些困扰,目前发现影响较大的是PTP时钟域(PTP domain)一项。

AES67规定,PTP时钟域默认为0,可设置为0-127。

ST2059-2则规定PTP时钟域默认为127,可设置为0-127。

所以一台AES67设备若需要在ST2110系统中使用,往往需要将PTP时钟域设置为127。

但实际应用中发现一部分AES67设备不具备修改PTP时钟域的能力,这便限制了其在ST2110系统中的使用,因为AES67文档中有指明不接收不同PTP时钟域和参考时钟的设备发送的音频流,这显然会导致这种情况下部分AES67设备无法接收ST2110-30音频流。

AES67和ST2110-30有哪些不同

 

其它区别(通常对系统影响不大)

AES67对PTP时钟的要求更严格

ST2110允许设备使用基带时钟工作,此时其发送的音频流的SDP中,时钟的描述为“a=ts-refclk:localmac=<MAC adress>”,这可能会造成部分AES67设备无法接收该音频流。

ST2110要求RTP clock和Media Clock的offset必须为0

ST2110不要求支持RTCP协议和SIP单播协议

AES67和ST2110均未规定必须使用何种方式进行音频流的冗余,但ST2110有规定如果使用冗余,则应符合ST2022-7标准

综上所述,ST2110-30与AES67采用了相同的传输协议、编码方式与同步时钟,只是在细节上有所差异,毕竟ST2110-30是参考AES67而制定的。而到了设备端,不同设备对于AES67和ST2110-30标称兼容,但实际情况可能会略有千秋,还是需要经过实践的检验。

AES67和ST2110-30有哪些不同

如何不再纠结于这些细节差异带来的不便呢?选择Ravenna标准的设备便是一条捷径。

Ravenna是一个开源的AoIP标准,使用IPv4网络、RTP协议、UDP协议、IGMP组播管理协议等进行传输,使用PCM和AM824音频编码(后者被应用于ST2110-31),使用PTP v2进行同步。这些都完全被AES67和ST2110所沿用。

Ravenna对于音频流的数据包时间和通道数设置范围宽泛,数据包时间可以在0.02ms到2.67ms之间任意设置(即Frame Size从1至128),音频流通道数也支持1-128,对AES67和ST2110-30所有的音频流格式都可以完全满足。

Ravenna具备强大的PTP时钟适应性,可修改PTP时钟域,可接收不同PTP时钟域的设备发送的音频流(这是AES67不支持的),具备slave only选项。

Ravenna对于音频流发送和接收的每一个参数都可以手动更改,例如UDP端口号、RTP载荷类型等,更可手动设置音频流的组播地址,地址范围不受任何限制。

Ravenna是当前对于AES67和ST2110兼容性最好的AoIP解决方案,为系统搭建与调试提供最大的便利。目前,LAWO所有音频设备均采用Ravenna标准,打造高性能、高可靠性的AoIP系统。

2018年至今,国内已有超过40个4K转播车和演播室项目使用了基于Ravenna标准的LAWO AoIP核心设备。我们愿用世界一流的产品、专业的技术服务和热诚之心为中国广播电视产业的发展助力。

Lawo 朗沃 AES67 ST2110-30 AoIP标准

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