AVoIP的下一阶段

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AVoIP的下一阶段


虽然流媒体视频和网络化音频（audio-over-IP）在很多大型设施和多站点应用程序中都有着广泛的使用，但是直到2010年专业音视频界的人士才开始谈论将原有使用基带信号的模拟和数字音频/视频骨干系统为完全更换为基于交换机的IP技术设备。

和任何革命性的变革一样，很多市场中领先的企业对这种趋势一开始是抵触的。出售专有的交换设备太有利可图了。因此在接下来的几年中， 市场公开讨论了包括分辨率、清晰度（质量）、延时和其他一些视音频信号的基本特性，这些特性可以通过IP的方法实现，也可以不通过IP的方法实现。
Samuel Recine：Matrox的销售总监


但顾客有自己的判断标准，他们知道是非常可能通过IP的技术来达到与基带硬件设备所能带来的相同质量的节目内容的，正如VGA之于模拟以及HDMI和HDBaseT之于数字一样。不久后，每一家主流的视音频制造商都推出了一些支持视音频扩展和标准IP交换机的产品。

商界、政界、军界、医界以及其他最终用户都体验到了IT世界所给各自带来的好处，他们使用网飞（Netflix）客户端由于娱乐，使用YouTube和Facebook进行培训和市场营销，使用Skype和Zoom进行实时通讯和商业交流，而像Panopto, Kaltura和Brightcove这样的视频管理系统可以带来实时的、依照用户需要的视频内容。

与最终用户直接接触的IT界投入了数千亿美元的研发预算，以推动诸如音视频编解码和码率压缩方面技术的发展。在带宽受限的条件下，定制化实时视频的巨大进步揭示出对于用户数据、信息和AV娱乐的需求将不可避免的汇聚到一起，而这些内容的载体则是一个通用的通信协议。

“质量”这个因素在数值上有客观的评判标准，同时也有人主观的评判标准，但有一个标准是市场能够清楚衡量的，那就是“带宽”。在比特率上对质量进行对比一直存在着激烈的争论，并且因用户和应用的不同而异。不过通过对大量用户和应用的调查，在表1中，我们可以看到主流的视音频应用在全比特率下所能采用的最佳的编解码方式能够在文本、视频质量和敏锐度等方面提供远高于目标区域的质量级别。

由于在质量和比特率方面的差别非常小，下一个讨论的问题变成了是对于大多数应用来说性能超过客户需求的区域的在此划分，以及划分“延时”。

在源信号和目标信号处于同一场合，比如舞台上的演员和电视墙上播放的画面处于同一视角内时，讨论可觉察的延时门限（比如一帧的延时） 是有一定空间的，即信号从被摄像机镜头捕捉到屏幕上重放的时间差。但这些并不是众多视音频应用所关心的事情，那么评判延时的尺度是什么呢？

IP-KVM是一个很好的例子。如果有一台PC电脑主机与键盘、显示器、鼠标和扬声器等外部设备的距离有几千米远，这时用户就可以有足够的空间来感知他们在使用应用程序时是否会出现脱节的现象了。这个实验的结果显示有些用户认为延时在100毫秒以内还是能够令人感到舒服的，几乎所有的用户都感受不到小于50毫秒的延时。因此，IP环境下关于最好的延迟讨论的故事也在2018年中期结束了。

因此到了2019年ISE展会和在奥兰多举行的InfoComm展会上，你就会看到几乎所有的制造商都推出了相关的产品线，甚至是将所有的产品都迁移到了使用标准IP交换机并支持高质量视音频扩展的方向上来。事实上，许多公司都开发了无压缩、浅压缩和高压缩的IP产品，以方便客户们依照自己的应用进行选择。


Matrox在InfoComm 2012上展示了其首批AVoIP产品


无压缩和浅压缩的AVoIP产品对信号进行的处理较少（使用更便宜的芯片）因此其售价也相对较低。

当环境需要高密度的终端时， 无线的方式应运而生，数据交换或音视频便被混合利用起来，当视音频应用间的距离很长或视音频需要穿过具有潜在带宽瓶颈的网络环境进行传输时（这种情况在公有云或公共互联网时非常普遍），支持以非常低的比特率实现最高性能的产品则处于领先地位。

不考虑质量、延时和其他应用程序在表现方面的因素，市场已经为每个应用提供了AVoIP的解决方案而且正在毫无疑问的从基带迁移到IP。那么，AVoIP发展的下一阶段将会如何呢？

随着行业对于基于IP的音视频实用性和影响认识的不断成熟，下一波热潮会集中在开放的标准、从单个小部件到竞争品牌间产品的互操作生态系统以及创造出的能够通过IP完整的汇聚数据、通讯和媒体内容的有效的互操作环境的技术和服务当中。这个问题我们将分为两个部分讨论：开放的标准和互操作性。

开放的标准

这个话题属于专有技术的长期可行性的范畴，无论是指专有的非压缩编码技术，专有的编码器还是专有的传输通讯协议。在2D/3D图文市场， 有两种通讯的方式，没有任何一种专利技术有一家具有长期可持续性的销售商所垄断。有太多拥有不同技术和商业依赖性的利益相关方，因此（开放的标准）是不可能实现的。

2019年视音频市场开展了一场关于能够指引未来技术和产品发展方向并保证符合最多数产品、服务、用户和利益相关方需求的潜在的长期开放协议的大讨论。

虽然这个讨论真正开始于运输的产品，其中的一些是完全基于开放的标准的，另一些则基于私有的技术， 至少去年提出了一些可行的替代方案。

比如AIMS成立了一个专业视音频工作组将最终用户、制造商、系统集成商、应用开发者及服务提供商聚集在一起，试图建立一个被专业广播电视行业采用的高质量媒体标准，这个标准可以被视音频界认可为开放标准并且具有互操作性。AIMS所提出的一组较大规模封装标准就是我们熟知的SMPTE 2110，这个协议族包含多个子协议，涵盖了编码， 视频参数，音频参数，资源发现和网络安全等多方面。

2020年，市场对于已有的，增强版的或是完全新的标准之间的讨论将会更加热烈，这些标准将会伴随着大家度过下一个十年。SMPTE 2110已经做出了低带宽版本的修订，并且具有25Gb/s（被普遍认为是下一个超级节点）、40Gb/s, 100Gb/s和更高带宽环境下的说明。着对于大多数4K、8K甚至更高分辨率的用户来说是个好消息。因此我们还是需要重申，开放的标准需要符合所有利益相关方长期的需求，这样它们才能够在未来方向上进行投入。

互操作性

开放的标准只是保障了核心技术本身被支持，是满足市场各方的长期需求发展的必要条件。

互操作性则是让硬件和软件在使用时能够更好的配合，达到如鱼得水的效果。市场中的有些产品可以和其他品牌的产品一起使用。有时甚至可以和自己的竞品配合使用。

举个例子来说，一部IP摄像头输出的是标准的H.264信号流。这个编码格式和流媒体协议是基于开放标准的。但是如果摄像头的生产商希望他们的摄像头信号只能够被自己生产的解码器设备所识别，那么这个设备就不能够支持运行在PC上、解码设备或IP大屏墙的第三方解码软件。反之，如果这个摄像头在设计时的目标就是可以集成在一个生态系统中最大程度的发挥自己的作用， 那么它就能够兼容上述所说的第三方解码软件和硬件。



互操作性说到底还是制造商的选择。有时产品会被紧紧的限定在只能和同品牌的产品配合使用。也许是制造商为了减少产品质量检测的范围、技术支持和售后服务的工作量而让产品只能和同一家族的产品配合使用。但这种做法也会在其他方面付出代价。

当用户希望使用制造商A生产的顶级编码器、制造商B生产的顶级大屏时及制造商C生产的顶级录音和视频管理系统时，如果制造商生产的设备都将彼此的互操作性锁定的话，用户的设想肯定就无法实现了。

多制造商/交叉品牌/交叉产品之间的互操作性是在基于开放技术标准下产品需要迈出的第二步。没有开放的标准，互操作性是不存在的。但使用了开放的标准也不意味着互操作性就一定能够实现，开放的标准仅仅是互操作性的基础。

很多视音频产品的用户在朴素的表达自己的愿望：“我希望拥有VGA之于模拟和HDMI之于数字这样的产品性能和互操作性。但我希望也利用IP的优势减少设备数量带来的障碍以及设备间距离带来的障碍。”

这种程度的开放标准和互操作性正是专业广播电视行业推出SMPTE 2110标准的目的。由于广电行业的最终用户都规模都比较庞大，对制造商有相当大的影响力，因此标准在相当程度上是具有可行性的。从长远的角度看，视音频行业也将会因为终端用户和AVoIP的实用性而制造出大量的具有互操作性的产品。这是消费者的需要所驱动的。

不过这不会在视音频行业马上发生。AVoIP正在被行业所接受。但互操作性还处于起步阶段。

制造的阻力是一个障碍。集成技术、安装和创造基于IP互操作生态的服务渠道则是另一个障碍。加强音视频制造商和IT设备制造商之间的合作则是另一个必须同步发展的部分。

在文章的最后，让我们想象一下只能工作与同一个品牌网站旗下的电子邮件系统吧。市场会自动淘汰产生这种限制的模式。但是对于AVoIP来说，一口吃不成个胖子。这个生态系统需要用户、渠道和制造商来共同塑造。

具有讽刺意味的是，互操作性正在被一些关键人物所帮助抵制，让大型企业、政府机关和最终用户选择他们自己的工作流程和应用程序作为替代方案。我不认为视音频制造商能够完全意识到有多少植根于IT界的软件与硬件公司正在为无数的视音频应用提供有用的产品。

让我们不再局限于不同产品之间比较吧，希望视音频产品的制造商能够持续的对其他产品保持开放的态度，学习业外的思路，直到他们能够摒弃差异，向一个共同的目标努力， 推进行业的发展，让用户正在购买的应用能够确实的帮助到他们。