淺談AV over IP網(wǎng)絡(luò )傳輸技術(shù)“出圈”現象

　　基于網(wǎng)絡(luò )協(xié)議進(jìn)行音視頻信號傳輸的AV over IP技術(shù)正被越來(lái)越多的視聽(tīng)行業(yè)客戶(hù)甚至廣電制作人所采用。新零售、企業(yè)協(xié)作、醫院、安全監控、交通運輸、廣電制作等專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域逐漸開(kāi)放使用基于網(wǎng)絡(luò )的音視頻傳輸方案。其實(shí)，AV over IP技術(shù)由來(lái)已久，但近幾年頻頻出圈，從視聽(tīng)行業(yè)發(fā)展到廣電行業(yè)，在IP分布式項目中備受青睞，并逐漸形成“混合式”工作流。本文主要基于技術(shù)本身及其行業(yè)應用淺析其發(fā)展背后的原因。

　　【行業(yè)釋義】

　　AV over IP(全稱(chēng)Audio-Visual over Internet Protocol，也稱(chēng)AV/IP)是指通過(guò)網(wǎng)絡(luò )基礎設施(如WAN、LAN、4G/5G網(wǎng)絡(luò )、公共互聯(lián)網(wǎng))傳輸音視頻和控制信號的一種技術(shù)。相較于使用HDMI/SDI等線(xiàn)纜點(diǎn)對點(diǎn)傳輸的傳統方式，AV over IP架構可通過(guò)添加網(wǎng)絡(luò )交換設備大大提升傳輸數據的吞吐量，并且不受設備物理接口數量的限制。在A(yíng)V over IP架構中，傳統的音視頻信號發(fā)送器變成了IP編碼器，音視頻信號接收器變成了IP解碼器，進(jìn)行壓縮或非壓縮的音視頻傳輸，以及通過(guò)編解碼器完成部分視頻處理的工作，比如向上向下縮放、色彩空間轉換、畫(huà)面翻轉等。

　　【傳輸標準】

　　目前行業(yè)中有豐富且成熟的網(wǎng)絡(luò )傳輸標準可供選用，用戶(hù)可以根據具體的項目需求選擇不同的傳輸協(xié)議，例如SMPTE 2110、NDI、SRT、RTMP、SDVoE、Dante等等，不同的傳輸協(xié)議在應用上是音視頻質(zhì)量、帶寬、延遲和可靠性之間的博弈。目前市場(chǎng)許多AV產(chǎn)品基本都能實(shí)現音視頻信號的傳輸，但細究其不同，主要體現在對不同網(wǎng)絡(luò )傳輸協(xié)議、不同視頻源設備和不同平臺及制作軟件的兼容性上，以及信號傳輸的質(zhì)量和穩定性上。

　　【技術(shù)優(yōu)勢】

　　相比較傳統的通過(guò)線(xiàn)纜進(jìn)行信號傳輸的方式，AV over IP的優(yōu)勢主要體現在以下三個(gè)方面：

　　高拓展性：在網(wǎng)絡(luò )帶寬允許的情況下，用戶(hù)可以在A(yíng)V over IP架構添加多個(gè)端點(diǎn)，可以將單個(gè)視頻信號分發(fā)到成千上百個(gè)終端進(jìn)行顯示監看，用最小的投入滿(mǎn)足廣闊的系統升級需求。

　　高靈活性：從項目實(shí)際部署的角度考慮，在保持原有網(wǎng)絡(luò )基礎架構不做任何改動(dòng)的情況下，一根網(wǎng)線(xiàn)在為基于IP的端口設備(包括IP電話(huà)機、IP編解碼器、網(wǎng)絡(luò )攝像機等)傳輸數據信號的同時(shí)，也能為此類(lèi)設備供電(PoE)，既保持了與現有網(wǎng)絡(luò )系統的兼容性，同時(shí)也簡(jiǎn)化了項目的部署。

　　高效率及高性?xún)r(jià)比：AV over IP技術(shù)打破了信號傳輸物理距離的限制，網(wǎng)絡(luò )所能覆蓋的范圍，音視頻信號都可以有效地傳達。在大型項目中，集成商或工程商無(wú)需通過(guò)部署額外的信號線(xiàn)纜來(lái)延長(cháng)傳輸距離，并且能通過(guò)基于web的管理軟件靈活地對網(wǎng)絡(luò )中分布在不同位置的設備進(jìn)行管理和維護，極大提高了項目部署的效率，同時(shí)控制了成本。

　　【行業(yè)應用】

　　AV over IP技術(shù)目前已在交通應急指揮、智慧教室、廣電視頻制作、醫療示教、以及包括景區、影院、機場(chǎng)在內的社會(huì )服務(wù)性機構中得到了廣泛的應用。

　　視頻制作

　　視頻制作是將圖片、視頻及背景音樂(lè )進(jìn)行重新剪輯、整合、編排，從而生成一個(gè)新的視頻文件的過(guò)程。在廣電行業(yè)中，通常需要將活動(dòng)現場(chǎng)所有音視頻設備(攝像機、麥克風(fēng)、視頻切換臺和調音臺等)都接入IP編碼器，導演或制片人現場(chǎng)監看拍攝畫(huà)面、遠程控制設備并調整鏡頭。IP編碼器通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳輸音視頻數據到視頻制作工作室解碼后進(jìn)行視頻制作，然后將生成的視頻內容發(fā)送到最終目的地(電視臺、CDN等)。視頻制作工作室可以在活動(dòng)附近幾十米以?xún)?現場(chǎng)視頻制作)，也可以位于數公里之外(遠程視頻制作)。

　　醫療示教

　　傳統的醫療示教是采用實(shí)地觀(guān)摩的形式。為了提高手術(shù)治療質(zhì)量和降低手術(shù)感染率，醫院都逐漸采用了數字化手術(shù)示教的新方式。在一場(chǎng)基于網(wǎng)絡(luò )傳輸的手術(shù)示教活動(dòng)中，手術(shù)室內會(huì )安裝IP編碼器用于接收來(lái)自術(shù)野攝像機、全景攝像機、4K超高清內窺鏡等醫療設備的音視頻信號，將信號以IP流傳輸到網(wǎng)絡(luò )中。在示教室中，手術(shù)示教主機將來(lái)自手術(shù)室的IP流解碼，基于手術(shù)示教軟件實(shí)現畫(huà)中畫(huà)、畫(huà)面剪裁和放大等視頻制作，最后把制作后的圖像轉換為基帶信號傳輸到諸如投影儀和顯示器等設施，供指導醫師或醫學(xué)生進(jìn)行現場(chǎng)觀(guān)看。此外，也可將實(shí)時(shí)的手術(shù)畫(huà)面推流至直播平臺供異地示教室的醫生進(jìn)行觀(guān)摩學(xué)習。

　　交通應急指揮

　　交通單位為完善應急處置協(xié)調聯(lián)動(dòng)機制，提升應對突發(fā)公共事件的應急處置能力，會(huì )提前制定應急預案、建設應急現場(chǎng)和指揮部聯(lián)合指揮方案。在這樣的方案中，應急現場(chǎng)需要和指揮部保持實(shí)時(shí)通信，應急現場(chǎng)的無(wú)人機、攝像機等音視頻畫(huà)面通過(guò)IP編碼器傳輸到指揮部，同理，指揮部再將指揮部現場(chǎng)的指揮人員畫(huà)面、電腦畫(huà)面也通過(guò)IP編碼器傳輸到應急現場(chǎng)，實(shí)現兩地的實(shí)時(shí)通信，達到高效的應急統籌管理目標。

　　【總結】

　　從基礎設施上談，從傳統AV架構過(guò)渡升級到AV over IP架構，整個(gè)工作流程中AV設備的核心變化是視頻矩陣切換器變成了標準的IP交換機，并在交換機的兩端出現了音視頻IP編解碼設備。用戶(hù)依然能獲得在傳統AV架構中對視頻的捕捉、切換等功能，而AV over IP架構的驚喜所在，是讓用戶(hù)擁有了對整個(gè)工作架構進(jìn)行無(wú)限拓展的能力，并且擁有了對工作流中每一個(gè)IP設備進(jìn)行遠程控制管理的能力。