AVB傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包分析

AVB傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包分析視頻信號，并將傳輸延時(shí)壓縮到微秒級。VB〔如CobraNet或EtherSoun在掌握力量大幅提升的前提下，借鑒了IEEE1394技術(shù)，在三層協(xié)議下傳輸同步的專業(yè)音/視頻信號，并將傳輸延時(shí)壓縮到微秒級。AVB傳送協(xié)議對數(shù)據(jù)流的三個(gè)主要定義：11IEEE1394〔IEEE1394〔firewire〕USBIEEE1394也支持外設(shè)熱插拔，可為外設(shè)供給電源，省去了外設(shè)自帶的電源，能連接多個(gè)不同設(shè)備，支持同步數(shù)據(jù)傳輸?；鹁€〕的信號。2、流媒體傳送的同步機(jī)制。包括基準(zhǔn)時(shí)鐘的同步和喪失重建，以及同步時(shí)鐘延時(shí)掌握和優(yōu)化。3AVBID以及媒體時(shí)鐘發(fā)生器的安排方式。AVB傳送協(xié)議在OIS模型中的位置如圖一所示圖1 AVB協(xié)議集在OSI模型中的層次PS：音頻視頻橋接〔IEEE802.1AVBIEEE1722/1733〕跨過混合使用網(wǎng)絡(luò)為音視頻流供給高效勞質(zhì)量的傳輸。XMOSAVBAVB音頻可以被配置成支持超過100個(gè)音頻通道〔借助以太網(wǎng)〕的單立體聲對。XMOS器件確定性的架構(gòu)完善地匹配了AVBXMOS器件也擁有了集成數(shù)字音頻接口、TCP/IP和DSP處理掌握功能的力量。從圖一看出AVB協(xié)議組根本上跨越了TCP/IPCobraNetEtherSoundAVBInternet公網(wǎng)中去，或者架構(gòu)在InternetVPN上去。這是由于遠(yuǎn)距離傳輸?shù)幕鶞?zhǔn)時(shí)鐘延時(shí)問題沒有根本得到解決，網(wǎng)絡(luò)直7hopQoS得數(shù)據(jù)治理和傳輸效率大大提高，更多的基于TCP/IP的硬件、治理軟件可以支持AVB。這AVBAVB協(xié)議集包含的數(shù)據(jù)包類型AVB數(shù)據(jù)包的根本框架構(gòu)造是一樣的，如圖二所示。數(shù)據(jù)包構(gòu)成上述的AVB數(shù)據(jù)包構(gòu)造只是它的二層構(gòu)造類型，也就是針對二層以太網(wǎng)傳送的協(xié)議構(gòu)造，而針對三層傳輸和掌握協(xié)議則封裝在AVB以太網(wǎng)荷載〔Payload〕的46~1500字節(jié)當(dāng)中另外定義。假設(shè)不理解這句話的意思，可以查閱相關(guān)TCP/IP數(shù)據(jù)構(gòu)造相關(guān)書籍，或者參考本連載之前的關(guān)于CobraNet網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包封裝就是一個(gè)“嵌套”構(gòu)造，二層底層是最外層封裝，三層構(gòu)造則被鑲嵌在內(nèi)等等，如圖三：3.網(wǎng)絡(luò)封裝的“嵌套”構(gòu)造DAAVB18個(gè)字節(jié)就是圖三的以太網(wǎng)報(bào)頭局部AVB46~1500字節(jié)，就是對應(yīng)圖三的二層荷載〔Payload〕。也就AVB荷載〔46~1500字節(jié)〕并未開放分析里面包含了什么數(shù)據(jù)，那么下面我們就單獨(dú)分析這個(gè)AVB荷載的構(gòu)造，這也AVBCobraNetEtherSound技術(shù)完全不同的地方。AVB數(shù)據(jù)包依據(jù)包類型可以分為命令/掌握數(shù)據(jù)包和流媒體數(shù)據(jù)包兩大類，下面我們分兩局部開放來爭論。1、命令/掌握數(shù)據(jù)包：2、4.命令/掌握數(shù)據(jù)包構(gòu)造這種數(shù)據(jù)包包含了命令公布和掌握信號、數(shù)據(jù)流預(yù)約等除流媒體信號以外的其它數(shù)據(jù)構(gòu)造包，屬于第三層數(shù)據(jù)封裝包〔路由器層次〕。第一個(gè)bitCD數(shù)據(jù)位，只有兩種表示狀態(tài)，“0”表示流媒體數(shù)據(jù)，“1”表示掌握型數(shù)據(jù)。4~118802.1Qat預(yù)IDTCP/IPIP地址〔192.168.0.14個(gè)字節(jié)“0xC0A80x0001”，表示的是目的地地址，后面緊接的192.168.0.1則是發(fā)送端地址，這樣8個(gè)字節(jié)。在AVB協(xié)議中，由于發(fā)送端和接收端不再使用IP地址的命名方法，而是使用標(biāo)識ID來區(qū)分不同的設(shè)備，但是其作用和在數(shù)據(jù)包中的位置是與TCP/IP協(xié)議集類似的〕1~3個(gè)字節(jié)的補(bǔ)足位是當(dāng)荷載數(shù)據(jù)較短的時(shí)候〔即三層荷載缺乏34個(gè)字節(jié)的時(shí)候〕，AVB掌握設(shè)備自動添加足夠的“0”來補(bǔ)足位數(shù)，稱為“Padding”，以防止超短幀的形成。超短幀是指以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包低于64字節(jié)〔或者超過1518個(gè)字節(jié)〕的時(shí)候，以太網(wǎng)傳送機(jī)制CSMA/CD網(wǎng)規(guī)定了每個(gè)數(shù)據(jù)包的最小和最大長度。3、流媒體數(shù)據(jù)流包：圖五流媒體數(shù)據(jù)包構(gòu)造四類似。以前提過AVB傳輸?shù)拿襟w流數(shù)據(jù)可以是很多種類型，包含壓縮和不壓縮的音頻及視頻以及衛(wèi)星電視數(shù)據(jù)等不同種類，這些不同類型的數(shù)據(jù)在媒體流數(shù)據(jù)包中在7bit的協(xié)議類型中得以表達(dá)，參見以下圖六：上表中提到的61883的全稱是IEC61883，要想了解這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，先簡潔介紹一下什么是IEC。IEC標(biāo)準(zhǔn)即國際電工委員會〔InternationalElectricalCommission〕，是由各國電工委員會組1904年在美國圣路易召開的一次電氣大會上通過一項(xiàng)決議。依據(jù)這項(xiàng)決議，1906年成立了IECIEC對很多電氣標(biāo)準(zhǔn)做出國際標(biāo)準(zhǔn)，其中針對工業(yè)音頻、視頻等傳輸和接口方式作出定義〔電腦中常用的1394火線接口就是IEC61883-6定義的〕AVB以太網(wǎng)傳輸協(xié)議，只是從傳輸層面上作出一個(gè)AVBIEC61883規(guī)定的格式進(jìn)展的。IEC61883包含的數(shù)據(jù)格式有：·61883-2SD-DVCR標(biāo)清視頻記錄數(shù)據(jù)流格式·61883-4MPEG2-TS壓縮視頻數(shù)據(jù)流格式·61883-6非壓縮音頻數(shù)據(jù)格式〔即IEEE1394傳輸格式〕·61883-7衛(wèi)星電視MPEG壓縮格式·61883-8Bt.601/656視頻流格式·IIDC非壓縮工業(yè)級攝像頭視頻流傳輸格式就是全部IEC61883AVB進(jìn)展傳送。這里我們重點(diǎn)爭論一下非壓縮音頻數(shù)據(jù)的傳輸，也是就是IEC61883-6即IEEE1394格式的數(shù)據(jù)流是怎樣傳輸?shù)摹?394AVBAVB網(wǎng)絡(luò)中來，他們的相互傳輸見圖七：7.AVB傳送IEEE1394數(shù)據(jù)橋兼容性AVBIEEE1394之間的兼容性還是相當(dāng)?shù)牟诲e(cuò)，無論是從AVB發(fā)送器還是1394發(fā)送器發(fā)送的信號，都可以從兩者的接收端承受〔同步〕AVB和1394IEC61883定義的媒體數(shù)據(jù)AVB網(wǎng)絡(luò)。在AVB發(fā)送和接收端，流媒體數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘信號是怎樣結(jié)合起來并打包形成以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包的呢？具體的打包和解包的過程參見圖八和圖九：8.AVB數(shù)據(jù)流的合成過程9.AVB信號的解包過程圖八的AVBIEEE1588確定時(shí)鐘之間做時(shí)基比較和校正，確保時(shí)鐘上升和下降沿的準(zhǔn)確。由這兩個(gè)時(shí)鐘運(yùn)算形成AVB時(shí)間戳，用來和流媒擬信號在進(jìn)展ADAD卷積所需的采樣頻率〔AVB傳輸音頻信號時(shí)，會依據(jù)IEEE139448kHz，24bit音頻格式進(jìn)展AVB時(shí)間戳的晶振信號轉(zhuǎn)換到48kHz〕，這樣在數(shù)據(jù)流信AD變換以后就可以無縫地和時(shí)間戳合并發(fā)送了?？梢酝ㄟ^DA變化輸出模擬媒體流信號了。25625648kHz音頻采樣數(shù)據(jù)、44.1kHz音頻采樣數(shù)據(jù)以及同步鎖相的視頻數(shù)據(jù)流甚至壓縮MPEG2視頻數(shù)據(jù)流等等AVBAVB數(shù)據(jù)包可以承受不同的本地晶振進(jìn)展解包，使得不同數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)在一樣的網(wǎng)絡(luò)中穿插傳遞稱為了現(xiàn)實(shí)。這是二層數(shù)據(jù)傳輸時(shí)代〔如Cobranet，EtherSound技術(shù)〕所無法超越的。一般地來說，不同采樣的音頻數(shù)據(jù)源在進(jìn)展AD事情，但是在很多的實(shí)際工程中，視頻信號的傳遞格式確實(shí)是五花八門，有壓縮的，不壓縮不同格式的數(shù)據(jù)確實(shí)顯得格外重要。hop〔也就是不同接收點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)AVB在設(shè)計(jì)之初已經(jīng)考慮過的事情了，由于網(wǎng)絡(luò)的最長容忍延時(shí)是2中全部接收端都在時(shí)鐘上確認(rèn)了同步，才會一起向外發(fā)送流媒體數(shù)據(jù)。關(guān)于多播地址配置協(xié)議。要求媒體流地址必需是唯一的；其次就是多播流媒體地址必需是2層以上的地址，例如IP、RTP、UDPAVB上可以支持IPv4IPv6兩種不同的多播地址，以適應(yīng)將來的需要。本期我們主要表達(dá)了AVB發(fā)送和承受數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)包構(gòu)造，通過這些包構(gòu)造和之前的