网络音视频实时传输技术AVB及飞思卡尔参考方案(rev1.0)-[企业与产品]

1以太网AVB技术概述

以太网音视频桥接技术（Ethernet Audio/Video Bridging，以下简称Ethernet AVB）是一项新的IEEE 802标准。其在传统以太网络的基础上，通过保障带宽，限制延迟和精确时钟同步，提供完美的服务质量，以支持各种基于音频、视频的网络多媒体应用。

Ethernet AVB致力于提供一套基于标准的方案来为演播室、影剧院、音乐会现场及娱乐系统等提供稳定可靠的音视频服务，以及提供低延时、供家庭及企业使用的同步音视频网络。其关注于增强传统以太网的实时音视频性能，同时又能够100%向后兼容传统以太网，是极具发展潜力的下一代网络音视频实时传输技术。它是一种架构在以太网三层网络基础上传输专业非压缩Audio、video信号的协议技术，能够支持目前大多数的专业视频信号格式，支持多达512通道的无压缩或多路压缩数据格式音频信号，支持在以太网上传输压缩的1080i/p高清视频信号，而它的带宽占用率只有130Mbit/s。

1.1AVB在汽车中的应用

近些年来，科技的飞速发展，让我们体会到了技术带来的种种便利和突破。随着各项技术在各个领地被引进汽车系统。汽车影音娱乐，高级驾驶员辅助系统，互联网技术等，在经过工业消费等领域的多年沉淀后，也开始逐步走入汽车市场。我们今天看到的车道偏离，自动泊车，自动驾驶等先进技术当下已经进入实质性导入阶段。未来的汽车将是互联的汽车、智能的汽车和智慧的汽车。以太网AVB技术在汽车上的应用在不久的将来会成为标准配置，我们将感受到由此带来的车内实时高清、实时传输的网络音视频所带来的优秀的用户感官体验。

AVB技术应用的优势可以体现在以下场景：

自动/辅助泊车：高清实时传输的视频流可以为驾驶员或者中央处理单元提供可靠的判断依据，有效的避免了因图像不清晰或者延迟给驾驶员或者中央处理单元带来错误的信息，导致驾驶员或者中央处理器的误判，进而产生不可预知的后果。

智能停车：当我们懒得下地库停车，或者着急上班但又没有找到车位时，高清音视频传输技术加上汽车处理器强大的数据分析能力以及数据中心的停车位信息等，可以帮助驾驶员或者汽车自己轻松寻找到车位。其原理就是对信息采集系统采集过来的汽车周边的实时高清影音信息进行分析，进而做出实时、精准、正确的判断，完全自动、自主或者辅助的完成智能停车。这种应用甚至可以实现汽车的自主加油、充电等动作。

音视频实时传输技术AVB

及飞思卡尔汽车应用参考方案

杨涛

（飞思卡尔半导体中国有限公司汽车电子FAE）

图1AVB 云架构

代，高清、超清的视频感官体验让我们为之震撼。汽车内的信息娱乐系统同样也将顺应潮流，提供给驾驶员及乘客越来越好的感官体验。

在安全领域，AVB 技术及图像处理技术也将会有广阔的发展空间和作为。可以使用视频图像分析技术对可能的路面威胁，如行人、汽车、障碍物等进行回避或者提示。而这一切都是建立在AVB 基础之上的，抛开AVB 技术，这一切也都是空中楼阁。

1.2以太网AVB 网络的构成

汽车内的AVB 传输技术可以分为两个阶段：第一个阶段是车内的AVB 传输，在车内实现通过以太网技术带来的低成本、高效率地传输音视频流。第二个阶段是实现汽车互联（车联网）的阶段，汽车将因为联网而变得更加智能化。我们可以远程通过音视频来实时控制汽车的行为，也可以让汽车通过云端复杂的数据处理完成更加智慧的行为，比如自己寻找车位，自己去加油等等。这些都离不开网络数据中心的数据支持，这也意味着汽车联网的大规模普及将会在未来几年内飞速地发展，不断地融入、丰富和改变我们的生活。

互联网“云”的概念早已不是什么新鲜概念，大数据、云计算和云存储等，早已经开始大规模在电商、通信和银行等行业内广泛应用。Ethernet AVB 建立的AVB 网络，称之为AVB “云”（Cloud），解决了在以太网上提供同步化低延迟的实时流媒体服务。在AVB “云”内，由于延迟和服务质量得到保障，能够高质量地提供实时的流媒体服务。同时，AVB 网络保持与传统以太网的兼容，能够连接到传统的交换机、集线器和终端设备。告别直接与硬件对话的“云计算”支持用户在任意位置、使用各种终端获取应用服务，所请求的资源来自“云”，而不是固定的有形的实体。当然“AVB 云”和我们时下流行的“云”概念还是有些区别的。一个是必须符合AVB 的各种标准，一个是广泛应用于全球的大数据处理的云。当然，我想在不久的未来，这两朵“云”将会为了在以太网上提供同步化低延迟的实时流媒体服务，需要建立AVB 网络，称之为AVB “云”。AVB “云”的建立需要至少速度在100Mbps 以上的全双工以太链路，这就需要能保障传输延迟的AVB 交换机（Switch）和终端设备（End Point），以及逻辑链路发现协议（IEEE 802.1AB -LLDP），用于设备之间交换支持AVB 的协议信息，如图1所示。

在AVB “云”内，由于延迟和服务质量得到保障，能够高质量地提供实时的流媒体服务。同时，AVB 网络保持与传统以太网的兼容，也能够连接到传统的交换机、集线器和终端设备。但由于集线器的半双工特性，以及传统以太网交换机不具有AVB 功能，无法完全保障其流媒体服务的实时性。因此在AVB “云”外，只保障普通的最大交付功能并与AVB 网络相连。

1.3以太网AVB 解决的问题

流媒体服务在如今的以太网上已经得到了广泛应用。虽然通过缓冲及自适应时钟恢复技术能够在一定程度上解决网络时延和抖动带来的问题，但这本身又会引入更多的延迟。而超过AV 应用本身所允许的误差范围，并且恢复的时钟也没有足够的精度对不同位置的AV 信号进行同步。为此，AVB 定义了高精度的时钟同步协议（IEEE 802.1AS），为以太网提供完美的低延迟、低抖动的时钟。为了解决网络中AV 实时流量与普通异步TCP 流量之间的竞争问题，AVB 定义了流预留协议（IEEE 802.1Qat），通过协商机制，在AV 流从源设备到不