Профессиональная трансляция аудио и видео через интернет (AVoIP)

                                                                                                                                                                                               автор Джон Эрентер*

В нашей отрасли есть один показатель, который всегда следует учитывать, это передача сигнала на все более
дальние расстояния при постоянно повышающемся качестве. На протяжении многих лет, как аудио, так и видео
сигналы передаются по различным физическим каналам на заданное расстояние и в большинстве случаев с
требуемым качеством. Однако с повышением разрешения и развитием технологических возможностей растет
и уровень требований.

Основной задачей для профессиональных интеграторов является распределение с минимальной временной
задержкой аудио/видео  сигналов от различных источников на множество дисплеев в крупных  объектах – от
корпоративных офисных зданий до университетских городков. Расстояние и качество передачи данных
являются ведущими факторами, которые усугубляются потребностью в эффективности затрат, простоте
развертывания и расширяемости.

Для этих систем расширители пакетной коммутации конвертируют аудио и видео сигналы в цифровую форму, а
затем разбивают их на пакеты данных, которые передаются по линиям связи (кабели категории CAT5e/CAT6/CAT7
или оптоволокно) с использованием стандартного протокола связи. Наиболее популярными протоколами
являются  ТСР/IP (AVoIP) и HDBaseT. Принципиальная разница между ними заключается в том, что системы
на основе IP могут использовать стандартную инфраструктуру Ethernet, а системы HDBaseT не могут это делать.

Это различие имеет особое значение в отношении дальности передачи данных. Системы с поддержкой технологии
HDBaseT ограничены используемой физической средой. Диапазон действия для кабелей CAT5e/CAT6 составляет
100 метров, что представляет большую проблему для подобных технологических решений в крупных сетях.
Использование инфраструктуры Ethernet позволяет преодолеть это ограничение для систем AVoIP, позволяющих
передавать сигналы с разрешением Full HD (и даже 4К) на большие расстояния с незаметной задержкой при
соединении через сетевые коммутаторы.

Чтобы проиллюстрировать это, давайте возьмем в качестве примера университетский городок. В университете все
источники аудио/видео сигналов расположены в аудио/видео центре здания массовых коммуникаций. Каждый
источник подключен к передатчику, который кодирует аудио и видео сигналы в данные для IP, которые подаются на
коммутатор. Каждый дисплей в здании оборудован приемником, который декодирует данные IP обратно в аудио и
видео сигналы. Сетевой коммутатор отправляет данные IP от передатчиков на приемники, которые передают
декодированные сигналы аудио/видео на дисплеи для воспроизведения.
                   
                                     

Сетевой коммутатор в здании массовой коммуникации подключен к коммутатору в инженерном корпусе через 
волоконно-оптическую линию связи. Этот коммутатор выводит данные IP из источников в здании массовых
коммуникаций к другому комплекту приемников, подключенных к дисплеям в инженерном корпусе. А коммутатор
в инженерном корпусе связан с другим сетевым коммутатором в студенческом клубе и так далее, пока весь 
городок может смотреть любой источник, расположенный в аудио/видео центре.

С учетом преимуществ над HDBaseT, не удивительно, что популярность AVoIP продолжает расти, а использование
ширится. Фактически, один из компонентов становится для системы все более жизненно важным – это сетевой
коммутатор. В отличие от традиционных, более дорогих  матричных коммутаторов аудио/видео, сетевые
коммутаторы предварительно не настроены  на определенное количество входов и выходов (4х4, 8х8, 16х16 и
т. д.). Такие коммутаторы часто переполняются, не оставляя места для пополнения системы новыми источниками
и дисплеями без покупки других матричных коммутаторов. Сетевые коммутаторы не имеют ограничений по
физическому размеру, потому что роль коммутатора выполняет простой трафик пакетов IP (однако необходимо
учитывать наличие  ограничений пропускной способности). Все что нужно для расширения системы
распределения – это передатчик для каждого нового источника и приемник для каждого дисплея.

Из-за центральной роли сетевых коммутаторов, большинство систем AVoIP  потребует более
высокопроизводительных решений. Это не тот случай, когда можно просто взять самый дешевый коммутатор в
местном магазине с уцененными товарами. В данном случае не обойтись обработкой видео трафика или
базовыми функциями управления сетью. Почти всегда требуется коммутатор с управлением 2 / 3 уровня (Layer 2 / Layer 3).

Есть две наиболее важные особенности, которые необходимо учитывать при выборе коммутатора – это поддержка
виртуальных локальных сетей (VLAN) и  протокола управления группами в сети интернет (IGMP). VLAN позволяет
работать в сегментированной сети. Интеграторы могут использовать их для того, чтобы изолировать трафик
видео, предотвращая  замедление работы в других сегментах сети, а также содействия обмену источниками среди
дисплеев. Протокол IGMP – это механизм для аудио/видео систем, использующих многоадресную рассылку IP.
Он препятствует отправке коммутатором  многоадресных данных на каждом порту, снижая при этом
производительность и сужая пропускную способность сети.

Для интеграторов поставленная цель по расширению возможностей передачи сигнала всегда будет смещаться.
Есть уже предпосылки о необходимости передачи в потоковом режиме несжатых аудио / видео сигналов в
разрешении 4K почти без задержки по времени. Но сегодняшние потребности распределения аудио и видео
удовлетворяют системы AVoIP с использованием управляемых сетевых коммутаторов.