從IT經(jīng)理角度看IP音頻部署

網(wǎng)絡(luò)聚合遇到AV

因?yàn)榛诰W(wǎng)絡(luò)技術(shù)的音視頻系統(tǒng)數(shù)量日益增多，IT和AV部門已經(jīng)開始學(xué)習(xí)如何攜手工作了。在AV專家們開始了解IP音頻的術(shù)語和技術(shù)之時，作為企業(yè)網(wǎng)絡(luò)看門人的IT專業(yè)人士，也開始領(lǐng)略到AV媒體為其企業(yè)所帶來的好處了。

這種轉(zhuǎn)變，意味著任何規(guī)模適當(dāng)?shù)钠髽I(yè)IT部門，包括商業(yè)、教育、金融、政務(wù)或其他企業(yè)，如今都會最終負(fù)責(zé)整個環(huán)境中AV系統(tǒng)的部署和管理。IT經(jīng)理們甚至可能通過與AV專家們的協(xié)商，做出采購此類設(shè)備的決策。

雖然AV和IT專業(yè)人士們可能對彼此的技術(shù)已足夠了解，可以就某個項(xiàng)目甚至是進(jìn)行日常的互動和協(xié)作，但不能期望他們在對方的領(lǐng)域內(nèi)成為專家。能夠具備基本的IT工作知識，很明顯這能讓AV專家們受益匪淺，很多人都在積極參加類似CompTIA和InfoComm之類的組織，以及像思科和微軟這樣的制造商們組織的培訓(xùn)和認(rèn)證。AV專家們要做好自己的工作無需成為IT經(jīng)理，因?yàn)橐纛l聯(lián)網(wǎng)所依賴的僅僅是網(wǎng)絡(luò)的兼容性、配置的靈活性和問題排查簡答的一個子集。

同樣，IT經(jīng)理們也開始熟悉有關(guān)將一個或多個網(wǎng)絡(luò)音頻系統(tǒng)集成至企業(yè)范圍的聚合網(wǎng)絡(luò)的問題。只要對這類系統(tǒng)的目標(biāo)和使用有了清晰的理解，IT經(jīng)理們很快就會發(fā)現(xiàn)音頻網(wǎng)絡(luò)可以與其所負(fù)責(zé)的局域網(wǎng)輕松實(shí)現(xiàn)整合。

網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸：IT經(jīng)理們需要知道些什么

在早期的AoIP技術(shù)中，為了克服帶寬限制以及缺乏足夠的實(shí)時媒體傳輸標(biāo)準(zhǔn)的問題，所設(shè)計的系統(tǒng)會有意不兼容數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。好在那已經(jīng)是很久以前的事了。

現(xiàn)代如Dante之類的AoIP系統(tǒng)都基于普通的IT標(biāo)準(zhǔn)，使其能夠在傳統(tǒng)交換機(jī)和線纜組成的現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)上，與數(shù)據(jù)流量同步并行。對于其他網(wǎng)絡(luò)成員和組件來說，這些音頻設(shè)備運(yùn)行起來和任何其他節(jié)點(diǎn)都一樣，這使得此類網(wǎng)絡(luò)的部署、運(yùn)行和管理對于IT員工來說都如輕車熟路。

標(biāo)準(zhǔn)

雖然在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)各個方面有著無數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)和常規(guī)方法，但AoIP所依賴的一般都只是一個很小的標(biāo)準(zhǔn)子集，IT經(jīng)理們可以輕松理解運(yùn)用。

組播、單播和IGMP窺探

許多網(wǎng)絡(luò)經(jīng)理對于組播的使用都十分謹(jǐn)慎，而他們的理由也很充分。如果組播流失控，就會一直沖擊局域網(wǎng)上的每個節(jié)點(diǎn)，在傳輸速度較慢時可能導(dǎo)致設(shè)備過載。與此相反，在單播中網(wǎng)絡(luò)信息和數(shù)據(jù)僅從一個設(shè)備發(fā)送至另一個。

作為AoIP的一部分，組播必然有其存在的必要性，它可以用來發(fā)送同步、定時向所有設(shè)備同時發(fā)送信息。要向多個目標(biāo)同時發(fā)送音頻時，它還可以用于傳輸音頻本身，而且有些協(xié)議只能靠組播來傳輸音頻流，如AES67-2015高性能互操作性協(xié)議。

在知道需要用到組播的情況下，IT經(jīng)理即可在連接音頻設(shè)備的交換機(jī)上輕松配置IGMP窺探功能。IGMP窺探可以確保只有需要的組播流量的設(shè)備才會接收到它，從而降低了不必要的流量。

局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)

正如上節(jié)所解釋的，實(shí)時AoIP系統(tǒng)所依賴的一些標(biāo)準(zhǔn)和方法會使其在局域網(wǎng)上的大部分領(lǐng)域都受限，這是因?yàn)橐褂媒M播進(jìn)行同步和發(fā)現(xiàn)。IEEE 1588精準(zhǔn)時間協(xié)議（PTP）就是一個基于組播標(biāo)準(zhǔn)的例子，它在類似Dante的AoIP系統(tǒng)中得到了廣泛的使用。組播協(xié)議本身只限于在局域網(wǎng)內(nèi)部使用，不會延伸至廣域網(wǎng)；好的是大部分的應(yīng)用并不需要在子網(wǎng)之間共享Dante組播傳輸，因此管理起來十分簡單。

TCP和UDP

研究AoIP網(wǎng)絡(luò)的IT專業(yè)人士，很快會發(fā)現(xiàn)大量音頻數(shù)據(jù)都是通過UDP，而非更常見的TCP來發(fā)送的。UDP與TCP的不同之處在于，它不會進(jìn)行錯誤校驗(yàn)或數(shù)據(jù)重發(fā)，這使其速度極快，是實(shí)時媒體的理想之選。這有助于網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運(yùn)行，也能大幅降低延遲和流量糾錯。

QoS （服務(wù)質(zhì)量）

在網(wǎng)絡(luò)上出現(xiàn)高負(fù)荷且互相競爭的流量時，音頻網(wǎng)絡(luò)協(xié)議如何確保時間敏感數(shù)據(jù)的及時傳輸？標(biāo)準(zhǔn)為我們提供的方案，是通過交換機(jī)來實(shí)現(xiàn)QoS。

QoS使用優(yōu)先標(biāo)記算法來確保音頻和時鐘數(shù)據(jù)一直都位于“第一位”，經(jīng)常被用于AoIP系統(tǒng)。請注意，一般只有在流量負(fù)荷相當(dāng)大時時間才會成為問題。

還要注意的是，AVB AoIP協(xié)議需要特殊的“AVB兼容”交換機(jī)以代替QoS。

IP尋址

雖然早期的AoIP（或以太網(wǎng)音頻）方案有時會用到靜態(tài)IP地址，但如今已經(jīng)完全不同了。

現(xiàn)代AoIP方案全都遵守DHCP協(xié)議，而且大多數(shù)的設(shè)計也都可以使用自我分配IP地址實(shí)現(xiàn)完美運(yùn)行，所以可以輕松創(chuàng)建“獨(dú)立”的音頻網(wǎng)絡(luò)，無需使用DHCP服務(wù)器。

和其他常見網(wǎng)絡(luò)端點(diǎn)一樣，DHCP也是要強(qiáng)烈推薦的。靜態(tài)IP地址在AoIP中很少會用到，而且容易因?yàn)槿藶槭д`造成問題。

VLAN（虛擬局域網(wǎng)）

虛擬局域網(wǎng)（VLAN）可以在保持流量隔離的同時，輕松實(shí)現(xiàn)AoIP網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)有IP網(wǎng)絡(luò)對物理基礎(chǔ)設(shè)施的共享。單個VLAN上的過載或錯誤，不會影響到同一交換機(jī)上的其他網(wǎng)絡(luò)。只要VLAN有足夠的帶寬而且支持組播流量，對于多數(shù)AoIP系統(tǒng)來說就不成問題。

VLAN還經(jīng)?？梢杂糜谪?zé)任說明。AV經(jīng)理可能想將流量保留在某一個VLAN上，以便清晰界定哪些問題要?dú)w責(zé)于AV人員，哪些歸責(zé)于IT人員。其缺點(diǎn)是，它缺乏與較大網(wǎng)絡(luò)的集成，可能在整個設(shè)施中使音頻網(wǎng)絡(luò)的某些用途受限。好在需求已經(jīng)發(fā)生了變化，使這個問題可以輕松解決。

帶寬

IT經(jīng)理當(dāng)然需要了解AoIP的真實(shí)帶寬要求，尤其是他們剛接觸到這項(xiàng)技術(shù)時。這類信息可以幫助他們以最為有效的方式在配置系統(tǒng)時留出足夠的動態(tài)空間。

專業(yè)設(shè)置中所用的主要音頻是PCM，采樣頻率為48 kHz，位深（字長）為24字節(jié)。

AoIP系統(tǒng)會產(chǎn)生一些必要的費(fèi)用，因?yàn)橐堰@類數(shù)據(jù)分包為高效的數(shù)據(jù)流。在Dante網(wǎng)絡(luò)中，音頻會被打包為四信道的UDP音頻“流”，每個都會消耗大概6兆/秒的帶寬，可以輕松運(yùn)用近似值的“經(jīng)驗(yàn)法則”。例如，典型的會議室可能需要多達(dá)16個音頻信道，總帶寬為約24兆字節(jié)/秒，或千兆連接能力的2.4%。

帶寬管理還可以通過選擇組播的方式來實(shí)現(xiàn)。Dante這類AoIP方案默認(rèn)對音頻流使用單播UDP傳輸，但是將相同的音頻信道發(fā)送至多個設(shè)備時，就會產(chǎn)生不必要的數(shù)據(jù)冗余。Dante可以將音頻信道置入用戶定義的組播流之中，從而選擇性地消除這類冗余。

真實(shí)案例與最優(yōu)作法

以下示例給出了不同AV場景相遇時的情形，并闡釋了在IT的幫助下，使用常用工具和方法來找到解決方案的過程。

使用VLAN分隔柳溪社區(qū)教堂的場館

通過VLAN來限制AoIP流量對于音頻網(wǎng)絡(luò)的管理和安全都會帶來好處。位于芝加哥附近的柳溪社區(qū)教堂有五處場館，包括一個有著7，200個座位的大禮堂。

根據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施經(jīng)理Kurt Donnan的說法，“我們存在的一個問題就是，每個場館都需要有一個單獨(dú)的VLAN，這樣它們才不會互相沖突?！边@個問題是因?yàn)槿绻粍漋LAN的話，在場館內(nèi)操作音頻的人們可以“看到”其他設(shè)備，因?yàn)樗麄冇玫氖怯糜谄渌康牡钠胀ň钟蚓W(wǎng)。VLAN的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)不同位置AoIP系統(tǒng)之間的相互隱藏。

使用VLAN在柳溪社區(qū)教堂實(shí)現(xiàn)無線控制

無線控制又提出了另一個常見的挑戰(zhàn)。根據(jù)Donnan的解釋，柳溪社區(qū)教堂的集成式Aruba無線局域網(wǎng)控制器，起初只能確保將iPad通過無線接入點(diǎn)連接來遠(yuǎn)程控制面板*（soundboard）的人，可以和面板一樣登錄到同一個子網(wǎng)。但當(dāng)音頻網(wǎng)絡(luò)延伸到教堂的其他場館時，他說，“那時我不得不建立VLANs直接的通信，因?yàn)槲覀兊臒o線網(wǎng)絡(luò)和有線音頻設(shè)備運(yùn)行在不同的子網(wǎng)上。我必須要建造一條路徑來實(shí)現(xiàn)這個接入點(diǎn)，這樣才能實(shí)現(xiàn)iPad和面板之間的通訊。”這類解決方案可以將強(qiáng)大的安全性和具體的接入方式相接合，只要IT部門了解了AV部門的需求，就可以輕松實(shí)施。

使用VLANs進(jìn)行安全部署

在牛津大學(xué)的布拉瓦尼克政治學(xué)院，AV數(shù)據(jù)和AV控制分布在兩個獨(dú)立的VLAN上（共有30個），使用戶和設(shè)備可以對接入進(jìn)行嚴(yán)格控制。信息和通訊技術(shù)主管Matt Treavis說：“我們擁有一套網(wǎng)絡(luò)接入控制系統(tǒng)，這意味著我們可以將設(shè)備加入兩個獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)，無論它們是用戶網(wǎng)絡(luò)、AV網(wǎng)絡(luò)還是其他什么，而且還可以限制我們IT和AV人員對AV網(wǎng)絡(luò)的訪問，”。Treavis還說，“嚴(yán)密的數(shù)據(jù)安全在舉辦會議和活動的設(shè)施中至關(guān)重要，劍橋公爵、前聯(lián)合國秘書長科菲·安南和其他政要們都曾對此表示贊賞?！?/p>

利用現(xiàn)有端口在任何位置提供音頻

所有將AV網(wǎng)絡(luò)作為整個企業(yè)混用型基礎(chǔ)設(shè)施一部分來部署的人，都應(yīng)該考慮到聚合網(wǎng)絡(luò)的核心益處，Treavis說。“我們有大約2000個端口，而且建筑中的每個端口都是可用的，所以我們可以在建筑中的任何地方對AoIP數(shù)據(jù)進(jìn)行靈活的路由?！弊鳛橐寻惭bAV系統(tǒng)的補(bǔ)充，還可以在設(shè)施內(nèi)的任何空間安裝并快速設(shè)置附加設(shè)備?！叭绻愕慕ㄖ槊鏀?shù)據(jù)點(diǎn)，而且你的所有VLANs在每個交換機(jī)機(jī)柜中都可以看到，那么你就有了無限的可能，”他還說。“只要有數(shù)據(jù)點(diǎn)，我們就哪里都能去，而且明白我們能夠保證一切正常?！?/p>

最佳經(jīng)驗(yàn)：針對IT和AV的差異進(jìn)行規(guī)劃

Treavis是從一家企業(yè)的IT部門來到這所學(xué)校工作的，就在當(dāng)時的AV系統(tǒng)上線之前。他說深思熟慮的規(guī)劃，以及IT和AV部門之間的交流，對于系統(tǒng)能最終如期順利地入運(yùn)行會大有幫助?！叭绻腥藢ξ艺f要做一個聚合網(wǎng)絡(luò)，我就要確保AV人員了解AoIP協(xié)議的規(guī)范，而且他們可以使用這類規(guī)范。早早進(jìn)行這類討論會比較好?！?/p>

在布拉瓦特尼克政府學(xué)院的案例中，AV供應(yīng)商因?yàn)樵诮ㄖ┕て陂g出入受限而打造了一個異地網(wǎng)絡(luò)，Treavis說?！澳阋@么做，最后面臨的情況就是：當(dāng)你把它放在真實(shí)環(huán)境中時，就會在訪問控制列表和其他各種問題上遇到問題，然后還需要AV和IT人員再做進(jìn)一步檢查，”他提醒說?！叭藗兇_實(shí)需要考慮IT和AV部門之間的文化差異，以及如何為此做好計劃，也許應(yīng)該提前就理順這些關(guān)系?！?h3>結(jié)論

雖然牛津大學(xué)和柳溪社區(qū)教堂在其IT范圍及工作文化上差異很大，但通過IP網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的使用，卻有著同樣的通用工具和功能平臺，這些標(biāo)準(zhǔn)使其能夠按其特定需要和關(guān)注點(diǎn)來部署AoIP。

由于AV向網(wǎng)絡(luò)的遷移如今已被業(yè)內(nèi)普遍接受，AV專業(yè)人士和IT專家們會發(fā)現(xiàn)他們之前的協(xié)作比以往更加緊密。來自AV行業(yè)的人們會掌握網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的一套技能，而IT界人士也會逐漸熟悉AV服務(wù)的需求。企業(yè)的成功會對雙方都有利。幸運(yùn)的是，在嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，音頻網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展意味著技術(shù)障礙越來越少，要克服這些障礙只需要能理解彼此的目標(biāo)就好。