9.3.1. 车载以太网AVB概述
9.3.1.1. 音视频传输问题
在观看网络视频时经常会遇到卡顿,花屏,延时大,音视频不同步等问题,造成以上问题的主要原因有两点
网络不流畅,数据丢失或不能及时到达
多媒体同步问题
这也是AVB要解决的主要问题,不同的是我们观看网络视频一般是经由广域网传输,而AVB解决的是局域网内音视频传输的问题
9.3.1.1.1. 网络传输问题
传统以太网是基于竞争的”尽最大努力传输”的分组报文网络,有人说TCP是可靠的,但是TCP的可靠性是建立在重传机制上的,带来的副作用就是延时加大. 另外转发节点(比如网络中的交换机,路由器)对报文的传输影响比较大.比如
传输过程中,如果中间的转发节点缓存队列已满,会导致后续数据包丢失
传输时延受转发节点的缓存状态影响,如果缓存队列中数据较多,传输延迟就比较大
9.3.1.1.2. 多媒体同步问题
多媒体同步包含两个方面的内容
媒体时钟恢复(频率同步),它解决的是按什么样的速度播放的问题
播放时间同步(相位同步),它解决的是什么时候播放的问题
9.3.1.2. AVB体系
AVB被称为时间敏感网络,它主要解决两个问题:
延时问题:通过带宽预留,保证延时小,实时性好(延时可控,最坏情况下的延时不超过一定的阈值)
- 同步问题:
媒体时钟同步:不同的媒体类型有自己的媒体时钟,这些媒体时钟都映射到gPTP时间(同一个时间坐标系),接收端可以轻松进行媒体时钟恢复
播放时间同步:数据发送时指示接收方在未来的某个时间点播放,如果有多个接收者,他们就会在未来的同一时刻同时播放
9.3.1.2.1. 协议框架
AVB的全称是Audio Video Bridging,由一系列IEEE标准组成,目的是在局域网中高效传输音视频数据.
AVB协议栈如下图所示:
可以看出AVB主要是链路层协议,它和传统的TCP/IP协议栈是并列共存的关系.AVB协议栈不仅包括了前面提到的带宽预留和时钟同步协议,还包括了其他一些辅助 协议,如下
精确时钟同步协议(gPTP): 用来将网络内所有节点的时钟同步到一个主时钟
带宽预留协议(SRP)
流量整形协议(FQTSS): 负责对流量进行排队,转发管理
音视频传输协议(AVTP)
音视频管理协议(AVDECC): 负责服务发现,节点能力遍历,链接管理等控制功能
基于AVB的RTP/RTCP传输协议: 它主要是将传统的RTP/RTCP流映射到AVB流,使用AVB性能,从而降低延迟,提高同步精度