AVB--下一代网络音视频实时传输技术

） -- IEEE 802.1Qav："Virtual Bridged Local Area Networks – Amendment 11: Forwarding and Queuing Enhancements for Time-Sensitive Streams"；

四、音视频桥接系统（Audio/Video Bridging Systems）-- IEEE 802.1BA："Local and Metropolitan Area Networks-Audio Video Bridging (AVB) Systems"；

此外，还有另外两个使用IEEE 802.1 AVB来提供高质量专业音视频的标准：

一、（二层）音视频桥接传输协议（Audio/Video Bridging Transport Protocol，简称AVBTP） -- IEEE 1722："Layer 2 Transport Protocol for Time Sensitive Applications in Bridged Local Area Networks";

二、（三层）实时传输协议（Real-time Transport Protocol，简称RTP）-- IEEE 1733："Layer 3 Transport Protocol for Time Sensitive Applications in Local Area Networks"。

关于AVB的详细信息及进展情况，可以访问其官方网址

http://www.ieee802.org/1/pages/avbridges.html

图2为IEEE 802.1 AVB的协议栈框图。

IEEE 802.1AS精准时间同步协议（PTP）：PTP基于IEEE 1588:2002协议，定义了整个网络的时钟同步机制。通过定义主时钟选择与协商算法、路径延迟测算与补偿、以及时钟频率匹配与调节的机制，PTP设备交换标准的以太网消息，将网络各个节点的时间都同步到一个共同的主时钟。作为IEEE 1588协议的一个简化版本，IEEE 802.1AS与1588的最大区别在于PTP是一个完全基于二层网络，非IP路由的协议。与IEEE 1588一样，PTP定义了一个自动协商网络主时钟的方法，即最优主时钟算法（Best Master Clock Algorithm，简称BMCA）。BMCA定义了底层的协商和信令机制，用于标识出AVB局域网内的主时钟（Grandmaster）。一旦主时钟被选定，所有局域网节点的PTP设备将以此主时钟为参考值，如果Grandmaster发生变化，整个AVB网络也能通过BMCA在最短时间确定新的主时钟，确保整个网络保持时间同步。802.1AS的核心在于时间戳机制（Timestamping）。PTP消息在进出具备802.1AS功能的端口时，会根据协议触发对本地实时时钟（RTC）的采样，将自己的RTC值与来自该端口相对应的主时钟（Master）的信息进行比较，利用路径延迟测算和补偿技术，将其RTC时钟值匹配到PTP域的时间。当PTP同步机制覆盖了整个AVB局域网，各网络节点设备间就可以通过周期性的PTP消息的交换精确地实现时钟调整和频率匹配算法。最终，所有的PTP节点都将同步到相同的"挂钟"（Wall Clock）时间，即Grandmaster时间。在最大7跳的网络环境中，理论上PTP能够保证时钟同步误差在1μs以内。

IEEE 802.1Qat流预留协议（SRP）：传统IEEE 802网络标准的特性限制了其无法将普通异步流量与时间敏感的流媒体流量进行优先级划分。为了提供有保障的服务质量（QoS），流预留协议（SRP）确保了AV流设备间端到端的带宽可用性。如果所需的路径带宽可用，整个路径上的所有设备（包括交换机和终端设备）将会对此资源进行锁定。SRP利用IEEE 802.1ak多注册协议（Multiple Registration Protocol，简称MRP）来传递消息，以交换AV流的带宽描述消息并对带宽资源进行预留。符合SRP标准的交换机能够将整个网络可用带宽资源的75%用于AVB链路，剩下25%的带宽留给传统的以太网流量。在SRP中，流服务的提供者叫做Talker，流服务的接收者叫做Listener。同一个Talker提供的流服务可同时被多个Listener接收，SRP允许只保障从Talker到Listener的单向数据流流动。只要从Talker到多个Listener中的任意一条路径上的带宽资源能够协商并锁定，Talker就可以开始提供实时AV服务。SRP内部周期性的状态机维护着Talker及Listener的注册信息，能够动态的对网络节点状态进行监测并更新其内部注册信息数据库，以适应网络拓扑的动态改变。无论Talker还是Listener，都可以随时加入或离开AVB的网络，而不会对AVB网络的整体功能和状态造成不可恢复的影响。SRP包含注册（Registration）和预留（Reservation）两部分，Talker对AV流所需带宽资源进行协商预留，Listener则注册并接收所需的AV流。

IEEE 802.1Qav队列及转发协议（Qav）：Qav队列及转发协议的作用是确保传统的异步以太网数据流量不会干扰到AVB的实时音视频流。时间敏感的AV流转发采用伪同步模式（Pseudo-synchronous），这个机制依赖于SRP提供沿路经的预留带宽以及为PTP提供8Khz的时钟。在每个125us的时隙，包含AVB数据的802.3以太网等时帧（Isochronous）就会被进行转发。同时，为了避免普通数据流量与AVB流量