Comprendre les différences fondamentales entre AES67 et AVB

Parmi les nombreux protocoles disponibles, AES67 et Audio Video Bridging (AVB) se distinguent par deux des plus largement déployés pour le transport audio haute performance. Bien que les deux visent à fournir un flux fiable et peu latence sur Ethernet, ils adoptent des approches fondamentalement différentes pour l'horlogerie, la gestion du réseau et l'interopérabilité. Le choix du protocole approprié pour votre installation nécessite une compréhension claire de ces différences, des exigences spécifiques de votre application et des capacités de votre matériel réseau.

Qu'est-ce que l'AES67?

AES67 est un protocole ouvert et standard développé par l'Audio Engineering Society. Publié en 2013 et mis à jour en AES67-2018, il définit un ensemble de exigences d'interopérabilité pour la diffusion audio-sur-IP haute performance. La norme spécifie les taux d'échantillonnage audio (44.1, 48, 96 kHz), les profondeurs de bits (16, 24, 32), les formats de paquets (L24, L16, AM824), et le moment de l'utilisation du protocole de précision (PTPv2, IEEE 1588-2008).

Comme AES67 est un standard ouvert, il est conçu pour combler l'écart entre les écosystèmes propriétaires tels que Dante, Livewire, Ravenna et Q-LAN. Tout appareil conforme à AES67 peut communiquer avec tout autre appareil conforme à AES67, quel que soit le protocole propriétaire sous-jacent.

Caractéristiques clés de l'AES67

  • Open Standard : Publié par AES, disponible gratuitement et soutenu par de nombreux fabricants.
  • Clocking basé sur PTP : Utilise PTPv2 (IEEE 1588-2008) pour la synchronisation, permettant une sous-microseconde de jitter.
  • Ethernet standard : Exécute des interrupteurs hors-service sans exiger de QoS géré (bien que QoS soit recommandé).
  • Faible latence: Généralement réalisable dans la plage de 1 à 10 ms, selon la taille du paquet et le chargement du réseau.
  • Compte de la chaîne haute : Jusqu'à 64 canaux par flux à 48 kHz/24-bit, et plus avec des variantes de prochaine génération.
  • Pas de redondance intégrée : La redondance doit être gérée au niveau du réseau (p. ex., commutation sans soudure ST 2022-7).

AES67 est largement adopté dans les applications de radiodiffusion, de son en direct et de son installé. Il est particulièrement fort dans les environnements où l'interopérabilité avec les systèmes existants ou les configurations multivendor est critique. Par exemple, une station de radio utilisant une console basée sur Dante peut envoyer des flux AES67 à un processeur basé sur Ravenna sans convertisseurs supplémentaires, à condition que les deux appareils prennent en charge AES67.

Qu'est-ce que l'AVB?

Audio Video Bridging (AVB) est un ensemble de normes IEEE (802.1BA, 802.1Qat, 802.1Qav, 802.1AS, etc.) qui fournissent ensemble un transport audio et vidéo déterministe, peu coûteux et en temps réel sur Ethernet. AVB a été initialement développé par le groupe de travail IEEE 802.1 Audio/Video Bridging et est maintenant maintenu sous le parapluie Time-Sensitive Networking (TSN). Contrairement à AES67, AVB est une solution complète et intégrée qui définit tout de la topologie réseau à la synchronisation d'horloges à la réservation de flux.

AVB s'appuie sur des commutateurs réseau gérés qui prennent en charge les caractéristiques spécifiques de l'AVB : shaper basé sur le crédit (CBS) pour la priorisation du trafic, protocole de réservation de flux (SRP) pour les garanties de bande passante, et protocole de précision généralisée (gPTP) pour la distribution d'horloge. Les réseaux AVB nécessitent un domaine avec au moins une horloge grandmaster (GM) et tous les commutateurs et les terminaux conformes à IEEE 802.1AS.

Caractéristiques clés de l'AVB

  • Suite des normes de l'IEEE : Couverture de l'horloge (802.1AS), réservation de cours d'eau (802.1Qat), aménagement du trafic (802.1Qav) et raccordement au réseau (802.1BA).
  • Latence déterministe : Latence maximale garantie de 2 ms sur sept houblons de réseau pour le trafic de classe A.
  • Réserve de flux : Bandwidth est réservé de bout en bout; si la bande passante est insuffisante, la connexion est refusée.
  • Commutateurs gérés requis : Seuls les commutateurs qui prennent en charge AVB/TSN peuvent participer à un domaine AVB.
  • Plug-and-Jouer : Les appareils se découvrent automatiquement et établissent des flux sans configuration manuelle IP.
  • Redondance intégrée : On peut atteindre ces objectifs par des chemins de réseau redondants (p. ex., des terminaux à deux résidences).

AVB est couramment utilisé dans les installations fixes où le matériel de réseau dédié et géré est justifié. Les salles de concert avec amplificateurs distribués, les réseaux audio automobiles et les studios d'enregistrement haut de gamme qui nécessitent des performances déterministes sur de nombreux canaux. AVB est également la base du protocole Milan, qui ajoute une couche de contrôle et des profils d'appareils pour l'utilisation en studio.

Comparaison des performances

Pour comparer AES67 et AVB, les performances doivent être évaluées dans plusieurs dimensions : interopérabilité, latence, précision de la synchronisation, exigences du réseau, évolutivité et coût total de propriété. Chaque protocole excelle dans différents domaines, et le choix optimal dépend de l'application spécifique.

Interopérabilité et soutien des écosystèmes

AES67 Les principaux fabricants comme Audinate (Dante), Riedel, Layo et Yamaha offrent toutes des interfaces compatibles avec AES67. Cela signifie qu'un ingénieur audio peut connecter une console de mélange équipée de Dante à un moteur de traitement basé sur Ravenne sans matériel de transition propriétaire. Cependant, AES67 ne définit pas un plan de contrôle unifié; chaque écosystème conserve ses propres méthodes de découverte et de routage, de sorte que l'intégration nécessite souvent une configuration manuelle ou un intergiciel.

BVV Un flux AVB ne peut voyager que par des commutateurs et des terminaux compatibles avec AVB. Bien que les terminaux AVB de différents fabricants puissent communiquer s'ils mettent en œuvre les mêmes normes IEEE (par exemple Milan), l'infrastructure de commutation doit être conforme à AVB. Cela réduit la flexibilité par rapport à AES67, qui peut fonctionner sur tout réseau prenant en charge PTP et RTP. En pratique, AVB est plus fréquent dans les écosystèmes fermés et propriétaires comme l'automobile ou dans les installations AVB/Milan spécialisées.

Latence et déterminisme

Les deux protocoles offrent une latence très faible, mais leurs approches diffèrent. AES67 La latence est configurable par la taille des paquets et les paramètres réseau. Les chiffres réels typiques vont de 1 ms (avec de très petits paquets) à 10 ms (avec des paquets plus grands). AES67 utilise RTP sur UDP, il est sujet à la congestion réseau et ne garantit pas intrinsèquement la bande passante. Cependant, avec des commutateurs gérés et une configuration QoS (Qualité de service) adéquate, AES67 peut atteindre des latences aller-retour de moins de 5 ms.

BVV L'AVB garantit que le trafic audio ne sera pas retardé par un trafic non-sensible au temps. Le trafic de classe A (la plus haute priorité) a une latence maximale de 2 ms sur sept houblons. Cela rend l'AVB idéal pour les performances en direct où un timing cohérent et prévisible est critique, par exemple, les systèmes de moniteurs intra-auriculaires où même 1 ms de jitter peut être audible.

Horloge et synchronisation

Les deux protocoles reposent sur des variantes du protocole de précision. AES67 utilise PTPv2 (IEEE 1588-2008) dans un profil qui nécessite au moins une horloge grandmaster. Le profil est défini dans AES67-2018 et est compatible avec SMPTE ST 2059-1/2 pour la synchronisation de radiodiffusion. AES67 peut atteindre la précision de l'horloge dans ±1 μs.

AVB utilise gPTP (IEEE 802.1AS), un profil de IEEE 1588 optimisé pour les applications audio/vidéo. gPTP simplifie l'élection grandmaster et assure une synchronisation sous microseconde sur l'ensemble du domaine. Parce que gPTP est intégré dans le matériel de commutation réseau, AVB peut obtenir une synchronisation plus étroite que AES67 dans les grands réseaux multi-hop. Pour les applications nécessitant une super-basse mise (par exemple, conversion analogique-numérique haut de gamme), AVB , l'horloge assistée par matériel AVB offre un avantage.

Besoins en réseau et coût de l'infrastructure

L'une des différences pratiques les plus importantes est celle du matériel de réseau.

AES67 De nombreuses installations utilisent des commutateurs gérés avec des marquages DiffServ pour prioriser les paquets audio. AES67 n'exige pas de capacités de commutation spécifiques au-delà de l'insonorisation IGMP pour le trafic multicast. Cela rend AES67 très attrayant pour les projets de budget-conscience ou de modernisation où la mise à niveau vers des commutateurs gérés n'est pas possible.

BVV Ces commutateurs sont plus chers que les commutateurs gérés standard parce qu'ils doivent mettre en œuvre le matériel CBS, SRP et gPTP. Dans une installation de grande envergure, le coût de l'infrastructure de commutation peut être une part importante du budget. Cependant, parce qu'AVB garantit la bande passante et la latence, le réseau est plus facile à concevoir et plus fiable pour le trafic en temps réel.

Échelle et nombre de canaux

AES67 supporte jusqu'à 64 canaux par flux à 48 kHz/24-bit dans son format de base. Des nombres de canaux plus élevés (par exemple, 512 canaux) sont possibles avec des extensions propriétaires comme les flux Dante. AES67 peut être augmenté en bande passante en ajoutant plus de flux et en utilisant multicast ou unicast. Le nombre total de canaux est limité uniquement par la capacité du réseau.

AVB prend généralement en charge jusqu'à 256 canaux par flux dans ses implémentations actuelles (basées sur la norme Milan). Comme AVB réserve de la bande passante, l'échelle du réseau nécessite une planification minutieuse pour assurer que toutes les réservations de flux s'inscrivent dans la capacité disponible du commutateur.

Redondance et fiabilité

AES67 Cependant, la redondance au niveau du réseau peut être mise en œuvre en utilisant SMPTE ST 2022-7, qui envoie des flux dupliqués sur deux chemins de réseau séparés. De nombreux appareils compatibles avec AES67 supportent cette fonctionnalité. De plus, des protocoles standard de redondance au niveau du réseau (par exemple RSTP, MRP) peuvent être utilisés, même s'ils peuvent introduire des retards de décrochage.

BVV Pour les réseaux redondants, AVB offre une plus grande fiabilité hors de la boîte.

Quel protocole est le meilleur pour votre installation?

La réponse dépend de vos besoins techniques, de votre budget et de votre infrastructure. Voici un cadre de décision pratique.

Choisissez AES67 si :

  • Vous devez intégrer des équipements de plusieurs fabricants ou systèmes propriétaires existants.
  • Votre infrastructure réseau existe déjà et vous ne pouvez pas remplacer tous les commutateurs par des unités compatibles AVB.
  • Vous avez besoin de très hauts nombres de canaux (p. ex. 512+) ou de configurations de routage flexibles.
  • Votre budget est limité, et vous préférez utiliser le matériel standard de réseautage informatique.
  • Vous travaillez dans la radiodiffusion, la postproduction ou l'AV d'entreprise où multicast et PTP sont déjà familiers.

Choisissez AVB si :

  • Vous concevez une nouvelle installation depuis la base et pouvez spécifier les commutateurs compatibles AVB.
  • Votre application exige une latence garantie de 2 ms avec zéro jitter – par exemple, performance en direct ou surveillance intra-auriculaire.
  • Vous voulez la découverte de périphérique plug-and-play et la configuration automatique de flux sans adresse IP manuelle.
  • Vous avez besoin d'une redondance intégrée sans compter sur des protocoles externes.
  • Vous travaillez dans l'automobile, en tournée sonore en direct ou en studio haut de gamme où les performances déterministes l'emportent sur les coûts.

Approches hybrides et nouvelles normes

Dans de nombreuses installations modernes, AES67 et AVB ne sont pas mutuellement exclusives. Par exemple, un studio peut utiliser AES67 pour connecter les appareils Dante et Ravenna tout en utilisant AVB (via Milan) pour préamplis et moniteurs de microphone critiques. SMPTE ST 2110 La norme de diffusion utilise AES67 pour l'audio et est largement adoptée dans la production télévisuelle. TSN (Réseau sensible au temps) est en train d'évoluer pour offrir des capacités déterministes encore plus avancées qui pourraient brouiller la ligne entre AES67 et AVB à l'avenir.

Considérations pratiques de mise en œuvre

Pour AES67, assurez-vous que PTP est correctement configuré avec une horloge grandmaster fiable et appliquez la cartographie QoS (DSCP 44-46 pour audio). Pour AVB, vérifiez que tous les commutateurs proviennent du même fournisseur et de la même génération de firmware pour éviter les problèmes d'interopérabilité. Testez votre réseau avec un outil comme Wireshark pour surveiller le trafic PTP, les réservations de flux et la latence.

Toujours impliquer votre équipe informatique tôt—protocoles audio-over-IP imposent sur le réseau que le trafic de bureau typique ne. Les commutateurs doivent être configurés avec le filtrage multicast, les limites de bande passante, et les paramètres de sécurité pour empêcher les flux non autorisés.

Perspectives d'avenir

La tendance en audio professionnel est vers une plus grande convergence. AES67 continue d'être la colle qui relie divers écosystèmes, tandis que AVB/Milan creuse une niche dans les installations à haute performance. Avec le développement continu de TSN, nous pouvons voir une norme unifiée unique qui combine la flexibilité de AES67 avec le déterminisme de AVB. Jusqu'à alors, comprendre les forces et les faiblesses de chaque protocole restera essentiel pour les concepteurs de systèmes.

Conclusion

AES67 et AVB offrent un transport audio-sur-IP robuste, mais ils servent des priorités différentes. AES67 est le champion de l'interopérabilité ouverte et fonctionne sur les réseaux existants, ce qui en fait le choix pragmatique pour les environnements multivendor et les projets sensibles aux coûts. AVB offre un déterminisme inégalé et la facilité de configuration dans les installations de terrain vert où les performances sont primordiales.

Pour plus de détails, consulter le site Norme AES67-2018, les Page du groupe de travail IEEE AVBet une Guide Audinate pour l'intégration AES67 et Dante- Oui.