音视频传输系统中的网络融合

音视频传输系统中的网络融合

林夏明

中孚泰文化建筑股份有限公司 广东 .深圳 518000

摘要：随着我国科技水平的快速发展，互联网信息技术已经逐渐深入到了各个行业以及领域的生产当中。音视频传输系统与网络的有效融合能够为音视频传输带去非常高的传输效率，并保障其稳定性，为此，本文将对音视频传输系统中的网络融合进行详细的分析。

关键词：音视频；传输系统；网络融合

目前人们开始借助于网络浏览信息、交换数据和商业交易。而图像、视频等多媒体业务已逐渐成为信息处理领域中主要的信息媒体形式。因此下一代网络将话音、数据、视频等多种业务集于一体，它是一个建立在IP技术基础上的新型公共电信网络。目前，下一代网络还没有完全投入运行，所以互联网就成为音视频的传输的重要手段。

1、音视频系统对IT技术的需求

将音视频（AV）传输系统置于IT网络架构下，已经是很多AV固定安装系统的主要设计思路。图1为音视频发送和回放的流程。

图1 音视频数据的发送和回放

因为IT网络架构是数据传输的基础，其技术发展也是随着应用科技的发展而不断变化，同时也为AV数据流的传输提供了很多的有效工具。现实中发现，这种融合并非那么容易，一方面，AV设计师并不十分了解IT网络架构的特点，也不太善于利用IT工具；另一方面，IT工程师很难理解AV数据流的高带宽、低延时、低抖动的需求。那么，在音视频领域中运用IT架构时，要弄清楚为什么AV技术要和IT技术进行融合。

（1）AV功能的需求：例如软电话的大量使用、基于互联网协议的音视频技术流媒体传输技术的应用以及AV系统和IT数据库的数据交换和通信等。（2）系统规模的需求：现代的AV固定安装系统越来越向多通道、远距离、多机房和多功能的整合系统方向发展，这种系统显然不适合传统的AV布线设计。（3）管理的需求：远程监控、大数据统计甚至云端管理是现代智慧城市及物联网时代的基本要求，当然AV作为一个子系统也不能例外。

2、语音数据的采集

在DELPHI环境下开发语音数据的采集和压缩程序可以使用相应的控件，一般来说控件由TAC-M Wave In 、TACM Dialog、TACM Wave Out组成，程序员可以在相应的网站下载，其中TACM Wave In用于从麦克风接收音频数据，TACM Dialog用于选择音频格式，TACM Wave Out回放音频。其它编程语言环境下的开发者可以到微软的网站下载相应的SDK开发包。

（1）首先使用音频输入、输出对象ACM Wave In1和ACM Wave Out 1的Open(..)函数打开声音波形设备，并用Open的参数表设定声音格式。音频格式是一个WAVE FOR MATEX类型的变量，它的成员变量包括采样频率，采样精度和声道数。

（2）只要有音频数据，音频对象的CM-Wave In 1 Data函数就会执行，在ACM Wave In 1 Data函数中可以捕获音频数据，并通过WIN SOCKET传送到对端。

（3）在WIN SOCKET中得到对端的音频数据ACM Wave OutPlay Back。

（4）使用ACM Wave In 1 Close和ACM Wave Out 1 Close释放输入、输出设备。

3、视频编码技术

视频编码是高清网络视频码流传输的重要参数，它决定了所传输视频的网络带宽和图像质量。目前，高清网络视频码流编码标准主要为H.264和MJPEG两不中。

H.264是新一代视频编码标准，压缩比高，图像质量好，网络适应能力强等优点备受喜爱。H.264不仅比MJPEG节约了80%以上的码率，而且对网络传输具有更好的支持功能。H.264使用特殊的编码机制，面向IP包便于网络上的分组传输，并且，支持视频的流媒体技术。在更低的带宽下，H.264也可以实现高清分辨率的压缩，如720p、10801/p。作为现阶段主流压缩技术，画质好，压缩比高码流低，可使用标准解码器解码播放，提高设备兼容性和通用性。高清网络监控系统未来必然以H.264为主。因此本文文采用H.264对全高清视频进行压缩编码传输。

4、网络层的设计

4.1 二层网络

在专业音频领域常见的二层通信协议有以下几种。

（1）EtherSound

EtherSound的最低网络传输延时可达125μs，因此非常适合应用到实况演出的场合。但由于其二层通信结构并不完整，也就是说，它并不是严格意义上的“以太网”，也就不能与其他以太网数据在子网中并存。

（2）CobraNet

CobraNet对二层以太网的兼容性很好，有较强的网络延展性和灵活性，广泛使用在大型音频安装系统中。但它的标准网络延时量是5.33ms，这对于一些要求低延时的实时系统来说并不完美。

（3）Milan Milan（AVB/TSN，IEEE1722）无论是传输延时量还是以太网的兼容性，甚至高达480×480音频通道的大容量上，其各项性能均高于前两者，而且AVB/TSN技术又是国际标准，同时也是行业中的二层通信上唯一一个支持音视频同步传输的技术，因此，受到行业的广泛关注。与常用的以太网设备不同，因为AVB/TSN技术要求网络交换机也必须参与到数据的同步和系统运行中来，必须使用支持AVB/TSN的交换机，而不能使用普通的以太网交换机。

4.2 三层网络

三层通信是以路由器为核心的IP路由技术，它可以在IP层面建立完善、安全、可靠的数据通信机制。基于三层的通信在音视频行业的应用有如下几个主要的特点：（1）子网的任何故障都不会传递到其他子网；（2）只支持单播和组播，不支持广播；（3）有些音视频协议不能在三层上传输；（4）三层网络的传输速度由路由器的包转发速度决定，但一般低于二层网的转发速度。

5、结束语

互联网或局域网上的实时语音视频传输可以应用在现代社会的许多方面，也是下一代网络发展的必然要求和趋势。所以基于WINDOWS的音视频传输的开发在远程音视频会议，远程教育，和基于下一代网络的软交换技术中将得到广泛的应用。通过程序实际运行，说明压缩后的音视频数据与传输一般文字信息一样可靠、快捷和清晰，这在Inter-net上提供了更直接、信赖的传递媒介。

参考文献：

[1]王鑫,左乐,施振华,苏成悦,罗文俊,任开众,陈玉怀.GStreamer音视频传输系统研究与实现[J].单片机与嵌入式系统应用,2020,20(09):6-10.

[2]兆翦.音视频传输系统中的网络融合[J].演艺科技,2020(Z1):80-82.