Ethernet ersetzt klassische Verkabelung für Video und Ton

Audio Video Bridging vor dem Durchbruch

| Autor / Redakteur: Dirk Srocke / Andreas Donner

Bereits 2012 hat Sennheiser ein AVB-Mikrofon gezeigt; Termine für einen Marktstart nennt das Unternehmen aber bis heute nicht. (Symbolbild)
Bereits 2012 hat Sennheiser ein AVB-Mikrofon gezeigt; Termine für einen Marktstart nennt das Unternehmen aber bis heute nicht. (Symbolbild) (Bild: Sennheiser)

Töne und Videos lassen sich synchron und in professioneller Qualität per Ethernet-Kabel übertragen. In ersten Kundenprojekten funktioniert dieses Audio Video Bridging bereits, der Marktdurchbruch steht aber offenbar noch bevor.

Ethernet könnte schon sehr bald mit dem Kabelsalat in Tonstudios aufräumen, so zumindest lautet die Vision von Audio Video Bridging, kurz AVB. Die darunter fallenden Verfahren ermöglichen es, Ton- und Videodaten zuverlässig und nahezu verzögerungsfrei über lokale Computernetzwerke zu übertragen. Die Fürsprecher sehen die Technik aber nicht nur in Produktionsstudios, sondern auch beim Heimentertainment für Endanwender oder im Automotivebereich.

Kompatible Erweiterungen für Layer-2-Netze

AVB soll dabei ehrgeizige Ziele erfüllen: Für Liveaufführungen, Studioproduktionen oder Gaming gelten beispielsweise Verzögerungen im einstelligen Millisekundenbereich gerade noch als akzeptabel. Eine Garantie hierfür können klassische Ethernets nicht bieten. AVB geht daher über die klassischen QoS-Funktionen hinaus und ermöglicht es, Teile des Netzwerkes zu reservieren. Über diese können dann „Talker“ (sendende Geräte) Streams an „Listener“ (Empfänger) senden.

AVB krempelt klassische Layer-2-Netze jedoch nicht grundlegend um, sondern erweitert die unter der Zahl 802 bekannten IEEE-Standards lediglich um einige Funktionen. Daher können auch bestehende Netzwerkgeräte weiter in der jeweiligen Infrastruktur verbleiben. Einschränkung: AVB unterstützt kein CSMA/CD-Verfahren, also den Einsatz von Hubs statt Switches in einem geteilten Medium.

Unter dem griffigen Namen AVB werden verschiedene IEEE-Standards zusammengefasst:

  • IEEE 802.1AS kümmert sich um Timing und Synchronisation zeitkritischer Anwendungen. Dabei wird eine "Grand Master Clock" festgelegt, mit der sich alle Geräte in der gleichen Domäne synchronisieren.
  • Das Traffic Shaping wird über 802.1Q realisiert. 802.1Qav setzt dabei auf einen Leaky-Bucket-Algorithmus. Per Stream Reservation Protocol (SRP) IEEE 802.1Qat werden Netzwerkressourcen reserviert. Ziel ist es, Talker und Listener einen garantierten Pfad für ihre Streams zur Verfügung zu stellen.
  • AVB funktioniert in gemischten Umgebungen. Zwischen Talker und Listener sollten allerdings keine klassischen Geräte den Datenfluss behindern. Daher müssen alle Devices ausgeklammert werden, die AVB nicht unterstützen. Der Standard hierfür lautet: IEEE 802.1BA "Audio Video Bridging Systems".
  • In Arbeit sind derzeit P802.1ASbt (Timing and Synchronization for Time-Sensitive Applications in Bridged Local Area Networks), P802.1Qbu (Media Access Control (MAC) Bridges and Virtual Bridged Local Area Networks Amendment: Frame Preemption) und P802.1Qbv (Media Access Control (MAC) Bridges and Virtual Bridged Local Area Networks Amendment: Enhancements for Scheduled Traffic).

Grenzen der Physik und WLAN

Wunder wirkt freilich auch AVB nicht. Sprich: Die Verfahren können nur die Bandbreite bereitstellen, die auch die physisch vorhanden ist. Multicasts sind allerdings möglich; wenn mehrere Listener von einem Speaker angesprochen werden, wird das Core-Netzwerk nicht zusätzlich belastet.

Inwieweit AVB auch für die drahtlose Kommunikation taugt ist derzeit noch umstritten. Gegner führen beispielsweise physikalisch begründete Verzögerungen an, die sich nicht beliebig verringern lassen. Auf Standardisierungsseite beschränkt man sich wohl noch auf das Thema Zeitsynchronisierung, also der Nutzung von 802.1AS für 802.11-Umgebungen.

Ökosystem lässt sich Zeit

Wie erläutert setzt AVB auf offene Standards und unterscheidet sich schon dadurch von proprietären Ansätze, etwa dem von Audinate angebotenen DANTE. Wenngleich auch Audinate künftig auf AVB setzen will, erschafft der Standard allein freilich noch kein blühendes Ökosystem. Dem entsprechend versucht die Industrievereinigung AVnu Alliance (die Aussprache orientiert sich am englischen "Avenue"), die Vorgaben der Audio Video Bridging Task Group branchenweit umzusetzen und entsprechende Zertifizierungen durchzuführen.

Das bereits umfangreiche Mitgliederverzeichnis der AVnu umfasst Chiphersteller, Netzwerkausrüster, Audioausrüster oder Fahrzeugbauer. Auf dem Markt ist die Technik indes noch recht spärlich zu finden. Ein vom AVnu-Mitglied Riedel Communications bezahltes Whitepaper kolportiert die Prognose, dass erst Ende 2013 genug Audio-Produkte verfügbar sein werden, um eine durchgehende Signalkette umzusetzen. Einer Stichprobe von IP-Insider zufolge, könnte es indes noch etwas länger dauern – denn etliche Anbieter halten sich mit marktreifen Lösungen noch zurück.

Beispiel Sennheiser: Der Audioexperte präsentierte bereits im Juni 2012 die Studie eines AVB-Mikrofons auf dem AVnu Pavillon der InfoComm in Las Vegas. Zu kaufen gibt es das Gerät bis heute nicht. Keine verwertbaren Angaben zu AVB konnten zudem Bose oder EADS liefern. Mit Antworten hielt sich auch Intel zurück, präsentiert im Internet allerdings schon eine AVB-fähige „Ethernet Controller I210 Family“ (PDF). Trotz hartnäckiger Nachfragen gab sich auch AVnu-"Founding Promoter" Cisco zurückhaltend. Im Support-Forum des Netzwerkausrüsters versteckt sich indes der mit Oktober 2012 datierte Hinweis, dass bis Ende 2013 ein "Catalyst 4500E"-Switch erwartet werde, der AVB unterstützt.

Extreme Networks liefert dagegen schon seit einiger Zeit AVB-taugliche Switches aus und benennt gern Referenzkunden.

Erste Gehversuche der Anwender

In der Volkswagen-Halle Braunschweig nutzt man etwa AVB für die Event-Beschallung eigener Veranstaltungen in der Arena und für Alarmierungen. Zum Einsatz kommen dabei ein Extreme Networks Summit X440P Switch sowie Biamp Tesira SERVER I/O, Biamp Tesira EX-MOD und Biamp Tesira EX-LOGIC. Christopher Horn vom Ausrüster HORN Audio-Video-Systeme e.K. berichtet von einem äußerst robusten System: Testweise habe man zwölf "Sennheiser Drahtlos-Empfänger" in die Broadcast-Domain des AVB-Netzwerks gelegt, da diese mit ihren UDP Paketen einiges an Control-Traffic verursachten. Die Audiostreams seien dabei problemlos weitergelaufen. Zudem habe man in den bisherigen Betriebsmonaten keine einzige Störung verzeichnen müssen.

Beim Institut für Rundfunktechnik (IRT) untersucht man derzeit für den Einsatz in der Rundfunkproduktion, inwieweit AVB – oder auch IP/Layer 3 basierte Lösungen – eine klassische Audio/Videoverkabelung tatsächlich zukünftig ablösen können. Im Labor sind aktuell zwei Switches von Extreme Networks sowie verschiedene weitere AVB-konforme Adapter/Endgeräte im Test-Einsatz. Die Geräte sollen unter anderem für Punkt-zu-Punkt respektive Punkt-zu-Multipunkt-Verbindungen eingesetzt werden. Aktuell werden in München die dafür nötigen Konfigurationsvarianten untersucht. Für eine vorläufige oder gar abschließende Beurteilung der Technik sei es aber viel zu früh, sagt Markus Berg, Sachgebietsleiter Netzwerktechnologie. Beispielsweise stehen Last- und Qualitätstests noch aus.

Korrekturupdate, 26.11.2013

In der ursprünglichen Version des Textes hieß es fälschlicherweise, dass AVB in der Volkswagen-Halle Braunschweig ausschließlich für Alarmierungen genutzt werde. Tatsächlich wird die Technik auch für die Event-Beschallung genutzt. Die entsprechenden Passagen wurden korrigiert.

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