اصول AV over IP

AV over IP چیست؟

AV over IP مخفف “Audio-Visual over Internet Protocol” است. اساساً انتقال داده های صوتی و تصویری از طریق شبکه ای مانند LAN، WAN یا اینترنت است. برخلاف محیط‌های سنتیAV Over IP, AV (همچنین به عنوان AV/IP شناخته می‌شود) به استفاده از تجهیزات شبکه استاندارد برای انتقال و سوئیچ ویدیو و صدا اشاره دارد.

مفهوم ” Video over IP ” مدتهاست وجود داشته است. این شامل همه چیز از پخش زنده مبتنی بر اینترنت یا استریمینگ ویدئو گرفته، تا زیرساخت های پخش حرفه ای ویدئو در استودیوهای تولید و پخش، است. آنچه در چند سال اخیر در فضای حرفه ای AV (تجهیزات AV) مورد بحث قرار گرفته است، جایگزینی تدریجی زیرساخت های AV سنتی با زیرساخت های مبتنی بر IP است – از این رو اصطلاح AV over IP نامیده می شود.

شباهت‌های بین تنظیمات AV سنتی و AV /IP

در پایه، عناصر در محیط های AV ثابت می مانند. زیرساخت‌های AV سنتی عمدتاً به گسترش و تغییر دارایی‌های صوتی و تصویری مربوط می‌شوند. هدف یک تسهیلات AV این است که به کاربران امکان دیدن و یا شنیدن منابع ویدئویی و صوتی خود را در مانیتورها و سیستم‌های صوتی یا بلندگوها ارائه دهد. برای انجام این کار، منابع باید ضبط شوند، جابجا شوند، سوئیچ شوند و نمایش داده شوند. رابط کاربری برای تغییر منابع می تواند دکمه های روی تجهیزات سخت افزاری باشد، تا رابط های دیجیتال در فناوری های مبتنی بر رایانه.

در هر دو تنظیمات AV، عناصر بسیار مشابه هستند. در AV over IP، “فرستنده های A/V” به “Encoder“، “A/V Receivers” به “Decoder” و “A/V Switcher” (همچنین به عنوان سوئیچ کننده ماتریس ویدئو نیز شناخته می شود)  به یک “IP Switch” استاندارد تبدیل می شوند. درست مانند چیزی که رایانه های شما در دفتر به آن متصل می شوند.

فن آوری های فعلی AV

بسیاری از محصولات و خدمات AV برای حفظ حداکثر کیفیت تصویر و صدا در حین جابجایی و تعویض منابع طراحی شده اند. سایر عناصر سیستم شامل سوئیچینگ سریع و تأخیر کم در سراسر مسیر است. علاوه بر این، برخی از تجهیزات AV قادر به انجام عملیات پردازشی مانند ضرب منابع و در دسترس قرار دادن همزمان آنها در بیش از یک مکان برای مصرف هستند.

پردازش پیشرفته تر شامل انجام تغییرات در منابع در لحظه است. این می تواند شامل تغییر سیگنال ویدیویی از یک نوع به نوع دیگر (مانند DisplayPort به HDMI)، برش، افزایش یا کاهش مقیاس (به عنوان مثال تغییر از HD به 4K یا 4K به HD)، ترکیب (همپوشانی متن یا ترکیب چند ویدیو) باشد.

هر آنچه در بالا برای AV سنتی توضیح داده شد، هنگام اجرای AV از طریق IP حفظ می شود. تنها تفاوت این است که انتقال ویدئو و صدا از جعبه ها و کابل ها به جای مبتنی بر مدار، مبتنی بر بسته است- مانند شبکه‌های داده کامپیوتری و تلفن از طریق IP. اصولاً پروتکل اینترنت (IP) مجموعه ای از قوانین حاکم بر قالب داده های ارسال شده از طریق اینترنت یا سایر شبکه های تصویری و صوتی است. فناوری AV-over-IP داده های سمعی و بصری را طوری سازماندهی می کند که با آن قوانین مطابقت داشته باشد. داده های ارسال شده از طریق IP به بسته ها تقسیم می شوند. هر بسته حاوی بخشی از فایل اصلی و همچنین اطلاعات کنترلی اضافی مانند منبع، مقصد و ترتیب است.

تفاوت بین AV سنتی و AV / IP

AV over IP با AV سنتی با تکامل جنبه‌های کلیدی زیر متفاوت است: سوئیچینگ مقیاس‌پذیر (پورت‌های بسیار بیشتر و آسان‌تر برای اضافه کردن آنچه نیاز دارید)، رفع موانع فاصله، بهبود نسبت ورودی‌ها به خروجی‌ها، بهبود استانداردهای ویدئویی ، همگرایی با داده ها و ارتباطات، و گزینه های جدید در پردازش ویدئو.

سوئیچینگ

شاید سنگ بنای این که چرا سازمان ها به تدریج زیرساخت های AV سنتی را با زیرساخت های AV مبتنی بر IP جایگزین می کنند، سوئیچ به عنوان نقطه کانونی باشد.

سوئیچینگ مبتنی بر مدار سیمی، اساساً یک فناوری نقطه به نقطه است. سوئیچرهای ماتریس ویدیویی به طور همزمان یک «مقصد» (نسبت به جعبه فرستنده AV) و یک «منبع» (نسبت به جعبه گیرنده AV) هستند. تمام ترکیبات فرستنده به گیرنده در داخل سوئیچ ماتریس حل می شود و می توان از هر منبعی در هر مقصدی با توجه به تعداد پورت های موجود در سوئیچ ماتریس تصویری استفاده کرد. به عنوان مثال، یک سوئیچ ماتریسی 8×8 اجازه می دهد تا از هشت منبع در هر یک از هشت مقصد استفاده شود.

محصولات پیشرفته تر می توانند عملیات پردازش را انجام دهند. به‌عنوان مثال، به‌جای در دسترس قرار دادن هر ورودی در هر خروجی، ممکن است بتوان هر ورودی را در هر خروجی و همچنین بسیاری از خروجی‌ها نشان داد. از این رو، ارائه پاورپوینت از رایانه شخصی می‌تواند منبعی باشد که از جعبه فرستنده AV به یک سوئیچر ماتریس ویدیو هدایت می‌شود و سپس سوئیچر می‌تواند به چندین جعبه گیرنده AV متصل شود که می‌توانند همزمان ارائه پاورپوینت را بلادرنگ نشان دهند.

آنچه در مورد IP (و سوئیچینگ مبتنی بر بسته) متفاوت است این است که تعداد منابع متصل به سوئیچ IP دیگر محدود نیست. هنگامی که پورت های فیزیکی تمام می شوند، می توان چندین سوئیچ IP را برای گسترش وصل کرد. این به این معنی است که شما می توانید تعداد پورت ها را برای نیازهای خود بسیار راحت تر تغییر دهید. امکان ادامه افزودن منابع و مقاصد وجود دارد، بدون اینکه بازنگری اساسی در قسمت مرکزی سوئیچر ماتریس ویدیویی عامل محدود کننده اصلی باشد.

نسبت ورودی‌ها به خروجی‌ها نیز می‌تواند در مقایسه با سوئیچر ماتریس ویدیویی سخت‌افزاری سنتی، در AV از طریق IP بسیار بیشتر تنظیم شود. ممکن است تعداد زیادی ورودی اما فقط چند خروجی یا فقط چند ورودی اما خروجی های بسیار داشته باشیم. یا می توانید بسیاری از هر دو و در مقادیر بسیار متفاوت داشته باشید.

فاصله

محدودیت دیگر AV سنتی فاصله بین جعبه ها است. همه انتقالات دیجیتالی با سیم، دارای محدودیت عملی برای فاصله هستند. مسافت های کوتاه تنها چند فوتی را می توان با قیمت ارزان سیم کشی کرد. هنگامی که به چند متر رسید، هزینه کابل ها افزایش می یابد. و هنگامی که سیم ها در طول تاسیسات بیش از صدها متر اجرا می شوند، هزینه نصب و گسترش همچنان بالاتر می رود.

AV مبتنی بر IP می تواند به راحتی از طریق کابل مسی و از طریق فیبر نوری منتقل شود. ویدیویی که در خانه خود در نتفلیکس یا یوتیوب تماشا می‌کنید، با استفاده از این فناوری سوئیچینگ مبتنی بر بسته‌ها مسافت بسیار زیادی را طی کرده است.

بنابراین، AV در IP به طور قابل توجهی انعطاف پذیری را با غلبه بر محدودیت های تعداد منابع و مقاصد و همچنین با غلبه بر محدودیت های فاصله افزایش می دهد. هیچ جریمه ای برای قابلیت های مهاجرت از AV سنتی به AV از طریق IP وجود ندارد زیرا تمام عناصر با راه حل های مبتنی بر IP حفظ می شوند.

تصویر زیر این موضوع را با کمک سه معماری اصلی برجسته می کند. اولین مورد مبتنی بر سوئیچینگ سنتی AV است که به دنبال آن دو مورد بعدی در AV از طریق IP انجام می شود.

AV از طریق IP چقدر ایمن است؟

یک تصور غلط رایج در مورد مهاجرت از AV سیم‌کشی شده به AV از طریق IP این است که دومی خطرات امنیتی بیشتری نسبت به AV سنتی ایجاد می‌کند. فن‌آوری‌های رمزگذاری برای چندین جنبه از محصولات AV-over-IP وجود دارد و به اجزای متعدد طراحی سیستم AV می‌پردازد.

برخی از محصولات رمزگذاری را بر روی سیگنال فرمان و کنترل به دستگاه های رمزگذار و رمزگشا ارائه می دهند. این امنیت را در برابر هک کردن اعمال جعبه‌ها ارائه می‌کند – از جمله روشن یا خاموش کردن جریان، یا تغییر منبع نمایش داده شده. یکی دیگر از جنبه های امنیتی، امکان رمزگذاری خود جریان های ویدئویی است. این تضمین می کند که اگر جریان ویدیو رهگیری شود، نمی توان آن را به سادگی رمزگشایی و مشاهده کرد.

در این تصویر، عناصر اصلی رمزگذارها و رمزگشاهای AV over IP قابل مشاهده هستند.

• یک پورت صوتی/تصویری (مانند HDMI در مثال)
• یک جک شبکه برای پخش جریانی ویدیوی بسته بندی شده به داخل یا خارج
• یک پورت فرمان و کنترل

(اگرچه یک اتصال RS-232 در اینجا نشان داده شده است، اما اغلب با پورت شبکه که برای ارسال و دریافت ویدیوی بسته بندی شده استفاده می شود ترکیب می شود. همچنین می توان از یک پورت RJ-45 جداگانه برای اتصال به یک شبکه جداگانه برای فرمان و کنترل استفاده کرد. )

با اجازه دادن به کاربران برای استقرار انعطاف‌پذیرتر، ارائه گزینه‌هایی برای استفاده از دارایی‌های AV در فواصل بیشتر، و اجازه دادن به کاربران برای دنبال کردن قابلیت‌های جدید قدرتمند، مهاجرت به سمت AV over IP به خوبی در حال انجام است.