AVLAN 和 AVIoT 如何重塑协作网络

统一通信 (UC) 和专业视听 (AV) 系统历来是两个截然不同的领域，鲜有交集。然而，在过去十年中，这两者之间的界限正在逐渐模糊。UC 和 AV 正在快速融合，AV 系统也越来越依赖于 IP 网络。

这种融合催生了新的网络需求和设计方法，例如 AVLAN 和 AVIoT，它们带来了令人兴奋的新功能以及设计挑战。

在本文中，我们将深入探讨这一融合故事，帮助您更好地了解这一演变对网络工程师和 AV 集成商所带来的好处和复杂性。

现代会议室中统一通信和音视频技术的融合方式

会议室正逐渐演变为集成音视频环境的混合协作空间，这要求 UC 和音视频（AV）以前所未有的方式融合。音视频不再独立存在，而是与统一通信共享同一IP基础设施。这意味着两者之间深度且有意义的集成不仅是可能的，而且对于正常运行至关重要。

这标志着这些系统在设计和支持方式上发生了重大转变。统一通信、视频会议和协作系统长期以来一直依赖IP网络连接用户、设备和平台，例如Microsoft Teams和Zoom。而专业音视频系统则历来被视为一个独立的领域，拥有专门的设备、专用的线缆以及用于麦克风、扬声器、摄像头、显示器、混音器和控制系统的独立信号路径。

这种界限正在迅速消失。会议室系统、一体化协作终端、数字信号处理器 (DSP)、支持 IP 的麦克风、摄像头、编码器、解码器和音视频控制系统正日益成为联网的终端设备。因此，会议室不再仅仅是连接了一些音视频外设的 UC 环境，而是一个完全集成的通信空间，其中 UC 系统和音视频系统必须通过精心设计的网络协同工作。

对于网络工程师和音视频集成商而言，这种融合改变了设计思路。仅仅考虑房间是否配备了合适的摄像头、麦克风、显示器和协作平台已经远远不够了。网络设计还必须能够支持统一通信和音视频系统的实时音频、视频、设备控制、组播行为、带宽需求和服务质量要求。

AVLAN如何支持AVIoT设备

多年来，音视频专业人士一直在专业音视频部署中使用音视频虚拟局域网 (AVLAN) 的概念。AVLAN 是一种专用的虚拟局域网，专为音视频流量而设计，包括音频流、视频流以及控制混音器、放大器、摄像机甚至灯光等设备的信令。

AVIoT 指的是音视频物联网 (IoT)，它是更广泛的物联网趋势的一个子集。简而言之，AVIoT 涉及将音视频设备用作 IP 端点。数字信号处理器 (DSP)、摄像头、编码器/解码器、麦克风和控制器都是支持 IP 的网络设备。AVIoT 设备会产生对实时性要求很高的流量，严重依赖组播通信，并且通常在OSI 模型的高层使用厂商特定的协议，这使得它们与传统的 IT 设计模型不太契合，并且更加依赖于厂商特定的实现。

简而言之，AVIoT 指的是将 AV 设备部署为 IP 端点，而 AVLAN 定义了服务于这些端点的网络基础设施。

为融合网络设计AVLAN

传统上，为AVIoT设备提供服务的AVLAN与数据网络的其他部分“物理隔离”（即物理隔离），主要目的是确保网络拥塞和其他网络现象不会干扰AV流量。这与VoIP部署中隔离语音VLAN的概念类似，但AVLAN更进一步，采用了完全的物理隔离。

然而，现代设计越来越倾向于采用逻辑而非物理隔离的融合基础设施。通过将虚拟局域网 (VLAN) 用于音视频设备，并结合服务质量 (QoS)和组播控制策略，既能保证性能和质量，又能让音视频系统更充分地集成到统一通信平台和更广泛的网络基础设施中。

正因如此，网络设计才显得尤为重要。音视频流量并非普通的数据流量，它的行为往往会因协议、厂商生态系统以及传输的媒体类型而异。音频流、视频流、设备发现、控制信号和同步需求都会对网络提出不同的要求。

要了解为什么 AVLAN 设计需要如此细致的考虑，不妨看看专业 AV 环境中常用的一些 AV 专用协议。

音视频协议如何影响网络设计

有几种音视频专用协议被不同的供应商和提供商用于音视频网络：

Dante是 Audinate 公司开发的专有音频 IP 解决方案，它能够通过标准 IP 网络传输高质量、低延迟、高度同步的数字音频流。Dante 广泛应用于专业音频环境中，例如 DSP、调音台、放大器和麦克风等设备。它高度依赖组播流（某些类型的流也支持单播流）、精确的时钟控制和 QoS 来确保可靠的性能。
音频视频桥接 (AVB)是一套 IEEE 标准，旨在通过以太网提供时间同步、低延迟的音频和视频传输。与纯软件解决方案不同，AVB 要求网络设备（交换机和终端）支持特定的硬件功能，例如时间同步和流量整形，以保证确定性的传输，因此与 Dante 相比，AVB 的应用范围仍然有限。
网络设备接口 (NDI)是一种基于 IP 的视频协议，由 NewTek（现已被 Vizrt 收购）开发，它允许通过标准网络传输高质量、低延迟的视频流。NDI 被广泛应用于广播和现场制作环境中，并被摄像机和软件制作套件所采用。根据部署和配置的不同，NDI 通常混合使用单播和组播流量。

这些音视频协议主要用于专业音视频领域，但在网络设计中也发挥着重要作用。统一通信或视频会议平台并不直接使用这些协议，因为它们完全依赖于 RTP 和 SIP 等标准IP协议。这两个领域之间的集成是通过网关、数字信号处理器（DSP）和会议室系统实现的。

网络设计考虑因素

设计支持音视频和统一通信的网络，需要与创建传统数据网络甚至语音网络截然不同的思路。音视频流量通常带宽密集、对延迟敏感且多播流量巨大，所有这些都带来了独特的挑战。

一项关键的设计原则是建立一个或多个专用的音视频VLAN，以在逻辑上将音视频流量与其他所有IP流量隔离。这可以提供可预测的性能，减少广播和组播的影响，并简化故障排除和策略实施。

其他设计原则包括：

多播流量管理： Dante 和 NDI 等协议严重依赖多播，如果没有适当的控制，多播数据包可能会造成网络拥塞。对于大型网络，应考虑使用IGMP 侦听和PIM等功能。
服务质量和流量优先级：并非所有音视频流量都同等重要。音频、视频和信令流量应分配适当的优先级，以确保音频低延迟、视频流畅播放和系统控制可靠。
带宽规划：音视频流量，尤其是视频流量，会消耗大量的网络带宽资源，因此必须预留适当的网络容量。