數(shù)字音頻傳輸

1、數(shù)字音頻傳輸?shù)膬?yōu)點

傳統(tǒng)的模擬音頻傳輸存在信號損耗、電磁干擾和接地干擾等問題；而數(shù)字音頻傳輸抗干擾能力強，整個系統(tǒng)的信噪比及失真與傳輸距離無關(guān)，保真度更高。

2、數(shù)字音頻傳輸?shù)陌l(fā)展

1.1 IEC 60958

IEC 60958標(biāo)準(zhǔn)包含AES3（IEC 60958 type I）與S/PDIF（IEC 60958 type II）。

1.1.1 AES3

AES3也稱為AES/EBU，全稱為Audio Engineering Society/European Broadcasting Union
(錄音師協(xié)會/歐洲廣播系統(tǒng)聯(lián)盟) ，是由AES和EBU一起開發(fā)的數(shù)字音頻傳輸標(biāo)準(zhǔn)，傳輸媒介有：

  1. 110歐姆屏蔽雙絞線+XLR 3線接口
  2. 75歐姆同軸電纜+BNC接口（稱為AES-3id，是AES3標(biāo)準(zhǔn)的一個子集）

1.1.2 S/PDIF

S/PDIF全稱為Sony/Philips Digital Interconnect Format，Sony和Philips為主要設(shè)計者，是以AES3為基礎(chǔ)針對消費級音頻設(shè)備短距離傳輸場景設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)，可以使用成本較低的硬件實現(xiàn)數(shù)字信號傳輸。傳輸媒介有：

  1. 75歐姆同軸電纜+RCA接口

  2. 光纖傳輸+TOSLINK光纖接口。


    圖1 AES/EBU與S/PDIF

1.2 AES10（也稱為MADI）

AES3只能傳輸兩通道數(shù)字音頻，為了解決此問題，AES10被制訂。AES10使用了多路時分復(fù)用技術(shù)，可以傳輸56通道（48kHz）或32（96kHz）24bit的數(shù)字音頻信號。

1.3 AoIP（Audio over IP）

上述的格式都是點對點傳輸，存在以下缺點：

  1. 需要使用專用的接口和線纜，價格昂貴
  2. 只能傳輸音頻信號，并需要專門的時鐘源進行同步
  3. 只能點對點傳輸，應(yīng)用間傳輸需要大量布線，難以管理，檢修與操作都很麻煩

而AoIP成本低，部署簡單，易于管理。
目前音頻網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)主要集中在OSI網(wǎng)絡(luò)體系的第二層和第三層。

二層音頻標(biāo)準(zhǔn) 三層音頻標(biāo)準(zhǔn)
AES51 Ravenna
AVB Dante
Cobranet AES67
RAVE Q-Lan
Ethersound WheatNet-IP
REAC Livewire

第二層音頻標(biāo)準(zhǔn)的弊端在于構(gòu)建音頻網(wǎng)絡(luò)時需要專用的交換機，無法利用現(xiàn)有的以太網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致費用增加，限制了這類標(biāo)準(zhǔn)的使用范圍。而第三層音頻標(biāo)準(zhǔn)能讓音頻數(shù)據(jù)在標(biāo)準(zhǔn)的路由器中傳輸，從而大大提高了經(jīng)濟性。目前主流的音頻網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)為Dante、Ravenna和AES67。

1.3.1 Dante

Dante是Audinate公司開發(fā)的專利技術(shù)，是一個封閉式標(biāo)準(zhǔn)。其相位同步基于IEEE1588標(biāo)準(zhǔn)，采用Zeroconf協(xié)議。它的優(yōu)勢在于硬件工作穩(wěn)定，大部分主流音頻設(shè)備生產(chǎn)商都采用Dante。

1.3.2 Livewire

Livewire由Axia Audio公司開發(fā)，與Dante類似，Livewire是一個綜合性的音頻網(wǎng)絡(luò)，除了音頻，Livewire網(wǎng)絡(luò)中還傳輸Livewire網(wǎng)絡(luò)同步信號、控制信號、狀態(tài)檢測信號等。

1.3.3 AES67

由于上述的協(xié)議互不兼容，無法互通，限制了AoIP的發(fā)展，因此AES67被制訂。AES67并不是要建立一種全新的標(biāo)準(zhǔn)，而是要在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上定義一個讓不同類型協(xié)議互通的規(guī)范。目前Ravenna，Dante，Q-Lan，Liveware等協(xié)議均已實現(xiàn)對AES67的兼容。

1.3.4 Ravenna

Ravenna是一種免費開放的標(biāo)準(zhǔn)，無需專門進行標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證。其整體架構(gòu)與AES67類似，不過增加了更多選擇。譬如采樣率方面，Ravenna除了可以選擇48kHz，還可以選擇192kHz與384kHz；AES67規(guī)定荷載為PCM，而Ravenna還可以傳輸DSD/DXD碼流。

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) Dante Livewire+ AES67 Ravenna
研發(fā)公司 Audinate Telos/Axia AES Ravenna
同步協(xié)議 PTPv1 PTPv2 PTPv2 PTPv2
授權(quán)方式 銷售統(tǒng)一的硬件和軟件產(chǎn)品 授權(quán)Telos聯(lián)盟旗下公司使用 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 由RAVENNA授權(quán)免費使用
最小延時時間 小于150us 小于1ms 小于10ms 小于1ms
發(fā)現(xiàn)協(xié)議 Bonjour/SAP Axial Discovery 無 SAP
Qos DiffServ DiffServ DiffServ DiffServ

3 AES67

AES67協(xié)議的目標(biāo)是實現(xiàn)不同音頻網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的互通，它僅關(guān)注傳輸部分。

圖2 與Dante這類解決方案相比，AES67只關(guān)注傳輸部分

AES67對同步、媒體時鐘、網(wǎng)絡(luò)傳輸、編碼、會話描述和連接管理方面做出了相應(yīng)的規(guī)定，它包含3個現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)：PTP精確時鐘協(xié)議、RTP協(xié)議和SDP協(xié)議。

3.1 同步

3.1.1 為什么需要嚴(yán)格的時鐘同步？

在AoIP中，時鐘頻率同步和相位同步是不同音頻信號在不同設(shè)備間協(xié)同工作的前提。
溫度（容易受cpu負(fù)載影響）、大氣壓與時鐘振蕩器的差異導(dǎo)致每個設(shè)備的時鐘信號都會有一定量的偏差，這種偏差就會導(dǎo)致數(shù)字信號不精確，從而影響到音頻的質(zhì)量。
時鐘惡化通常來自抖動與漂移。

3.1.1.1 抖動

圖3 藍(lán)色是理想的時鐘信號，紅色為發(fā)生抖動的時鐘信號

抖動會引起數(shù)字信號的失真，如下圖4所示：


圖4 抖動導(dǎo)致波形發(fā)生形變

這種失真也被稱為數(shù)字信號的相位噪聲，它在高頻信號上更加明顯。抖動引起的失真會導(dǎo)致多聲道的空間感丟失。

3.1.1.2 漂移

當(dāng)設(shè)備間的時鐘頻率不一致（一個走得慢一個走得快）便會導(dǎo)致漂移。隨著時間的推移，漂移導(dǎo)致的差異會變得越發(fā)顯著，最終導(dǎo)致同步失敗。同時，播放與采集設(shè)備間的時鐘漂移也會導(dǎo)致AEC算法無法收斂。

3.1.2 如何實現(xiàn)時鐘同步？

不同設(shè)備同步到一個公共時鐘能確保所有流以相同速率采樣和還原，同一速率的多個流可以被接受端輕易合成。在AES67中，通過PTP（IEEE 1588-2008）實現(xiàn)時鐘頻率和相位的同步。

  • 相位同步（Phase synchronization）：信號之間的相位差恒為零

  • 頻率同步（Frequency synchronization）：信號之間保持恒定相位差


    圖5 相位同步與頻率同步

3.1.2.1 PTP基本概念

1、PTP域

我們將應(yīng)用了PTP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)稱為PTP域。PTP域內(nèi)有且只有一個同步時鐘，域內(nèi)的所有設(shè)備都與該時鐘保持同步。

2、PTP端口

我們將設(shè)備上運行了PTP協(xié)議的端口稱為PTP端口。如下面圖6所示，PTP端口的角色可分為以下三種：

  • 主端口（Master Port）：發(fā)布同步時間的端口，可存在于BC或OC上。
  • 從端口（Slave Port）：接收同步時間的端口，可存在于BC或OC上。
  • 被動端口（Passive Port）：既不接收同步時間、也不對外發(fā)布同步時間的端口，只存在于BC上。
3、時鐘節(jié)點

PTP域中的節(jié)點稱為時鐘節(jié)點，PTP協(xié)議定義了以下三種類型的基本時鐘節(jié)點：

  • OC（Ordinary Clock，普通時鐘）：該時鐘節(jié)點在同一個PTP域內(nèi)只有一個PTP端口參與相位同步，并通過該端口從上游時鐘節(jié)點同步時間。此外，當(dāng)時鐘節(jié)點作為時鐘源時，可以只通過一個PTP端口向下游時鐘節(jié)點發(fā)布時間，我們也稱其為OC。
  • BC（Boundary Clock，邊界時鐘）：該時鐘節(jié)點在同一個PTP域內(nèi)擁有多個PTP端口參與相位同步。它通過其中一個端口從上游時鐘節(jié)點同步時間，并通過其余端口向下游時鐘節(jié)點發(fā)布時間。此外，當(dāng)時鐘節(jié)點作為時鐘源時，可以通過多個PTP端口向下游時鐘節(jié)點發(fā)布時間的，我們也稱其為BC，如圖6中的BC 1。
  • TC（Transparent clock，透明時鐘）：與BC/OC相比，BC/OC需要與其它時鐘節(jié)點保持相位同步，而TC則不與其它時鐘節(jié)點保持相位同步。TC有多個PTP端口，但它只在這些端口間轉(zhuǎn)發(fā)PTP協(xié)議報文并對其進行轉(zhuǎn)發(fā)延時校正，而不會通過任何一個端口同步時間。TC包括以下兩種類型：
    • E2ETC（End-to-End Transparent Clock，端到端透明時鐘）：直接轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)中非P2P（Peer-to-Peer，點到點）類型的協(xié)議報文，并參與計算整條鏈路的延時。

    • P2PTC（Peer-to-Peer Transparent Clock，點到點透明時鐘）：只直接轉(zhuǎn)發(fā)Sync報文、Follow_Up報文和Announce報文，而終結(jié)其它PTP協(xié)議報文，并參與計算整條鏈路上每一段鏈路的延時。


      圖6 時鐘節(jié)點示意圖
4、PTP域網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/h5>

PTP域有邊界時鐘和透傳時鐘兩種組網(wǎng)模式。
邊界時鐘模式下的網(wǎng)絡(luò)中間節(jié)點設(shè)備有多個1588端口，其中一個端口作為從時鐘和上級時鐘保持同步，其他端口則作為下一級網(wǎng)元的主時鐘。設(shè)備收到1588v2報文之后進行終結(jié)，然后生成新的報文再向下游傳遞。


圖7 邊界時鐘模式

透傳時鐘下的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備接收到來自時鐘源的1588v2報文之后不進行終結(jié)，而是根據(jù)報文的駐留時間和鏈路時延，修正報文的時間戳信息，并將其傳送給下游設(shè)備。


圖8 透傳時鐘模式
  • 精度對比：邊界時鐘模式下，由于分組網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定性，中間節(jié)點不可能百分之百地恢復(fù)原始時鐘，而是存在或多或少的誤差，這樣傳遞給下游的時鐘就產(chǎn)生了漂移，并且這樣的漂移還會隨著跳數(shù)的增加而不斷累積。而透傳時鐘模式下，中間節(jié)點只修正時延，對跳數(shù)并不敏感，故其理論上的精度高于邊界時鐘。然而在實際使用中，由于邊界時鐘模式下的漂移是不定向的，可能不斷累積增大，也可能多個節(jié)點之間產(chǎn)生的漂移可能相互抵消，所以實際上兩種模式的精度相當(dāng)。
  • 性能對比：邊界時鐘模式下，BC交換機收到PTP信號后就作為時鐘的邊界以主鐘Master方式將同步信號分散到下面鏈路上的終端設(shè)備中去，交換機完全承擔(dān)了同步負(fù)載壓力，頂層同步機的壓力就會很小。在大規(guī)模系統(tǒng)中為確保上百個鎖相終端的同步安全，BC交換機是首選。而透傳時鐘模式下，透傳時鐘交換機鏈接的所有終端都得透過交換機去和同步機鎖相握手，當(dāng)同步終端眾多時同步機的負(fù)載壓力加大會導(dǎo)致崩潰。
5、主從關(guān)系

主從關(guān)系（Master-Slave）是相對而言的，對于相互同步的一對時鐘節(jié)點來說，存在如下主從關(guān)系：

  • 發(fā)布同步時間的節(jié)點稱為主節(jié)點，而接收同步時間的節(jié)點則稱為從節(jié)點。
  • 主節(jié)點上的時鐘稱為主時鐘，而從節(jié)點上的時鐘則稱為從時鐘。
  • 發(fā)布同步時間的端口稱為主端口，而接收同步時間的端口則稱為從端口。
6、最優(yōu)時鐘

如圖6所示，PTP域中所有的時鐘節(jié)點都按一定層次組織在一起，整個域的參考時間就是最優(yōu)時鐘（Grandmaster Clock，GM），即最高層次的時鐘。通過各時鐘節(jié)點間PTP協(xié)議報文的交互，最優(yōu)時鐘的時間最終將被同步到整個PTP域中，因此也稱其為時鐘源。
最優(yōu)時鐘可以通過手工配置靜態(tài)指定，也可以通過BMC（Best Master Clock，最佳主時鐘）協(xié)議動態(tài)選舉。

手工配置指手動將目標(biāo)節(jié)點的priority1值設(shè)置成最小，BMC算法首先比對信號發(fā)生器的priority1參數(shù)，誰的數(shù)值最小誰的PTP優(yōu)先級就最高誰就是BMC最佳主時鐘。

如果系統(tǒng)中存在多個priority1數(shù)值相同的GM時鐘，那么交換機就進行動態(tài)BMC推舉算法。
動態(tài)選舉的過程：
1、各時鐘節(jié)點之間通過交互的Announce報文中所攜帶的最優(yōu)時鐘優(yōu)先級、時間等級、時間精度等信息，最終選出一個節(jié)點作為PTP域的最優(yōu)時鐘，與此同時，各節(jié)點之間的主從關(guān)系以及各節(jié)點上的主從端口也確定了下來。通過這個過程，整個PTP域中建立起了一棵無環(huán)路、全連通，并以最優(yōu)時鐘為根的生成樹。
2、此后，主節(jié)點會定期發(fā)送Announce報文給從節(jié)點，如果在一段時間內(nèi)，從節(jié)點沒有收到主節(jié)點發(fā)來的Announce報文，便認(rèn)為該主節(jié)點失效，于是重新進行最優(yōu)時鐘的選擇。

7、PTP報文

PTP通過主從節(jié)點間交互報文，實現(xiàn)主從關(guān)系的建立、相位和頻率同步。根據(jù)報文是否攜帶時間戳，可以將PTP報文分為兩類，事件報文和通用報文。

  • 事件報文：時間概念報文，進出設(shè)備端口時打上精確的時間戳，PTP根據(jù)事件報文攜帶的時間戳，計算鏈路延遲。事件報文包含以下4種：Sync、Delay_Req、Pdelay_Req和Pdelay_Resp。
  • 通用報文：非時間概念報文，進出設(shè)備不會產(chǎn)生時間戳，用于主從關(guān)系的建立、時間信息的請求和通告。通用報文包含以下6種：Announce、Follow_Up、Delay_Resp、Pdelay_Resp_Follow_Up、Management和Signaling，目前設(shè)備不支持Management、Signaling報文。

3.1.2.2 PTP同步原理

PTP通過記錄主從設(shè)備之間事件報文交換時產(chǎn)生的時間戳，計算出主從設(shè)備之間的路徑延遲和時間偏移，實現(xiàn)主從設(shè)備之間的時間和頻率同步，設(shè)備支持兩種攜帶時間戳的模式，分別為：

  • 單步時鐘模式(One step)，指事件報文Sync和Pdelay_Resp帶有本報文發(fā)送時刻的時間戳，報文發(fā)送和接收的同時也完成了時間信息的通告。
  • 兩步時鐘模式(Two step)，指事件報文Sync和Pdelay_Resp不帶有本報文發(fā)送時刻的時間戳，而分別由后續(xù)的通用報文Follow_Up和Pdelay_Resp_Follow_Up帶上該Sync和PDelay_Resp報文的發(fā)送時間信息。兩步時鐘模式中，時間信息的產(chǎn)生和通告分兩步完成，這樣可以兼容一些不支持給事件報文打時間戳的設(shè)備。
1、頻率同步

假設(shè)時鐘節(jié)點A要同步到時鐘節(jié)點B。不考慮路徑延時和駐留時間的變化，如果A和B的時鐘頻率相等，則在相同的時間間隔內(nèi)，A和B的時間累積的偏差應(yīng)該是一樣的，也就是說t_{2n}-t_{20}=t_{1n}-t_{10}。如果t_{2n}-t_{20}大于t_{1n}-t_{10}，說明A的時鐘頻率比B快，要調(diào)慢A的時鐘頻率；如果t_{2n}-t_{20}小于t_{1n}-t_{10}，說明A的時鐘頻率比B慢，則要調(diào)快A的時鐘頻率。（t_{1n}為B點的第n個Sync報文發(fā)送的時間，t_{2n}為A點接收第n個Sync報文的時間點。）

圖9 Follow_Up報文為兩步時鐘模式發(fā)送的通用報文，攜帶Sync報文的發(fā)送時間戳
2、相位同步

PTP相位同步有兩種延時測量機制：請求應(yīng)答機制和端延時機制， 且這兩種機制都以網(wǎng)絡(luò)對稱為前提。

請求應(yīng)答機制(End to End)
圖10 請求應(yīng)答機制
  1. 主設(shè)備在時刻t_{1}發(fā)送Sync報文。如果主設(shè)備為one-step模式，t_{1}隨Sync報文傳送到從設(shè)備；如果主設(shè)備為two-step模式，則t_{1}在隨后的Follow_Up報文中傳送到從設(shè)備；
  2. 從設(shè)備在時刻t_{2}接收到Sync報文，并從Sync報文（one-step）或者Follow_Up報文（two-step）中獲取t_{1}。
  3. 從設(shè)備在時刻t_{3}發(fā)送延時請求報文Delay_Req給主設(shè)備。
  4. 主設(shè)備在時刻t_{4}接收到Delay_Req報文。
  5. 主設(shè)備隨后通過延時回答報文Delay_Resp將t_{4}發(fā)送給從設(shè)備。

此時，從時鐘便擁有了t_{1}～t_{4}這四個時間戳，由此可計算出主、從時鐘間的往返總延時為(t_{4}-t_{1})-(t_{3} - t_{2})，由于網(wǎng)絡(luò)是對稱的，所以主、從時鐘間的單向延時為Delay=\frac{(t_{4}-t_{1})-(t_{3} - t_{2})}{2}，t_{2}=t_{1}+Delay+Offset=t_{1}+\frac{(t_{4}-t_{1})-(t_{3} - t_{2})}{2}+Offset。 因此，從時鐘相對于主時鐘的時鐘偏差為：Offset = \frac{(t_{2}-t_{1})+(t_{3} - t_{4})}{2}。

圖11 通過PTP協(xié)議計算出本地時鐘和主時鐘源的時間偏移，再修正本地時鐘

端延時機制(Peer to Peer)

在端延時機制中，主設(shè)備依然會發(fā)送Sync和Follow_Up報文給從設(shè)備，從設(shè)備通過以下公式和主設(shè)備保持同步：
slave\, time=master\, time+network \, delay

從設(shè)備能通過Sync或Follow_Up報文獲取master\, time，但它是如何得知網(wǎng)絡(luò)延遲(network \, delay)的呢？

請求應(yīng)答機制是在主從設(shè)備之間交換測量消息，從而計算出主從設(shè)備之間整體的路徑延時時間，這些操作是在主從設(shè)備上完成，即使鏈路中的交換機不支持ptp也能正常運行，因此叫End to End。
而端延時機制是根據(jù)主從時鐘之間的每一條鏈路延時時間計算時間差，要求鏈路中的交換機支持ptp（邊界時鐘節(jié)點或透明時鐘節(jié)點），網(wǎng)絡(luò)中的每臺設(shè)備都會定期交換peer-delay測量信息，因此每臺設(shè)備都知道到相鄰設(shè)備的延遲，如下圖12所示。

圖12 每臺設(shè)備都定期測量到相鄰設(shè)備的延遲

通過peer-delay測量相鄰設(shè)備間延遲的步驟如圖13所示。
圖13 peer-delay測量步驟

t_{1}是A節(jié)點發(fā)送Pdelay_Req消息的時間戳， t_{2}是B節(jié)點接收的時間戳，t_{3}是B節(jié)點發(fā)送Pdelay_Resp消息的時間戳，t_{4}是A節(jié)點接收的時間戳。計算單段鏈路延時的公式如下所示：
單段鏈路延時= \frac{(t_{2}-t_{1})+(t_{4} - t_{3})}{2}

通過上述步驟，A知道到B的鏈路延遲。B執(zhí)行一次同樣的步驟就能知道到A的延遲。
注意雖然peer-delay測量步驟和請求應(yīng)答機制的測量步驟一樣，但往往peer-delay結(jié)果的精度更高。因為兩種方法都基于往返時間相同這一假設(shè)，peer-delay只測量一條鏈路的延遲，而且不存在隊列，這個假設(shè)是成立的，而后者要測量主從設(shè)備之間整體的路徑延時時間，往返時間則不一定相同，導(dǎo)致偏差較大。

PTP網(wǎng)絡(luò)中鏈路延遲的非對稱會導(dǎo)致同步誤差，在用來補償延遲非對稱的方法中，最值得一提的是IEEE Std 1588的擴展版本，這種方法被稱為白兔法（White Rabbit），由歐洲核子研究委員會（CERN）開發(fā)而成。
White Rabbit使用一根單模光纖連接主從節(jié)點，采用波分復(fù)用技術(shù)實現(xiàn)全雙工通信，主節(jié)點發(fā)出的光的波長為1490 nm，從節(jié)點發(fā)出的光的波長為1310 nm。由于單根光纖里的往返鏈路長度完全一致，延時不對稱性完全由不同波長的光在光纖中的折射率決定。因此利用光纖的非對稱性系數(shù)，可以從往返光纖鏈路的延時精確計算出主從鏈路的單向延時

主從節(jié)點間每段鏈路的鏈路延時和TC駐留時間累計在Sync和Follow_Up報文的correction filed中，向下游傳遞。通過這種方式，從設(shè)備就可以得知網(wǎng)絡(luò)延遲(network \, delay)，并通過slave\, time=master\, time+network \, delay和主設(shè)備保持同步。

圖14 P2P透明時鐘在correction filed中累加報文的駐留時間和傳輸路徑的時延

3、時間戳精度

在網(wǎng)絡(luò)通訊過程中，被傳遞的信息要在發(fā)送端的本地協(xié)議棧中進行封裝，從協(xié)議棧的頂層開始，每下降一層就將原有數(shù)據(jù)打包，增加包頭、包尾信息，運算處理時間的不確定性導(dǎo)致棧內(nèi)的滯留時間也有不確定性。要降低不確定性，需要盡可能的將時間戳獲取點向協(xié)議棧的底層移動，時間戳的獲取點越靠近傳輸介質(zhì)，獲取的發(fā)送和接收時間戳的精度就越高。


圖15 可加蓋時間戳的位置

系統(tǒng)各時鐘對時時，如果沒有硬件支持，只能達(dá)到亞毫秒級的同步精度；如果有專用硬件（如美國NS的DP83640 PHY芯片）支持時，可以達(dá)到亞微妙級的同步精度。

3.2 媒體時鐘

AES67中發(fā)送端使用媒體時鐘進行采樣，接收端用它來播放媒體流。媒體時鐘與網(wǎng)絡(luò)時鐘有固定關(guān)系。媒體時鐘的速率應(yīng)該和音頻采樣頻率一致，媒體時鐘在IEEE 1588 epoch時間點為0，每經(jīng)過一個采樣周期，媒體時鐘的值加1。
AES67支持三種采樣率，44.1kHz、48kHz和96kHz。

3.3 網(wǎng)絡(luò)傳輸

AES67規(guī)定用RTP傳輸音頻數(shù)據(jù)信息，用RTCP傳輸控制信息，用UDP傳輸RTP包。AES67不支持IP包分片，因此要控制包的大小不要超過MTU。

AES67要求支持通過多播傳輸音頻流，為了避免多播引起的網(wǎng)絡(luò)洪泛，所有AES67節(jié)點都需要支持IGMPv2。接收端通過IGMP請求接收多播數(shù)據(jù)，支持IGMP嗅探的交換機只會轉(zhuǎn)發(fā)被請求的多播包到指定端口。發(fā)送端發(fā)送多播數(shù)據(jù)前需要通過IGMP請求接收自己要發(fā)送的多播數(shù)據(jù)，這樣做并不會導(dǎo)致發(fā)送端收到自己發(fā)送的多播數(shù)據(jù)，這樣做的原因是某些支持IGMP嗅探的交換機會將未被訂閱的多播包轉(zhuǎn)發(fā)到所有端口，引起網(wǎng)絡(luò)洪泛。

3.4 Qos

AES67中的Qos指按優(yōu)先級對數(shù)據(jù)包進行處理。本標(biāo)準(zhǔn)中，設(shè)備需要支持DiffServ，DiffServ用DSCP field在每個IP包的頭部加上類型標(biāo)記，因此IP包能按指定的優(yōu)先級被處理。設(shè)備至少要支持三種通信類型，即時鐘（Clock）、媒體（Media）、盡力而為（Best effort）。


圖16 Qos類型和DiffServ類型的映射

3.5 編碼

AES67支持的載荷格式包括L16和L24。L16是一種非壓縮音頻數(shù)據(jù)的編碼格式。L24是L16的一種擴展。16位或24位非壓縮音頻數(shù)據(jù)采樣值是以整形的二進制補碼來表示的。
包時間指媒體包中的媒體數(shù)據(jù)實際持續(xù)時間。短的包時間雖然可以使延遲更低，但會引入開銷。發(fā)送端和接受端應(yīng)該支持一個或多個以下包時間，如125μs、250μs、333μs、1ms、4ms等。其中，1ms的包時間提供了最廣泛的音頻和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間的互操作性以及兼容性。

3.6 會話描述

為了正確建立連接和處理音頻數(shù)據(jù)，AES67節(jié)點需要一種方法獲取流的信息，這種描述流的方法就是SDP，它包含流的多播地址、編碼格式和音頻數(shù)據(jù)包的描述（位寬、采樣率、通道數(shù)、每個包的采樣點數(shù)、參考時鐘）。
雖然AES67清晰地規(guī)定了SDP的屬性和支持的參數(shù)范圍，但是標(biāo)準(zhǔn)有意排除了會話發(fā)現(xiàn)的規(guī)定（為了讓更多廠商接受AES67，標(biāo)準(zhǔn)只聚焦于傳輸）。實際應(yīng)用中設(shè)備可以通過Bonjour、SAP等方法實現(xiàn)會話發(fā)現(xiàn)。

參考文章
DRAFT REVISED AES67
Why is IEEE 1588 so accurate?
無壓縮4K超高清EFP系統(tǒng)中PTP精確時鐘同步技術(shù)解析
PTP簡介
數(shù)字音頻時鐘、同步、抖動，以及他們對聲音的影響
數(shù)字定時： 時鐘信號、抖動、遲滯和眼圖
PTP技術(shù)介紹
1588v2，是怎樣實現(xiàn)時鐘同步的？

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