AVB (Audio Video Bridging)

Introduction

L’Audio Video Bridging (AVB) est une suite de normes définies par l’Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) visant à garantir la transmission en temps réel de signaux audio et vidéo sur des réseaux Ethernet standards. Elle a été créée pour répondre aux besoins spécifiques des environnements professionnels nécessitant des échanges synchrones et fiables, comme les studios de production, les concerts en direct, les installations audiovisuelles et les systèmes de transport public.

AVB fait partie d’un groupe plus large de normes, aujourd’hui appelé Time-Sensitive Networking (TSN), mais dans le domaine de l’audiovisuel, AVB est la référence en matière de transport sur Ethernet.

Origine et Contexte de l’AVB

AVB a été développé par l’IEEE à travers son groupe de travail 802.1. Ce groupe est responsable des normes pour les réseaux locaux et métropolitains. Leur objectif était de créer un standard qui permettrait de transporter des flux audio et vidéo en temps réel sur des réseaux Ethernet tout en garantissant une faible latence, une synchronisation précise et une qualité de service (QoS) appropriée.

L’AVB a été conçu pour répondre à des besoins non couverts par les réseaux IP standards et pour surpasser les limites des protocoles précédents comme CobraNet ou AES67, qui bien qu’efficaces, n’offraient pas la même qualité de service (QoS) ni la même précision en termes de synchronisation pour des flux multimédias complexes.

AVB pour l’Audio

Caractéristiques de l’AVB Audio

L’AVB, lorsqu’il est utilisé pour l’audio, apporte une série d’avantages essentiels pour les environnements nécessitant un transport synchrone et fiable des signaux audio :

• Transmission en temps réel : AVB permet de garantir que les paquets de données audio arrivent à destination dans un délai prédéfini, ce qui est crucial dans les environnements de diffusion, de production musicale et de sonorisation live.
• Faible latence : Une des forces d’AVB est de fournir une très faible latence, de l’ordre de quelques millisecondes, ce qui est essentiel pour des applications telles que les concerts en direct ou la diffusion où la latence excessive peut entraîner des retards audibles.
• Synchronisation précise : AVB utilise des horloges synchronisées via la norme IEEE 802.1AS (Time Synchronization for Time-Sensitive Applications), qui garantit une synchronisation précise des flux audio. Cela permet d’avoir plusieurs dispositifs audio qui fonctionnent en parfaite harmonie sans désynchronisation perceptible.
• Qualité de Service (QoS) : L’AVB garantit que les flux audio critiques ont la priorité sur le réseau. Cela évite les pertes de paquets et les interruptions dans les environnements à forte demande, comme les grands événements live.
• Interopérabilité : L’AVB est conçu pour être interopérable entre différents fabricants. Cette normalisation évite les limitations rencontrées par d’autres protocoles propriétaires, facilitant l’intégration des équipements provenant de différentes marques.

Applications à l’Audio

• Sonorisation live : AVB est utilisé dans les concerts et événements où une qualité sonore optimale et une faible latence sont critiques.
• Enregistrement et production : Les studios peuvent utiliser AVB pour connecter des consoles, des interfaces et des stations de travail audio sans se soucier des problèmes de latence ou de synchronisation.
• Installations audio permanentes : Dans les théâtres, les auditoriums ou les lieux de culte, l’AVB permet une gestion centralisée des flux audio à travers un réseau Ethernet standard.

AVB pour la Vidéo

Caractéristiques de l’AVB Vidéo

L’AVB, bien que plus fréquemment utilisé pour l’audio, peut également transporter des flux vidéo en temps réel avec les mêmes avantages que pour l’audio. Voici les principales caractéristiques lorsqu’il est appliqué à la vidéo :

• Transmission vidéo en temps réel : AVB garantit que les flux vidéo atteignent leur destination sans retard perceptible, permettant une transmission fluide même dans les environnements à haute exigence.
• Faible latence vidéo : Tout comme pour l’audio, AVB permet une latence extrêmement faible pour la vidéo, un facteur crucial dans les applications de diffusion en direct ou de production où les retards de plusieurs secondes peuvent poser problème.
• Synchronisation audio/vidéo : L’un des grands avantages d’AVB est de permettre une synchronisation précise entre les flux audio et vidéo, assurant que l’image et le son sont parfaitement alignés, ce qui est particulièrement utile pour la télévision et le cinéma.
• Qualité de Service (QoS) : AVB assure que les flux vidéo bénéficient également d’une priorité sur le réseau, ce qui permet d’éviter les pertes de paquets ou la détérioration de la qualité vidéo, même sur des réseaux Ethernet partagés.

Applications à la Vidéo

• Diffusion en direct : AVB est utilisé dans les chaînes de télévision et les environnements de diffusion pour assurer la transmission de flux vidéo et audio avec une synchronisation parfaite et une qualité constante.
• Installations multimédias : Les musées, les salles de conférence, et les centres éducatifs utilisent AVB pour intégrer de manière fluide l’audio et la vidéo sur un même réseau.
• Production cinématographique : AVB est employé dans certains studios de production vidéo, où l’intégration de l’audio et de la vidéo via un seul réseau IP simplifie les flux de travail et réduit la complexité.

Comparaison aux autres Protocoles

AVB se distingue des autres protocoles de transport audio et vidéo sur IP, tels que Dante, AES67, et NDI, par les avantages suivants :

• Qualité de Service garantie : Contrairement à des protocoles comme Dante qui fonctionnent sur des réseaux IP standards, AVB garantit un niveau de service grâce à des mécanismes comme le temps réservé (bandwidth reservation), où une portion du réseau est dédiée exclusivement aux flux AVB.
• Horloge commune et synchronisation : AVB garantit une synchronisation temporelle précise entre les dispositifs via l’IEEE 802.1AS, ce qui en fait une solution de choix pour des environnements nécessitant une synchronisation parfaite de l’audio et de la vidéo.
• Interopérabilité standardisée : Bien que certains protocoles comme Dante soient largement adoptés, ils sont propriétaires. AVB, en tant que norme ouverte définie par l’IEEE, offre une interopérabilité plus large entre les équipements de différents fabricants.
• Évolutivité et efficacité du réseau : AVB est conçu pour tirer parti des réseaux Ethernet standards sans nécessiter de configurations réseau complexes ou d’équipements spécialisés. Cela permet une grande évolutivité avec un coût d’infrastructure relativement faible.

Limites de ce protocole

Malgré ses avantages, l’AVB présente quelques limitations :

• Infrastructure réseau requise : Pour utiliser AVB, il est nécessaire d’avoir des commutateurs réseau compatibles AVB (certifiés IEEE 802.1Qav et 802.1Qat), ce qui peut représenter un investissement supplémentaire.
• Adoption plus lente : Par rapport à des protocoles comme Dante, qui jouissent d’une grande popularité, l’adoption de l’AVB a été plus lente dans certains segments de marché, notamment à cause du coût initial plus élevé et des exigences d’infrastructure spécifiques.
• Pas de compression vidéo native : Contrairement à des protocoles comme NDI, qui incluent des solutions de compression vidéo, AVB ne compresse pas nativement la vidéo, ce qui peut augmenter les besoins en bande passante dans les réseaux vidéo à haute résolution.

Conclusion

L’AVB est une technologie de transport audio et vidéo puissante, conçue pour garantir la transmission en temps réel, avec une qualité de service assurée et une synchronisation précise. Bien qu’il nécessite une infrastructure réseau spécifique, il offre des avantages considérables en matière de flexibilité, de synchronisation, et d’interopérabilité par rapport aux autres solutions. Les normes ouvertes et l’accent mis sur la qualité de service et la synchronisation font de l’AVB un choix privilégié dans de nombreux environnements professionnels audiovisuels.