AV over IP (AVoIP) là việc truyền tải nội dung nghe nhìn AV qua một mạng riêng, sử dụng giao thức chuyển mạch IP. Tương tự như HDMI over IP, bởi vì HDMI là một môi trường phổ biến trong lĩnh vực nghe nhìn. AV over IP đang nhanh chóng trở thành một phương pháp ưa thích cho việc truyền tải AV kể cả trong các gia đình và doanh nghiệp.

AV over IP (AVoIP)


Ba yếu tố cần thiết và ảnh hưởng đến việc tiếp cận AVoIP đó là Bandwidth (băng thông), latency (độ trễ) và chất lượng AV. Tất cả cần cân bằng, và hiểu rõ các yếu tố là chìa khóa để lựa chọn và triển khai thành công một hệ thống AVoIP cho khách hàng. Và chúng ta nên bắt đầu từ cơ sở hạ tầng mạng.


Bandwidth và tốc độ mạng1GbE đã trở nên phổ biến và hỗ trợ tốc độ lên tới 1Gbps nhưng vẫn không đáp ứng được tốc độ của video. Tốc độ video của 1080p60 là khoảng 3.6Gbps không nén (~4.5Gbps trên HDMI), còn tốc độ video của 4K30 thì lên tới 7Gbps. Có 2 cách để khắc phục điều này, đó là tăng tốc độ mạng lên 10GBase-T (10GbE/10Gbps) hoặc nén tín hiệu để có thể truyền trên tốc độ 1Gbps. Việc nâng cấp mạng lên 10GbE sẽ cho bạn thậm chí thêm nhiều lựa chọn hơn, nhưng điều này bị giới hạn bởi cơ sở hạng tầng mạng đang có. CAT5e không hỗ trợ 10GbE, và CAT6 UTP chỉ hỗ trợ được tối đa 55m giữa điểm đầu và điểm cuối (bao gồm cả switch và patch panel, ..). Vậy còn WiFi thì sao? Một vài thiết bị phát wifi tốt nhất hiện nay sử dụng 802.11ac, hỗ trợ lên tới 1.3Gbps. Chuẩn wifi mới 802.11ad cho phép tốc độ lên tới 7Gbps, nhưng vẫn không đáp ứng được cho tín hiệu 4K không nén. Do đó mạng không dây không phải là ý tưởng tốt cho AVoIP.


Phương pháp nén

Phương pháp nén sử dụng để giảm dung lượng file và tốc độ bit. AVoIP không yêu cầu một phương pháp nén, mà thay vào đó cơ sở hạ tầng IP quy định phương pháp nén để phù hợp với yêu cầu của ứng dụng. Một luồng 7Gbps 4K trên mạng 10GbE sẽ không yêu cầu bất cứ phương pháp nén nào, nhưng sẽ yêu cầu nếu truyền trên mạng 1GbE. Tỉ lệ nén (Compression Ratio) là tỉ lệ giữa file đầu vào và đầu ra. Thuật toán sử dụng để nén và giải nén tín hiệu được gọi là codec (viết tắt cho Code-Decode). Có 2 phương pháp nén cho hình ảnh đó là intra-frameinter-frame.

Phướng pháp nén AVoIP

Ví dụ về hình ảnh nén (bên phải) và không nén (bên trái)

Phương pháp nén Intra-frame thực thi riêng biệt trên mỗi khung hoặc một phần của hình ảnh. JPEG2000 là phương pháp phổ biến hiện nay. Tỉ lện nén thông thường từ 5:1 đến 20:1Một phương pháp hoàn toàn khác đó là phương pháp nén mã theo dòng, thực thi nén từng dòng hay một nhóm các dòng. Đây là phương pháp nhanh nhất, đưa ra độ trễ nhỏ hơn cả micro giây. Một ví dụ trong ứng dụng AVoIP đó là SDVoE Alliance’s BlueRiver NT+, không nén hoặc là chỉ tỉ lệ nén cực nhỏ 1.3:1. Nhưng nó yêu cầu một mạng 10GbE. 

Phương pháp nén Inter-frame xử lý dữ liệu trước và sau khung hiện tại khi tính toán sự nén. Điều này dẫn đến sự hiệu quả rất nhiều trong kích thước của file hoặc stream, nhưng yêu cầu đọc dữ liệu trước do đó sẽ tốn thời gian để xử lý. Một ví dụ phổ biến của Inter-frame đó là AVC - Advanced Video Codec, hay H.264 được sử dụng trong Blu-ray disc. Lợi ích nổi bật của phương pháp H.26x đó là yêu cầu tốc độ bít thấp, chỉ 15Mbps cho 1080p60, tốc độ mà 100Base-T modem hay wifi có thể hỗ trợ. Nhưng lưu ý rằng độ trễ sẽ cao hơn khi sử dụng inter-frame.Một phương pháp mới được thông báo gần đây đó là HDBaseT-IP, được sử dụng trong hệ thống HDBaseT và AVoIP qua một bridge 2 chiều. Phương pháp này thêm tính năng 5Play của HDBaseT vào trong nền tảng AVoIP, có khả n ỉ lệ nén phụ thuộc vào tín hiệu vào, để tối ưu cho tốc độ mạng từ 1GbE đến 2.5 GbE, 5 hay 10 GbE.

AVoIP kết hợp với HDBaseT

Độ trễ - Latency

Độ trễ làm cho người dùng không thỏa mái. Độ trễ thấp tương đương với 100ms độ trễ hay thấp hơn, Utra-low tương đương với độ trễ thấp hơn 30ms. Phương pháp nén nhẹ như mã hóa theo dòng có thể đạt được độ trễ 20 micro giây, đủ thấp để không thể phát hiện bởi con người. Vậy độ trễ như thế nào là phù hợp? Điều đó phụ thuộc từng ứng dụng và người dùng, các gamer muốn độ trễ là zero, một số ứng dụng khác thì có thể không quan tâm tới độ trễ.


Kết luận

Cisco báo cáo 80% lưu lượng internet toàn cầu sẽ là video vào năm 2020. Sự tăng trưởng AVoIP là một trong những đóng góp vào lưu lượng đó. Sự gia tăng tốc độ kết nối internet và nhu cầu download, cùng với sự gia tăng trong lưu lượng IP nội địa làm cho sự gia tăng tốc độ mạng là không thể tránh khỏi. Bên cạnh đó, định dạng video liên tục được phát triển. HDMI đã hỗ trợ 4K60 4:4:4 ở 18Gbps, và đang phát triển tới một tốc độ mới 48Gbps (HDMI 2.1).

 

 

Công nghệ nghe nhìn KTP

Nhà cung cấp giải pháp và thiết bị nghe nhìn hàng đầu Việt Nam