Neues Netzwerkprotokoll erobert die Welt der Elektronik: Dank AVB (Audio/Video Bridging) taugen preisgünstige Computernetze jetzt für Bild und Ton in Echtzeit

23. November 2011

Das neue Netzwerkprotokoll Audio/Video Bridging (AVB) hat das Zeug zum universellen Problemlöser. Unterhaltungselektronik, Automobilindustrie und IT profitieren von besserer und günstigerer Technik. Sein kommerzielles Debüt feiert AVB im Konferenz- und Mediensystem „Tesira“ des amerikanischen Herstellers Biamp Systems.

Heilbronn, November 2011: Die Welten der elektronischen Informations-verarbeitung, von Autobauern und Unterhaltungselektronikern stehen vor ähnlichen Herausforderungen: Immer mehr Daten wollen schnell und ohne Zeitverzögerung transportiert werden. Für Arbeitsplatzrechner gibt’s Netzwerkschnittstellen mit brutto 10 Gigabit pro Sekunde. Sie basieren auf Kupferkabeln. Schneller geht’s in Glasfasernetzen, wie sie Forschungseinrichtungen, große Firmen und Telekommunikationsunternehmen betreiben: Die Lichtleiter transportieren mittlerweile teils über 40 Gigabit/Sekunde. Die Kanäle zur flinken Übermittlung großer Datenmengen sind also da.

Schwieriger wird’s bei der zweiten Herausforderung, der Echtzeit-fähigkeit. Computernetzwerke, insbesondere das darin gängige Protokoll TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol), wurden für sicheren, nicht aber zeitverbindlichen Datentransfer entwickelt. Einfach gesprochen: Wann genau eine E-Mail ankommt, interessiert Sender und Empfänger nicht, welche Wege sie im Datennetz nimmt, auch nicht. Hauptsache, sie erreicht die Adressaten.

In der IT-Welt ist diese Eigenheit klassischer Datennetze meist kein Thema. Autobauer und die Unterhaltungselektronik würden gern ebenfalls die robuste und preiswerte IT-Netzwerktechnik nutzen, haben mit deren Saumseligkeit aber ein Problem: Die Daten von aktiven Assistenzsystemen (etwa der Frontkamera eines Fahrzeugs) müssen sofort und nicht irgendwann zum Antiblockiersystem gereicht werden, um einen Frontalaufprall zu vermeiden. Und nicht nur das Heimkino-system, auch die Videokonferenz will Bild und Ton ohne spürbaren Verzug. Zudem sollen Video und Audio nicht nur schnell, sondern auch synchron sein.

Was also tun? Herr über die Netzwerktechnik ist das IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers – Verband der Elektroingenieure). 2009 machte es Nägel mit Köpfen und definierte das Netzwerkprotokoll AVB (Audio/Video Bridging). Ziel des mit IEEE 802.1 AV bezeichneten Standards: Tontransport mit minimaler Verzögerung ("Latenz"), die Möglichkeit, Video synchron zum Ton zu befördern sowie der harmonische Datentransfer innerhalb der dafür vorgesehenen Netzschichten. Hintergrund: In der Netzwerktechnik sind die für die Kommunikation nötigen Aufgaben auf verschiedene Stufen verteilt, eben die Schichten. CobraNet oder das Ethersound-Protokoll, die bislang verfügbaren echtzeitfähigen Lösungen für Konferenz- und Beschallungs-technik, zweckentfremden tiefere Schichten ohne Rücksicht auf die übrigen Daten im Netzwerk. Das wird zum Problem, wenn sich E-Mails und Konferenzton ein Netzwerk teilen.

Dank AVB sind solche „schmutzigen Tricks“ nicht mehr nötig – Bild und Ton spazieren gemeinsam mit den übrigen Netzwerkdaten störungsfrei ans Ziel. AVB ist offen und herstellerübergreifend; die AVB-Pioniere, darunter Cisco Systems und Intel, gründeten die AVnu Alliance (www.avnu.org), um den Standard voranzubringen und das reibungslose Zusammenspiel ihrer Technik in der Praxis zu gewährleisten.

AVB kann aber noch mehr, als nur Bild und Ton zuverlässig per Ethernet zu transportieren – die Echtzeitfähigkeit öffnet der Netzwerktechnik bislang undenkbare Einsatzgebiete. Die Automobilindustrie beispielsweise will immer mehr Multimedia-, Navigations- und Internetdienste in ihre Fahrzeuge integrieren. Nebenbei sollen die Informationen für Motorelektronik und Assistenzsysteme wie ABS und ESP an die richtigen Stellen gelangen. Bislang wandern all diese Signale auf getrennten, teuren und schweren Kupferadern durchs Fahrzeug. In Zukunft könnte ein leichter und billiger Lichtleiter fast alle diese Strippen ersetzen. Auch wenn AVB ein Kind der Computertechnik ist – Fachleute sagen dem Protokoll eine große Zukunft auch abseits der klassischen IT voraus.


Erster Einsatz von AVB: Medien- und Konferenztechnik
Der US-Hersteller Biamp Systems erkannte das Potential von AVB für die Konferenztechnik und wird im Frühjahr 2012 mit dem skalierbaren Mediensystem „Tesira“ eines der ersten auf AVB basierenden Geräte überhaupt vorstellen. Konzernzentralen, Krankenhäuser, Universitäten, Bus- und Bahnhaltestellen, Parlamente oder Gerichte – überall, wo gesprochene Informationen gezielt verteilt oder Menschen direkt miteinander kommunizieren sollen, glänzt Tesira. Denn bei allen Unterschieden im Detail – eines ist all diesen Einsatzorten gemeinsam: Immer wieder ändern sich die Anforderungen an sie. Bei Neubauten fordern die Bauherrn oft von vornherein flexibel nutzbare Räume. Bestehende Gebäude werden erweitert oder umgebaut – die Medientechnik soll mitwachsen. Eine Herausforderung, die sich mit althergebrachten Konzepten nur schwer meistern lässt.

Anders mit Tesira: Dank AVB-Netzwerkprotokoll kann Biamp Systems aus dem Vollen schöpfen. Überall, wo eine Netzwerkdose sitzt, entsteht mit den Tesira-Komponenten in Minutenschnelle ein Konferenzplatz. Genau so schnell lässt er sich wieder abbauen. Auch innerhalb der Tesira-Infrastruktur ist schnelles Agieren kein Hexenwerk: Im fliegenden Wechsel kann etwa ein Hochschullehrer vom selben Mikrofon aus seinen Vortrag auf die Lautsprecher im Hörsaal geben, die nächste Vorlesung ins Internet übertragen oder in einer Pause mit dem Dekan der Universität ein persönliches Gespräch führen. AVB garantiert den Transport aller Tonsignale in Echtzeit, den Dialog hemmende Verzögerungen treten beim netzinternen Gespräch gar nicht erst auf.

Aufbau und Verwaltung eines Tesira-Konferenzsystems sind ebenfalls so einfach wie nie. Das Herzstück von Tesira, der „Server“, ist modular ausgelegt. Hier finden Steckkarten für die Verarbeitung analoger Audiosignale ebenso Platz wie die Intelligenz des Systems, die DSP-Boards. Bis zu drei von ihnen passen in den Tesira-Server, jedes von ihnen verwaltet und transportiert bei einer Ein-Gigabit-Netzwerk-verbindung bis zu 420 mal 420 unkomprimierte Audiosignale mit je 24 Bit Wortbreite.

Bequeme Administration per Software
Zur flexiblen Hardware gehört eine benutzerfreundliche Bedien-oberfläche. Alle wichtigen Parameter findet der Anwender unter einem Dach, er muss nicht, wie oft bei anderen Systemen, zwischen verschiedenen Steuerprogrammen oder -teilen wechseln. Das bringt mehr Übersicht.

Die Biamp-Entwickler machten sich aber nicht nur über die einheitliche Oberfläche Gedanken, sondern auch über die Technik unter der Haube. Die Medientechnik eines Gebäudes verwaltet die Tesira-Software auf Wunsch in frei bestimmbaren „Partitionen“, also vom Nutzer definier-baren Funktionsgruppen. Diese lassen sich spiegeln, um an anderen Orten identischen Zugriff auf die jeweils verfügbaren Geräte zu haben. Der Clou der Tesira-Software ist der „Compiler“ genannte Programmteil: Hat der Programmierer die Anforderungen des Kunden an seine Kommunikationstechnik in die Software eingegeben, errechnet der Compiler in mehreren Durchläufen, wie sich diese innerhalb des Tesira-Systems mit minimalen Ressourcen realisieren lassen. Der Kunde spart dadurch bares Geld.

Die Tesira-Systembausteine sind ab Mai 2012 verfügbar.

Die Produkte von Biamp Systems werden in Deutschland exklusiv von beyerdynamic, Heilbronn, vertrieben.

Eine vollständige Übersicht der Tesira-Familie finden Sie unter www.beyerdynamic.de/tesira.

Über Biamp Systems
Seit über 30 Jahren verlassen sich Kunden auf der ganzen Welt auf die innovativen Produkte des amerikanischen Herstellers Biamp Systems. Von den digitalen Audioplattformen Audia® und Nexia® bis hin zu flexiblen Mischsystemen und Endstufen – Biamp Systems bietet individuell anpassbare Lösungen für anspruchsvolle Audio/Video-Installationen.
Die hochwertigen Netzwerkmediensysteme setzen auch akustische Maßstäbe. Von der überragenden Audiosignalverteilung über Netzwerke bis hin zum geschützten SONA™-AEC-Algorithmus sorgt die Technologie von Biamp Systems für klar verständlichen Sound.
Die Biamp Systems-Komponenten können in die verschiedensten Anwendungsbereiche flexibel und individuell integriert werden. Installationen von Biamp Systems finden sich weltweit in Vorstandsetagen, Konferenzzentren, in Gerichtssälen, Krankenhäusern, an Verkehrsknotenpunkten, auf Universitätsgeländen sowie in Einrichtungen mit mehreren Gebäuden.

Weitere Informationen zu Biamp Systems unter: www.biamp.com.

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