利用IEEE1394技術(shù)組建視頻局域網(wǎng)
2003/01/19
摘要：本文從IEEE1394技術(shù)概述，視頻局域網(wǎng)的組成，視頻局域網(wǎng)的特點(diǎn)，視頻局域網(wǎng)的應(yīng)用，視頻局域網(wǎng)故障的預(yù)防與處理，技術(shù)展望等方面，詳細(xì)地介紹了如何利用IEEE1394總線技術(shù)組建視頻局域網(wǎng)。
關(guān)鍵詞：IEEE1394，視頻局域網(wǎng)。
IEEE1394原為Apple公司開發(fā)的計(jì)算機(jī)接口技術(shù)，被稱為Fire Wire(火線)。1995年，IEEE制定并頒布了IEEE1394－1995標(biāo)準(zhǔn)。IEEE1394作為一種串行接口，其目的在于取代并行接口SCSI(Small Computer System Interface，小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口)來實(shí)現(xiàn)外圍設(shè)備與計(jì)算機(jī)的連接。作為一種數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈_放式技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，IEEE1394技術(shù)廣泛應(yīng)用于視、音頻領(lǐng)域，支持的產(chǎn)品包括數(shù)碼相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)及數(shù)字錄像機(jī)等。同時(shí)在計(jì)算機(jī)硬盤和網(wǎng)絡(luò)互連等方面。
目前，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展越來越成熟，最常見的是100Mbps以太網(wǎng)，對外部數(shù)據(jù)傳輸要求而言，這個速度已經(jīng)足夠。因?yàn)槟壳白罡咚俚膶拵ЬW(wǎng)絡(luò)服務(wù)只能達(dá)到幾Mbps的數(shù)據(jù)流量，即使是10Mbps的以太網(wǎng)也足以應(yīng)付。但是，對于經(jīng)常傳送大量視音頻資料的電視臺而言，100Mbps的速度就顯得不太夠用。而IEEE1394能夠以100Mbps、200Mbps和400Mbps的高速率進(jìn)行聲音·圖像信息的實(shí)時(shí)傳送，還可以傳送數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)以及設(shè)備控制指令，因此，我們可以利用通過IEEE 1394創(chuàng)建高速的視頻局域網(wǎng)絡(luò)，來傳送視音頻資料。
一、IEEE1394技術(shù)概述
1.IEEE1394的主控制器接口
IEEE1394開放式主控制器接口（OHCI）是向所有準(zhǔn)備支持IEEE1394技術(shù)的廠商提供的開放式標(biāo)準(zhǔn)。OHCI由物理層、鏈路層、事務(wù)層和串行總線管理四個部分組成。具體如下：
（1）物理層
物理層主要提供設(shè)備和線纜之間的電氣和機(jī)械連接，處理數(shù)據(jù)傳輸和接收，確保所有設(shè)備可以訪問總線。
（2）鏈路層
鏈路層提供同步和異步模式下的數(shù)據(jù)包確認(rèn)、定址、數(shù)據(jù)校驗(yàn)及數(shù)據(jù)分幀等。
（3）事務(wù)層
事務(wù)層只處理異步數(shù)據(jù)包，提供Read、Wire 和Lock 命令。Read命令向發(fā)出方傳回?cái)?shù)據(jù)；Wire命令向接收方發(fā)送數(shù)據(jù)；Lock 命令通過生成往返通路實(shí)現(xiàn)Read和Wire功能。
（4）串行總線管理
串行總線管理提供全部總線的控制功能，包括確保向所有總線 連接設(shè)備的電力供應(yīng)，優(yōu)化定時(shí)機(jī)制，分配同步通到ID，處理基本錯誤提示等。
在實(shí)際操作過程中，如果進(jìn)行異步傳輸，數(shù)據(jù)發(fā)送方和接收方互換地址，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。當(dāng)接收方收到數(shù)據(jù)包時(shí)，會向發(fā)送方傳回確認(rèn)信息。接收方?jīng)]有收到數(shù)據(jù)包，則啟動錯誤修復(fù)機(jī)制。如果進(jìn)行同步傳輸，發(fā)送方首先要獲得一個特定帶寬的數(shù)據(jù)通道。然后將通道ID附加在所要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中一起發(fā)送。接收方對數(shù)據(jù)流進(jìn)行檢測，只有當(dāng)發(fā)現(xiàn)具有特定ID信號的數(shù)據(jù)時(shí)才進(jìn)行接收。同步數(shù)據(jù)傳輸模式在優(yōu)先級上高于異步傳輸模式。
在OHCI規(guī)范中沒有任何對數(shù)據(jù)調(diào)制或解調(diào)的規(guī)定。這是因?yàn)镮EEE1394是一種全數(shù)字協(xié)議，在數(shù)字傳輸過程中不需要進(jìn)行任何的數(shù)模轉(zhuǎn)換，從而大大節(jié)省了系統(tǒng)的開銷。
2．IEEE1394的性能特點(diǎn)
IEEE1394的主要特點(diǎn)如下：
（1）占用空間小
IEEE1394串行總線共有六條銅質(zhì)導(dǎo)線，其中兩條用于設(shè)備供電，四條用于數(shù)據(jù)信號傳輸。相對于并行總線，串行總線更節(jié)省空間。
（2）廉價(jià)
IEEE1394串行總線的控制軟件和連接導(dǎo)線的實(shí)現(xiàn)成本都比并行總線要低，而且不需要解決信號干擾問題，因此成本更加低廉。
（3）速度快并具有可擴(kuò)展的數(shù)據(jù)傳輸速率
數(shù)據(jù)傳送速度高 能夠以100Mbps、200Mbps和400Mbps的速率來傳送動畫、視頻、音頻信息等大容量數(shù)據(jù)，并且同一網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)可以用不同的速度進(jìn)行傳輸。IEEE1394.b的傳輸速率可以提升到800Mbps，1.6Gbps甚至3.2Gbps。
（4）同時(shí)支持同步和異步兩種數(shù)據(jù)傳輸模式
在同步數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r(shí)可進(jìn)行異步數(shù)據(jù)傳輸，可進(jìn)行等時(shí)傳送，在一定的時(shí)間內(nèi)能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)的順序傳送，從而將數(shù)字聲音·圖像信息實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地傳送至接收設(shè)備。
（5）支持點(diǎn)對點(diǎn)傳輸
不需要個人電腦(PC)等核心設(shè)備，用電纜把想使用的設(shè)備連接起來即可進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換。
（6）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)靈活多樣并且具有可擴(kuò)展性
在同一個網(wǎng)絡(luò)中可同時(shí)進(jìn)行菊鏈?zhǔn)胶蜆錉钸B接。并可以將新的串行設(shè)備連接入串行總線節(jié)點(diǎn)所提供的端口，從而擴(kuò)展串行總線，可將擁有兩個或更多的端口的節(jié)點(diǎn)以菊花狀連接入總線。
另外IEEE1394還支持即插即用，支持熱插拔，支持公平仲裁，具有設(shè)備供電方式靈活，標(biāo)準(zhǔn)開放等特點(diǎn)。
3.IEEE1394技術(shù)在視、音頻設(shè)備中的應(yīng)用
在計(jì)算機(jī)界進(jìn)行IEEE1394標(biāo)準(zhǔn)化工作的同時(shí)，家電界正在從事數(shù)字錄像機(jī)的開發(fā)和商品化。一些廠商(如日本索尼公司)意識到：一旦數(shù)字錄像機(jī)面市，則數(shù)字錄像機(jī)與數(shù)字錄像機(jī)的連接、數(shù)字錄像機(jī)與PC的連接將勢在必行，這些連接理所當(dāng)然是數(shù)字式的，為此該公司非常重視數(shù)字接口的研究開發(fā)工作。以往在模擬錄像機(jī)之間進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)交換時(shí)，共需要7根電纜(圖像用2根、立體聲伴音用4根和控制用1根)，數(shù)字錄像機(jī)由于進(jìn)行的是數(shù)字信號處理，所以無需為了設(shè)備的連接而特意變成模擬信號，這樣就不會產(chǎn)生畫質(zhì)劣化，數(shù)字錄像機(jī)的連接也只需要1根電纜即可。索尼公司決定采用IEEE1394作為數(shù)字錄像機(jī)的數(shù)字接口，這一做法經(jīng)HD數(shù)字VCR協(xié)會討論后得到了其他公司的贊成，日本的VTR廠家均開始研究基于IEEE1394的數(shù)字錄像機(jī)用標(biāo)準(zhǔn)接口。
作為數(shù)字錄像機(jī)設(shè)備連接的數(shù)字接口，要求具備以下條件：（1）以數(shù)字信號的形式進(jìn)行連接。（2）只需一根電纜即可完成連接。（3）無需考慮“哪根電纜應(yīng)與哪個端子相連”這樣的問題。（4）能夠進(jìn)行電纜的熱插拔。（5）根據(jù)動畫的壓縮傳送可以預(yù)料：將來若要傳送HDTV這樣的高畫質(zhì)動畫，傳送速率應(yīng)在40Mbps以上，可能的話應(yīng)達(dá)到100Mbps。
IEEE1394具有100Mbps－400Mbps的傳送速率，采用的是等時(shí)傳送方式，能夠進(jìn)行聲音·圖像數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳送。但要想應(yīng)用于AV設(shè)備仍需做些改進(jìn)：（1）把用于動畫傳送的等時(shí)傳送規(guī)格中的“包括PC”改為“不包括PC”。（2）使得能夠利用IEEE1394來傳送AV設(shè)備的控制指令。（3）把6針連接器／6芯電纜改為4針連接器／4芯電纜以便應(yīng)用于小型設(shè)備。計(jì)算機(jī)界推出的數(shù)字接口由于有AV設(shè)備廠商參與策劃其標(biāo)準(zhǔn)化，從而大大增強(qiáng)了與AV設(shè)備的親和性。IEEE1394因此逐步發(fā)展成為AV設(shè)備、多媒體設(shè)備及系統(tǒng)的最適用接口。其具體應(yīng)用如下：
(1)動畫信息的傳送
能夠?qū)崟r(shí)傳送SD－VCR、HD－VCR、SDL－DVCR和MPEG－2的動畫信息以及音頻·音樂信息。一個周期為125μs，留有對信息進(jìn)行多重處理的余地，比如：使用多臺數(shù)字VTR就可以一邊再生某一錄像節(jié)目，一邊記錄其他節(jié)目
(2)設(shè)備間的連接
最多可連接63臺設(shè)備，最多可進(jìn)行16次轉(zhuǎn)接，設(shè)備間(節(jié)點(diǎn)間)的電纜長度最多為4.5m，相距最遠(yuǎn)的節(jié)點(diǎn)之間的距離為72m(4.5m×16次轉(zhuǎn)接).
(3)圖像·聲音·數(shù)據(jù)·指令的同時(shí)傳送
AV設(shè)備需要實(shí)時(shí)、不間斷地傳送圖像信號和聲音信號，在傳送這些信號的過程中還需同時(shí)傳送設(shè)備的控制指令以及節(jié)目相關(guān)信息。以往的模擬連接需要7根電纜，而IEEE1394接口只需一根電纜就能夠完成設(shè)備的相互連接，而且作為整個系統(tǒng)來講，設(shè)備的操作也得以簡化。該接口對“簡易連接(easy connection)”和“簡易操作(easy operation)”技術(shù)的實(shí)現(xiàn)很有益處。
(4)連接器和電纜
AV 設(shè)備的外形、大小和重量因用途的不同而千差萬別，既有臺式的，也有便攜式的。特別是便攜式設(shè)備，鑒于其輕、小、薄的特點(diǎn)，需要采用小型連接器，IEEE1394的通用連接器為6腳連接器，定義了三種類型，即數(shù)據(jù)信號用、選通信號用和電源線用。考慮到AV設(shè)備用戶的實(shí)際使用情況，采用了帶有纖細(xì)電纜的小型連接器，只定義了一種類型，即信號用4腳連接器。
目前，安裝符合IEEE1394標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字AV接口的產(chǎn)品有數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、數(shù)字錄像機(jī)、靜畫俘獲板、打印機(jī)和PC等。AV設(shè)備的數(shù)字化、音頻·音樂領(lǐng)域的數(shù)字化以及廣播系統(tǒng)的數(shù)字化使得每個相關(guān)的設(shè)備都需要進(jìn)行數(shù)字信號的輸入和輸出。此外，Windows 98規(guī)格中也定義了IEEE1394，從而完備了計(jì)算機(jī)與AV設(shè)備的簡易連接環(huán)境。
4.利用IEEE1394組建高速視頻局域網(wǎng)
目前，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展越來越成熟，最常見的是100Mbps以太網(wǎng)，對外部數(shù)據(jù)傳輸要求而言，這個速度已經(jīng)足夠。因?yàn)槟壳白罡咚俚膶拵ЬW(wǎng)絡(luò)服務(wù)只能達(dá)到幾Mbps的數(shù)據(jù)流量，即使是10Mbps的以太網(wǎng)也足以應(yīng)付。但是，對于經(jīng)常傳送大量視音頻資料的電視臺而言，100Mbps的速度就顯得不太夠用。而IEEE1394能夠以100Mbps、200Mbps和400Mbps的高速率進(jìn)行聲音·圖像信息的實(shí)時(shí)傳送，還可以傳送數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)以及設(shè)備控制指令，因此，我們可以利用通過IEEE 1394創(chuàng)建高速的視頻局域網(wǎng)絡(luò)，來傳送視音頻資料。
一些需要高流量傳送資料的電腦產(chǎn)品，如外置式硬盤、掃描儀、數(shù)碼攝像機(jī)等，都極其需要IEEE 1394這種高速接口，因?yàn)樗淖罡咚俣瓤蛇_(dá)400Mbps。事實(shí)上，IEEE 1394傳輸技術(shù)正在走向普及，并逐漸成為電腦產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)傳輸接口。象近期推出的個人電腦，有的就已經(jīng)內(nèi)置IEEE 1394適配卡，因此，可以利用通過IEEE 1394創(chuàng)建高速的視頻局域網(wǎng)絡(luò)。
IEEE 1394網(wǎng)絡(luò)的安裝流程為：安裝IEEE 1394適配卡→安裝IEEE 1394網(wǎng)絡(luò)軟件→設(shè)置網(wǎng)絡(luò)→插上IEEE 1394接線連接電腦。和以太網(wǎng)相比，IEEE 1394網(wǎng)絡(luò)花較少的步驟就可以設(shè)定好，既節(jié)省時(shí)間，又節(jié)省開支。
IEEE 1394網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)：在同一個IEEE1394網(wǎng)絡(luò)中可同時(shí)進(jìn)行菊鏈?zhǔn)胶蜆錉钸B接，以樹狀連接為例，IEEE 1394網(wǎng)絡(luò)只需在其中一部電腦上安裝IEEE 1394適配卡。由于一塊IEEE 1394適配卡通常提供三個或更多的IEEE 1394接口（假設(shè)為N個），故可將N臺電腦接到該電腦的IEEE 1394適配卡，并將余下的電腦分別連接這N臺電腦的IEEE 1394接口。由此，整個網(wǎng)絡(luò)便形成了一個樹狀結(jié)構(gòu)。用戶只要不關(guān)閉第一臺電腦的IEEE 1394總線，整個網(wǎng)絡(luò)都會以最理想的400Mbps速度運(yùn)行。加上IEEE 1394網(wǎng)絡(luò)不使用路由器或集線器，使整個網(wǎng)絡(luò)的成本降低。
IEEE1394網(wǎng)絡(luò)的主要特點(diǎn)和局限性如下：
（1）節(jié)點(diǎn)之間的最大距離不能超過4.5m。不過可以使用IEEE1394中繼放大器可以將節(jié)點(diǎn)之間的距離延長4.5m。因?yàn)镮EEE1394最多只能支持16層樹形網(wǎng)段，所以兩個端點(diǎn)之間的最大距離為724m（16×4.5m）。由于節(jié)點(diǎn)之間的最大距離不能超過4.5m，因此，IEEE1394不適應(yīng)在廣域網(wǎng)中使用。
（2）每個網(wǎng)段最多可以連接63臺設(shè)備，IEEE1394可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
（3）因?yàn)镮EEE1394設(shè)備支持熱插拔，所以可以在任何時(shí)候向IEEE1394網(wǎng)絡(luò)加入或移除設(shè)備，既不用擔(dān)心影響數(shù)據(jù)的傳輸，也不需要進(jìn)行重新配置，系統(tǒng)可以根據(jù)變化的環(huán)境進(jìn)行自動調(diào)整。
（4）IEEE1394網(wǎng)絡(luò)使用的是對等結(jié)構(gòu)，不需要設(shè)置專門的服務(wù)器。不過，對于那些集中進(jìn)行管理或數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)來說，IEEE1394 不是理想的選擇。
（5）同一網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)可以以不同的速度進(jìn)行傳輸，目前可以實(shí)現(xiàn)的速度為100Mbps、200Mbps和400Mbps。這一點(diǎn)決定了在設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)時(shí)一定要考慮到不同設(shè)備的傳輸性能。
二、視頻局域網(wǎng)的組成
視頻局域網(wǎng)(Video Area Network, VAN)的組成部分包括數(shù)據(jù)存儲設(shè)備、存儲與數(shù)據(jù)流管理設(shè)備、輸入/輸出裝置及接通其它VAN或內(nèi)容服務(wù)器的鏈路等。
1.存儲部分
不管采用哪一種內(nèi)容管理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)的存儲都是非常重要的。每個存儲單元都是一種簡單的陣列，在同一底板的1～2個光纖通道環(huán)路上最多可以有18路光纖通道連接到磁盤驅(qū)動器。所有驅(qū)動器都可以熱插拔，存儲單元中的熱備份也可以在驅(qū)動器出現(xiàn)故障時(shí)即時(shí)對數(shù)據(jù)進(jìn)行重建。進(jìn)行重建的智能以及數(shù)據(jù)的剝離都由數(shù)據(jù)管理單元或主管單元控制。為提高易用性，風(fēng)扇和電源模塊都設(shè)計(jì)為冗余和熱插拔形式的。此外，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速和內(nèi)部溫度等操作參數(shù)都有反饋，并可以通過系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測。存儲單元采用光纖通道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，好處是擴(kuò)容方便，并可為主管單元或數(shù)據(jù)控制單元提供高帶寬通道。還有，采用光纖通道的磁盤可以免費(fèi)獲得，并為以后這些設(shè)備的升級留有余地。
2.數(shù)據(jù)管理部分
在VAN中，數(shù)據(jù)管理單元或主管單元是整個系統(tǒng)的核心。VAN至少有一個主管單元，因?yàn)楣饫w通道磁盤與IEEE1394器件及與以太網(wǎng)器件的連接都要靠它。每個主管單元最多可以支持16個IEEE1394輸入/輸出器件，還可以管理4個獨(dú)立的400Mb/s IEEE1394總線。從視頻角度看，這意味著每個主管單元可以支持4路非壓縮標(biāo)清視頻的輸入/輸出，或16路25Mb/s的DV或MPEG輸入/輸出，或者這些配置的混用。為提高靈活性，可以將3個主管單元交叉接入一個共用數(shù)據(jù)存儲區(qū)，以提高視頻產(chǎn)出能力。
主管單元本身是一臺小而強(qiáng)的實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)，運(yùn)行視頻服務(wù)器、文件系統(tǒng)管理、RAID控制器及1394總線管理軟件。為實(shí)時(shí)地運(yùn)行這些功能，我們需要若干個強(qiáng)勁的RISC處理器和專用的用戶控制器芯片。這正是本系統(tǒng)與基于標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)的主要差別。
3.媒體輸入/輸出部分
主管單元將媒體數(shù)據(jù)通過IEEE1394總線送到相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行轉(zhuǎn)譯。有些計(jì)算機(jī)、攝像機(jī)和錄像機(jī)芯可以直接與IEEE1394相連。但對視頻基礎(chǔ)設(shè)施其余部分的接口，有很多情況要求是可輸送基帶視頻和AES音頻的傳統(tǒng)BNC端子�，F(xiàn)已有一些符合IEEE1394標(biāo)準(zhǔn)的媒體轉(zhuǎn)換器或媒體接線器來實(shí)現(xiàn)這個功能。
(1)非壓縮的SDI和SDTI輸入/輸出。媒體接線器可處理10b非壓縮SDI視頻：同時(shí)還有處理SDTI的能力，后者可以在一條纜線上傳輸壓縮的HD-CAM或者多個DVCPRO信號流。以4對AES的方式，最多可以支持8路24b數(shù)字音頻，而且這些音頻信號可以分別使用，或者嵌入視頻信號中使用。該媒體接線器可以通過RS422或者IEEE1394接口應(yīng)用AV/C協(xié)議傳輸。
(2)DV和MPEG視頻輸入/輸出。媒體接線器配有SDI輸入和輸出端子，可在內(nèi)部以25/50Mb/s的速率對DV25、DV50、MPEG-2 I-幀媒體數(shù)據(jù)，或以2～15Mb/s的速率對MPEG-2長GOP媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼與解碼。以4對AES的方式，最多可以支持8路24b數(shù)字音頻�；蛘�，以DV視頻流容納一對16b的AES。該媒體接線器可以通過RS422或者IEEE1394接口應(yīng)用AV/C協(xié)議傳輸。
(3)現(xiàn)在市場上已經(jīng)有許多第三方提供的，尤其是用于DV輸入/輸出的設(shè)施。總體上講，這些設(shè)施還沒有一種具備上述所有功能，但可以針對不同的應(yīng)用有較好的表現(xiàn)；特別是在需要大量的視頻輸入/輸出等情況下，大都有顯著的節(jié)約成本特性。媒體接線器還在不斷改進(jìn)。
4.網(wǎng)絡(luò)管理
為對VAN實(shí)施管理，需要配備專用的Manager計(jì)算機(jī)。這臺計(jì)算機(jī)采用標(biāo)準(zhǔn)的Windows 2000操作系統(tǒng)，一般都與整個VAN系統(tǒng)的硬件安裝在同一個機(jī)柜中。該計(jì)算機(jī)通過以太網(wǎng)與主管單元連接，可提供這些服務(wù)：(1)對系統(tǒng)配置進(jìn)行管理，包括對設(shè)備命名，通過定義存儲配置、視頻路徑、視頻標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)置系統(tǒng)拓?fù)錂C(jī)構(gòu)，以及參考性準(zhǔn)則等；(2)事關(guān)網(wǎng)絡(luò)資源使用權(quán)限和許可的安全性管理；(3)事關(guān)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行參數(shù)檢測和校正的故障處理；(4)性能管理，跟蹤網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運(yùn)行情況，并記錄通信量和故障率等統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目；(5)一臺HTML服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷。
5.基礎(chǔ)設(shè)施與接入性
標(biāo)準(zhǔn)的IEEE1394a銅芯電纜在不用轉(zhuǎn)發(fā)器的情況下多規(guī)定用于5m左右的距離，速率可達(dá)到400Mb/s，這對同一機(jī)架內(nèi)的布線已經(jīng)足夠。這種電纜大多用于連接同一地點(diǎn)的主管單元和媒體接線器。而市售高質(zhì)量多芯電纜的傳輸距離已可達(dá)到50m，靈活性也大大提高。如果系統(tǒng)內(nèi)的傳輸距離要求達(dá)到500m，就要根據(jù)IEEE1394把電纜換成光纜，同時(shí)還要配置電/光轉(zhuǎn)換器，或接上一個“工作組交換機(jī)”)。該工作組交換機(jī)可以對多條IEEE1394a總線的碼率進(jìn)行轉(zhuǎn)換，速率為400Mb/s；也可以對多條IEEE1394光纜總線進(jìn)行轉(zhuǎn)換，速率為800Mb/s。該交換機(jī)還有一個強(qiáng)有力的功能，就是可對通道進(jìn)行變更。IEEE1394總線上的每個設(shè)備都分配有一個通道代碼，所以只要這些代碼不重復(fù)，這些設(shè)備就可以共用這條總線。問題是，許多商用的IEEE1394設(shè)備都使用同一個通道，所以它們要使用不同的總線。因?yàn)橐粋�主管單元只有4條總線，其限制是顯而易見的。工作組交換機(jī)可以用變更通道的辦法解決這個問題，就是說，主管單元可以配合不同代碼的設(shè)備，并為某條總線分配多個設(shè)備。
三、視頻局域網(wǎng)的特點(diǎn)
與存儲區(qū)域網(wǎng)(SAN)或局域網(wǎng)(LAN)之類存儲網(wǎng)絡(luò)相比，VAN的主要優(yōu)勢之一是可以預(yù)知網(wǎng)絡(luò)的流量，這是因?yàn)樗捎昧薎EEE1394標(biāo)準(zhǔn)，而不是其它常見的以太網(wǎng)或光纖通道。處理同步傳輸?shù)哪芰捅ＷC高比例的最大接入帶寬，是設(shè)計(jì)高效率視頻與媒體傳送系統(tǒng)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮的地方。IEEE1394設(shè)備在市場上并不短缺，它可以在單條線纜上承載400～800Mb/s。IEEE1394所能容納的設(shè)備數(shù)量還在不斷增長，為VAN新的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
VAN的另一個特點(diǎn)是，它允許對控制方式、媒體類型、媒體接口、總帶寬和系統(tǒng)存儲等進(jìn)行靈活的選擇。
(1)系統(tǒng)多由一個外部的管理系統(tǒng)控制，而且可以選擇多種接口。其媒體接線器既可以通過RS422運(yùn)行Louth VDCP或Sony協(xié)議分別控制，也可以通過IEEE1394運(yùn)行AV/C協(xié)議；或者通過主管單元上的以太網(wǎng)接口，調(diào)用來自一個API的程序，從而實(shí)現(xiàn)對整個系統(tǒng)的控制。
(2)將不同格式的媒體以QuickTime影片的格式存儲。這些媒體可以是非壓縮的數(shù)字視頻、MPEG、DV或者HD-CAM。
(3)媒體的輸入和輸出都有多種選擇，比如SDV或SDI、SDTI、IEEE1394、采用標(biāo)準(zhǔn)QuickTime文件的以太網(wǎng)、AES/EBU和AC3數(shù)字音頻。還有，在一個系統(tǒng)內(nèi)也可以同時(shí)使用這些接口。
(4)每個主管單元都可以支持多達(dá)16個視頻流(在4條IEEE1394總線上，速率為25Mb/s)。系統(tǒng)中的帶寬可以擴(kuò)展，方法是增加主管單元的數(shù)量，或者使用帶有高速鏈路的系統(tǒng)。連接不同主管單元的單條IEEE1394鏈路可以進(jìn)行多個雙向?qū)崟r(shí)復(fù)制；它也是連接多個系統(tǒng)的強(qiáng)效手段。
(5)應(yīng)用光纖通道磁盤和附件的存儲，這種方法有相當(dāng)高的靈活性。通過增加存儲單元，可以對系統(tǒng)的存儲能力進(jìn)行擴(kuò)展；而每個存儲單元大約可以容納40h的25Mb/s的媒體；每個光纖通道環(huán)路都可以接入多個存儲單元。
由于這種結(jié)構(gòu)的靈活性和可預(yù)知性，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)比較簡單。
四、視頻局域網(wǎng)的應(yīng)用
1.作為代替磁帶庫的服務(wù)器
媒體服務(wù)器最常見的用途，可能就是配備有多路視頻輸入和輸出的多路輸出內(nèi)容服務(wù)器�；赗S422串行鏈路的控制部分與各個輸入/輸出通道都有關(guān)聯(lián)。這類應(yīng)用大多是基于磁帶庫進(jìn)行的。
2.多格式復(fù)制
在壓縮技術(shù)和輸入/輸出格式方面，數(shù)據(jù)存儲的靈活性使VAN成為多格式復(fù)制機(jī)構(gòu)的一個理想基礎(chǔ)。在英國安裝的第一個VAN系統(tǒng)就是用于復(fù)制的，它采用非壓縮視頻進(jìn)行音樂節(jié)目的復(fù)制，以用于替代數(shù)字磁帶庫。
3.用于聯(lián)合編輯的服務(wù)器
編輯系統(tǒng)，通過IEEE1394接口與VAN直接相連；每個接口都可以在一條線纜上輸入或輸出數(shù)字視頻、數(shù)字音頻及控制信號；還可以選用以太網(wǎng)連接，元數(shù)據(jù)的傳輸只需用到昂貴的基礎(chǔ)設(shè)施的很小部分。傳統(tǒng)上，這種系統(tǒng)為與儲存局域網(wǎng)(SAN)連接，必須選用造價(jià)高且線纜量很大的數(shù)字視頻及音頻接口，或者光纖通道結(jié)構(gòu)。
4.用于網(wǎng)絡(luò)媒體再利用的服務(wù)器
由于越來越多的媒體是通過寬帶網(wǎng)或因特網(wǎng)獲得的，通過這些基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行媒體傳輸?shù)男枨笠苍絹碓綇?qiáng)烈。有一種可選方案是從頭創(chuàng)作適合因特網(wǎng)的媒體內(nèi)容，但這樣顯然會對現(xiàn)有的媒體資源造成浪費(fèi)。較明智的辦法是將廣播用的內(nèi)容數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成網(wǎng)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，并形成常規(guī)性工作。
該應(yīng)用已在若干個業(yè)內(nèi)展會上通過VAN展示過，而且正在一家大型廣播機(jī)構(gòu)進(jìn)行試用。主管單元有一個內(nèi)置的以太網(wǎng)接口，所以允許任何裝有Quick-Time軟件的PC機(jī)或蘋果機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)使用那些廣播級素材。通過配置適當(dāng)?shù)拿襟w轉(zhuǎn)換服務(wù)器，可以把媒體在以太網(wǎng)上拉動，并轉(zhuǎn)換成需要的因特網(wǎng)格式；再將其裝入另一個服務(wù)器中，供分配用。由于VAN和轉(zhuǎn)換引擎都可以在網(wǎng)絡(luò)上接受控制，并已發(fā)布了API，因此該系統(tǒng)可以自動化運(yùn)作。不必犧牲系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性能就可以直接獲得廣播級媒體，這對工作流很有好處，而且減少了大量不必要的文件移動。
5.在資產(chǎn)管理方面的應(yīng)用
從本質(zhì)上，自動控制系統(tǒng)也可以看作是媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)。純粹的媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)大都采用一種文件系統(tǒng)模型，以對媒體內(nèi)容進(jìn)行分層管理。這里所說的系統(tǒng)可以很容易地集成到這樣的一個解決方案中。由于采用了可運(yùn)行于網(wǎng)絡(luò)的QuickTime，操作內(nèi)容都可供利用，其集成和管理也很簡單。
五、視頻局域網(wǎng)故障的預(yù)防與處理
系統(tǒng)中的存儲部分設(shè)有冗余風(fēng)扇和電源模塊，所有磁盤都設(shè)置了RAID保護(hù)。還可以為每個RAID增添一個熱備份。其中的交換機(jī)和主管單元也都有冗余的電源模塊。如果一個媒體接口出問題，將通過一個基于因特網(wǎng)的管理工具裝入一個新的配置，使其功能由一個備用單元頂替。此外，IEEE 1394的結(jié)構(gòu)是很靈活的，不管在總線上添加或減少哪個組件，這種架構(gòu)都可以自動識別并將其納入配置中。
盡管備有這些內(nèi)置的保護(hù)機(jī)制，一些用戶堅(jiān)持要有一個全鏡像系統(tǒng)。盡管這樣做很直截了當(dāng)，卻會牽涉到管理問題。在這類情況下，主管單元之間的傳送采用單條IEEE 1394鏈路的效果會非常好，它能同時(shí)實(shí)現(xiàn)多個媒體內(nèi)容的拷貝，并為控制系統(tǒng)提供快速而可預(yù)知的復(fù)制路徑；而無需依賴不必要的接口硬件。
六、技術(shù)展望
目前，IEEE1394標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展工作正在進(jìn)行。擴(kuò)展工作的第一階段是高速化和長途化，第二階段則是對應(yīng)無線方式。事實(shí)上，IEEE1394擴(kuò)展的第一階段工作已經(jīng)完成。名稱為“IEEE1394.b”。 IEEE1394.b的傳輸速率可以提升到800Mbps，1.6Gbps甚至3.2Gbps。傳輸電纜線使用STP（屏蔽雙絞線）電纜或光纜。使用1.6Gbps時(shí)的傳輸距離與過去相同，仍為4.5m，但如果降低傳輸速率就可以相應(yīng)延長傳輸距離。使用UTP（非屏蔽雙絞線）電纜傳輸100Mbps時(shí)，可傳輸100 m，使用光纜以200Mbps 傳輸時(shí)還可以延長50m，。無線傳輸方面，使用的無線頻率為5GHz和60GHz�，F(xiàn)在，無線IEEE1394方式已越來越接近于使用。
IEEE1394現(xiàn)在正處于發(fā)展階段，一方面在普及，另一方面在進(jìn)行技術(shù)上的研究開發(fā)。隨著備有該接口的設(shè)備的不斷增多，有望建立易于使用的系統(tǒng)環(huán)境，由此可開發(fā)出新的應(yīng)用項(xiàng)目，IEEE1394也將會成為新的總線標(biāo)準(zhǔn)。
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