【ProAV Lab】introAVoIP#02 - Warum ist AVoIP die Zukunft für Pro-AV?
Written by Kieron Seth, Product Marketing Director at Lumens
Juni 14, 2022 23376
▶ AVoIP und die Abstandsbarriere
Im letzten Vierteljahrhundert hat es eine Revolution in der AV-Übertragung gegeben. Die Branche hat sich im Großhandel von analogen Composite-Video-, S-Video-, Component-Video- und VGA-Anschlüssen zu digitalen DVI- und HDMI-Kabeln entwickelt, die verlustfreie Videos mit 4K- und sogar 8K-Auflösung liefern können.
Die hochauflösende Videoübertragung ist jedoch durch die Kabellänge begrenzt. Bei 4K60 dürfen Standard-HDMI-Kabel eine Länge von 3 Metern nicht überschreiten. AV-Installateure haben keine andere Wahl, als einen Workaround zu finden, sei es optische HDMI-Kabel, die Konvertierung in 12G-SDI oder die Verwendung von HDMI-Repeatern. Jedes ist effektiv, aber es gibt Kosten in Bezug auf Kapitalinvestitionen und in Bezug auf die Systemkomplexität.
▶ Probleme am Horizont
Die Kommunikationstechnologie entwickelt sich sehr schnell weiter. Nach dem Nielsen-Gesetz der Internetbandbreite (ähnlich dem Morre-Gesetz) steigen die Bandbreitenanforderungen jedes Jahr um 50 %. IT-Netzwerke dienten einst ausschließlich der Dateiübertragung. Heute übertragen sie Videokonferenzen, Netflix-Streaming und einen ständigen Fluss von Fotos in die sozialen Medien. Die Welt ist zunehmend virtuell und online: Die Technologie muss sich schnell weiterentwickeln, um mit den ständig wachsenden Anforderungen Schritt zu halten.
Traditionelle SDI- und AV-Technologien scheinen aus dem Gleichgewicht geraten zu sein, sie können mit den Anforderungen an immer größere Bandbreite einfach nicht mehr Schritt halten.
▶ IP zur Rettung!
IP-Netzwerke sind die Antwort. Die Codierung von AV-Signalen für die Übertragung über IP-Netzwerke ist die Lösung. Das Versenden von codierten Videos über Datenleitungen eröffnet sofort das Potenzial für lange Kabelwege und erhebliche Kosteneinsparungen.
Das Komprimieren und Codieren von Audio und Video ist immer ein Kompromiss zwischen Latenz, Bandbreite und Bildqualität. In der Realität können moderne Codierungsalgorithmen jedoch visuell verlustfreie Videobilder mit bescheidenen Bitraten erzeugen. Die folgende Tabelle zeigt die Komprimierungsraten, die erforderlich sind, um Videos über 1-GbE-Kabel zu senden. Selbst bei einem Kompressionsverhältnis von 15:1 kann 4K 60 (4:4:4) selbst auf großformatigen Displays umwerfend aussehen. Es sind nur wenige Kompromisse erforderlich. Über 10GbE oder höhere Netzwerke ist eine noch bessere Videoqualität möglich.
Die Komprimierungstechnologie ist die sich schnell entwickelnde Technologie, die AVoIP ermöglicht. Formate wie JPEG 2000, JPEG XS, H.264 und HEVC revolutionieren die Branche und liefern großartig aussehende Videos mit geringer Latenz.
▾Tabelle 1: Kompressionsverhältnis zur Anpassung an ein 1-GbE-Netzwerk
| Auflösung | Bildrate | Format | Farbtiefe | Rohdaten (Gbit/s) | Kompression auf Übersetzung #1 |
| 1080P | 60 | 4:2:0 | 8 | 1.5 | 1.875 |
| 1080P | 60 | 4:2:2 | 8 | 2 | 2.5 |
| 1080P | 60 | 4:4:4 | 8 | 3 | 3.75 |
| 4K | 60 | 4:2:0 | 8 | 6 | 7.5 |
| 4K | 60 | 4:2:2 | 8 | 8 | 10 |
| 4K | 60 | 4:4:4 | 8 | 12 | 15 |
▶ Längen von Netzwerkkabeln
Nach der Codierung können Videos nun über Ethernet-Kabel übertragen werden. Wie Sie in der folgenden Tabelle sehen können, kann selbst die kostengünstigste Cat 5E 1-GbE-Netzwerkverkabelung 4K-Videos über 100 Meter übertragen. Ein 10-GbE-Cat6A-Kabel überträgt mehrere Streams von 4:4:4-Videos in sehr hoher Qualität über große Entfernungen.
▾Tabelle 2: Kabellänge über Ethernet-Kabel
| Verkabelung | 10 GbE | 5 GbE | 2,5 GbE | 1 GbE |
| Kat 5E | NA | NA | ca. 100 m | ca. 100 m |
| Kat 6 | ca. 55 m | ca. 100 m | ca. 100 m | ca. 100 m |
| Kat 6A | ca. 100 m | ca. 100 m | ca. 100 m | ca. 100 m |
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