【ProAV Lab】IntroAVoIP#02 - 為什麼AVoIP是Pro-AV的未來？
By Gary Zheng & Kieron Seth, Lumens捷揚光電
June 14, 2022 17230
▶ AVoIP和距離障礙
在過去的四分之一個世紀里，AV傳播發生了一場革命。該行業已經從類比複合視頻，S-Video，分量視頻和VGA連接轉向數位DVI和HDMI布線，這些電纜可以提供4K甚至8K解析度的無損視頻。
但高解析度視頻傳輸受到電纜長度的限制。在 4K60 時，標準 HDMI 電纜的長度不能超過 3 米。AV安裝人員別無選擇，只能找到解決方法，無論是光纖HDMI電纜，轉換為12G-SDI還是使用HDMI中繼器。每種方法都是有效的，但在資本投資和系統複雜性方面都有成本。
▶ 地平線上的問題
通信技術發展非常迅速。根據尼爾森的互聯網頻寬定律（類似於莫爾定律），頻寬要求每年增加50%。IT網路曾經是專門用於文件傳輸的。如今，他們攜帶視頻會議通話，Netflix串流媒體以及不斷向社交媒體發送照片。世界越來越虛擬和在線：技術需要快速發展，以滿足不斷增長的需求。
傳統的SDI和AV技術現在似乎不合時宜，它們根本無法滿足對更大頻寬的需求。
▶ IP 救援！
IP網路就是答案。對 AV 信號進行編碼以通過IP網路傳輸是解決方案。通過數據線發送編碼視訊可立即實現長電纜傳輸的潛力，並節省大量成本。
壓縮和編碼音訊和視頻始終是延遲、頻寬和圖像質量之間的權衡。然而，實際上，現代編碼演算法可以以適度的比特率產生視覺無損的視頻圖片。下圖顯示了通過 1GbE 電纜發送視頻所需的壓縮比。即使在 15：1 4K 60 （4：4：4） 的壓縮比下，即使在大幅面顯示器上，看起來也令人驚歎。幾乎不需要妥協。在 10GbE 或更高的網路上，甚至可以獲得更好的視頻品質。
壓縮技術是一種快速發展的技術，可實現AVoIP。JPEG 2000、JPEG XS、H.264 和 HEVC 等格式正在徹底改變整個行業，以低延遲提供美觀的視頻。
▾表1：與符合1GbE網路的壓縮比
| 解析度 | 幀速率 | 格式 | 顏色深度 | 原始資料（千兆位元組） | 壓縮比 #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 |
#1，基於 1GbE 有效带寬 800Mbps
▶ 網線長度
編碼后，視頻現在可以通過 Ethernet 電纜傳輸。從下表中可以看出，即使是最實惠的 Cat 5E 1GbE 網路佈線也可以將 4K 視頻傳輸超過 100 米。10GbE Cat6A 電纜可長距離傳輸多個非常高品質的 4：4：4 視頻流。
▾表2：Ethernet 布線的電纜長度
| 佈線 | 10千兆乙太網 | 5千兆乙太網 | 2.5千兆乙太網 | 1千兆乙太網 |
| Cat 5E | 無 | 無 | 100米 | 100米 |
| Cat 6 | 55米 | 100米 | 100米 | 100米 |
| Cat 6A | 100米 | 100米 | 100米 | 100米 |
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