دليل الشراء・2019-07-08

AV over IP - مستقبل التكامل السمعي البصري الاحترافي، ما يجب أن تعرفه!｜BXB Electronics

رؤى الصناعة

النمو السريع لتقنية AV over IP، لماذا تحظى بكل هذه الشعبية في السنوات الأخيرة؟

طُرحت تقنية نقل الصوت والفيديو عبر بروتوكول الإنترنت (AV over IP) في سوق الأنظمة السمعية والبصرية الاحترافية المتكاملة (Professional Audiovisual, ProAV) منذ عدة سنوات، وقد شهدت رواجاً كبيراً خلال العامين الماضيين تحديداً؛ إذ حققت في عامي 2017 و2018 نمواً مذهلاً من ثلاثة أرقام لعامين متتاليين، مما جذب أنظار جميع العاملين في قطاع ProAV. وفي كبرى المعارض المتخصصة العالمية، بما في ذلك المعرض الأوروبي للأنظمة المتكاملة ISE ومعرض InfoComm الأكبر عالمياً لمعدات الصوتيات والمرئيات الاحترافية، كانت هذه التقنية محور الاهتمام الأبرز. بل إن العديد من الخبراء الدوليين في هذا القطاع أكدوا صراحةً أن تقنية AV over IP قد أصبحت الاتجاه المستقبلي لصناعة ProAV، متوقعين أن تحقق خلال السنوات الخمس التالية لعام 2019 نمواً فائق السرعة بمعدل نمو سنوي مركب يبلغ 60%.

ولكن، ما هي تقنية AV over IP؟ ولماذا شهدت AV over IP هذا النمو السريع خلال السنوات الأخيرة؟

ما هي تقنية الصوت والفيديو عبر بروتوكول الإنترنت (AV over IP)؟

تقنية AV over IP (الصوت والفيديو عبر بروتوكول الإنترنت)، وتُعرف أيضاً باسم AV/IP، أو AV over Network، أو الأنظمة السمعية والبصرية الموزعة عبر IP

، وأنظمة نقل الصوت والفيديو عبر الشبكة، وغيرها. إن AV over IP هي تقنية لنقل الصوت والفيديو تعتمد على بروتوكول الإنترنت، ويمكن اعتبارها بمثابة مفهوم إنترنت الأشياء (IoT) في قطاع تكنولوجيا المعلومات، ويُطلق عليها بشكل شائع في صناعة تكامل الأنظمة السمعية والبصرية الاحترافية (ProAV) اسم AV over IP. من الناحية التقنية الجوهرية، تقوم هذه التقنية بنقل بيانات الصوت والفيديو عبر الشبكات القياسية، مثل: LAN أو WAN أو سحابة الإنترنت. في الواقع، إنها تشبه مفهوم تلفزيون الإنترنت Netflix في المنزل. ومع انتشار تطبيقات IoT في مختلف الصناعات، بدأ استخدام AV over IP على نطاق واسع ليحل محل بنية AV التقليدية.

يقدم هذا المقال شرحاً مفاهيمياً مبسطاً لتقنية AV over IP ومزاياها، بينما سيتم تناول المواصفات الفنية ذات الصلة وعوامل التنفيذ بالتفصيل في مقالات لاحقة.

ما الفرق بين بنية الصوتيات والمرئيات التقليدية (AV) وتقنية الصوتيات والمرئيات عبر بروتوكول الإنترنت (AV over IP)؟

تتشابه العناصر الأساسية والهيكل الرئيسي لبنية AV التقليدية وبنية AV over IP إلى حد كبير. فمن خلال النظر إلى مخطط هيكلي بسيط، نجد أن تقنية IP قد استبدلت جهاز إرسال إشارات الصوت والفيديو التقليدي (Transmitter, Tx) بجهاز تشفير (Encoder)، واستبدلت طرف استقبال الإشارة (Receiver, Rx) بجهاز فك تشفير (Decoder)؛ بينما تم استبدال محول مصفوفة الصوت والفيديو بمحول شبكة IP switcher قياسي يعمل بتقنية Ethernet. ويعد محول IP switcher هذا مطابقاً للمحولات المستخدمة حالياً داخل الشركات، فطالما أن بيئة عملك تحتوي على شبكة، فسيكون هناك بالتأكيد محول IP.

تبدو البنيتان متشابهتين، ولكن هناك ثلاثة اختلافات رئيسية في الجوهر التقني.

كابلات النقل:

تستخدم بنية الصوت والفيديو (AV) التقليدية «الكابلات المادية» للنقل؛ وبغض النظر عن طريقة التوصيل التسلسلي أو نوع الإشارة، سواء كانت إشارات تناظرية مثل S-Video وcomposite، أو إشارات رقمية مثل HDMI وHDBaseT وSDI وغيرها، يتم النقل دائمًا عبر كابلات مادية وموزعات مصفوفة الصوت والفيديو التي تشكل سلسلة من الصناديق. أما التحول إلى تقنية IP، فيعتمد على استخدام كابلات الشبكة الشائعة Cat5e أو Cat6 للاتصال بمحولات IP، ليتم النقل عبر شبكة الإيثرنت أو WAN أو LAN أو الشبكات اللاسلكية.

تنسيق البيانات:

تعتمد بنية الأنظمة السمعية والبصرية (AV) التقليدية على الاحتفاظ بالبيانات كاملة من مصدر AV دون ضغط أو تقسيم، ونقلها عبر كابلات مادية وسلسلة من الأجهزة الوسيطة إلى جهاز الوجهة. أما تقنية AV over IP فتقوم بترميز البيانات القادمة من مصدر AV عبر جهاز الترميز (Encoder) وتحويلها إلى حزم شبكة لنقلها، حيث تحتوي كل حزمة على جزء من البيانات الأصلية وعنوان الوجهة والتسلسل. وعبر محول الشبكة (IP Switch)، يتم إرسال الحزم وفقاً لعنوان الوجهة المحدد عليها، وعند استلامها يقوم جهاز فك الترميز (Decoder) بفك ترميزها وتحويلها إلى صيغة بيانات يمكن لجهاز وجهة AV استقبالها للتشغيل أو التحكم في البيانات.

طريقة التبديل:

في بنية الأنظمة السمعية والبصرية (AV) التقليدية، تلعب محولات المصفوفة (Matrix Switchers) للصوت والفيديو دوراً محورياً هاماً في نقل الإشارات من المصدر إلى الوجهة المحددة. وباستثناء عدد قليل من الطرازات التي يمكن توسيعها باستخدام بطاقات الأجهزة، فإن معظم محولات المصفوفة تحتوي على عدد ثابت من المنافذ، مقسمة إلى منافذ إدخال ومنافذ إخراج. ومن الأنواع الشائعة محولات المصفوفة 4×4 أو 8×8 أو 16×16 أو 64×64، وهي طريقة نقل من نقطة إلى نقطة تعتمد كلياً على الأجهزة. على سبيل المثال، يتيح محول المصفوفة 4×4 (4 مداخل و4 مخارج) نقل وتبديل 4 إشارات مصادر سمعية وبصرية إلى أي 4 أجهزة وجهة للعرض أو التشغيل. في المقابل، تعمل تقنية AV over IP من خلال تخصيص عنوان IP لكل نقطة نهاية، حيث يتم نقل البيانات في شكل حزم إلى محول الشبكة (IP Switch) ثم إرسالها إلى الوجهة، ويتم التبديل والنقل عن طريق تحديد عناوين IP للمصدر والوجهة عبر البرمجيات. ونظراً لإمكانية توصيل منافذ محول الشبكة بعدة محولات أخرى للتوسع، فإن عدد أجهزة نقاط النهاية للمصادر والوجهات لم يعد مقيداً بعدد منافذ محول المصفوفة، مما يتيح توسيع وتعديل عدد الأجهزة بحرية تامة.

بناءً على الاختلافات الجوهرية الثلاثة الموضحة أعلاه، يمكننا أن ندرك أن تقنية AV over IP هي تقنية لنقل الإشارات السمعية والبصرية تم تطويرها بالاعتماد على بروتوكولات إنترنت الأشياء (IoT) وشبكات تكنولوجيا المعلومات (IT) كمفهوم أساسي. فما هي المزايا التي تقدمها هذه التقنية مقارنةً بأنظمة AV التقليدية؟

مزايا وفوائد AV over IPتخطي قيود مسافة الإرسال:

نظرًا لقيود الحاجة إلى خطوط مادية لإجراء النقل، يُعد النقل لمسافات طويلة عيبًا رئيسيًا في بنية الأنظمة السمعية والبصرية (AV) التقليدية. في السابق، في مواقع المشاريع الصغيرة، كان تمديد الكابلات لمسافة عشرات الأمتار كافيًا لحل المشكلة، ورغم أن سعر كابلات إشارة AV أغلى من كابلات الشبكة، إلا أنه كان مقبولاً. ولكن، عندما يكون موقع المشروع أكبر وتتجاوز مسافة النقل مائة متر، تزداد التكلفة والعمالة اللازمة لتمديد الكابلات بشكل كبير. أما بعد التحول إلى تقنية IP، فيتم نقل إشارات AV عبر كابلات شبكة Cat5e أو Cat6 منخفضة التكلفة وربطها عبر محولات الشبكة (IP Switches)، مما يجعل النقل لمسافات تصل إلى مئات الأمتار أمرًا خاليًا من المشاكل. علاوة على ذلك، بعد التحول إلى تقنية IP، يمكن ربط جميع إشارات AV بالسحابة عبر الشبكة، مما يجعل إدارة أجهزة AV عن بُعد أمرًا في غاية السهولة.

قابلية توسع عالية:

عند إنشاء أنظمة السمعيات والمرئيات (AV)، تُعد قابلية التوسع إحدى النقاط الأساسية في التقييم. ونظراً لأن البنية التقليدية لأنظمة AV مقيدة بعدد منافذ الإدخال/الإخراج في محولات المصفوفة الصوتية والمرئية، فضلاً عن أن معظم المشاريع تكتفي في ظل اعتبارات الميزانية بشراء عدد الأجهزة الطرفية المطلوبة وقت الإنشاء فقط؛ فإنه بمجرد الانتهاء من تركيب نظام AV، يفتقر النظام إلى المرونة عند ظهور احتياجات للتوسع أو التغيير في تطبيقات الأعمال المستقبلية. في المشاريع البسيطة، يتطلب الأمر شراء محولات مصفوفة إضافية وإعادة تمديد أو تعديل الكابلات الفعلية، مما يؤدي إلى زيادة كبيرة في التكاليف والعمالة؛ أما في المشاريع الأكثر تعقيداً، فعادةً ما يستلزم الأمر بناء نظام جديد إضافي أو إزالة النظام بالكامل وإعادة بنائه من الصفر. وعلى النقيض من ذلك، توفر الأنظمة الموزعة القائمة على بروتوكول الإنترنت (IP) قابلية توسع عالية للغاية. فبالإضافة إلى المزايا المذكورة سابقاً مثل إمكانية ربط محولات الشبكة (IP Switches) لتوسيع النظام وتعديل عدد الأجهزة الطرفية بحرية، يمكنها أيضاً تزويد المستخدمين النهائيين بحلول تتوافق مع ميزانيتهم عند إنشاء نظام AV. على سبيل المثال: إذا كان لدى المستخدم النهائي ميزانية للصوتيات فقط في السنة الأولى، فيمكنه البدء بتركيب المعدات الصوتية أولاً، وعند توفر ميزانية للمرئيات لاحقاً، يمكنه ببساطة إضافة الأنظمة المرئية على نفس نظام السمعيات والمرئيات الموزع عبر بروتوكول IP.

حل أكثر توفيرًا للتكلفة:

تتمثل إحدى الميزات الرئيسية لبنية الأنظمة السمعية والبصرية الموزعة عبر IP في استخدام البنية التحتية لشبكات تكنولوجيا المعلومات (IT) الموجودة بالفعل على نطاق واسع، وذلك لتوفير تكاليف التأسيس. وتكمن الميزة الأكبر لاعتماد تقنية IP في توفير التكاليف في مبدأ: «كلما زاد الاستخدام، زاد التوفير». فعندما يزداد عدد الأجهزة الطرفية، تتطلب مصفوفة التحويل السمعي والبصري (Matrix Switcher) في بنية AV التقليدية المزيد من منافذ الإدخال والإخراج، مما يرفع من تكلفة مصفوفة التحويل؛ وعلى العكس من ذلك، فإن قابلية التوسع العالية لمحولات الشبكة (IP Switches) تجعلها أقل تكلفة وأكثر ملاءمة، وكلما زاد عدد الأجهزة الطرفية، أصبحت الجدوى الاقتصادية لتكلفة بناء نظام AV بأكمله أكثر وضوحاً.

شهد هذا العام مشروعاً ضخماً للغاية في الخارج تم فيه تركيب 800 جهاز طرفي؛ وبالمقارنة مع محولات مصفوفة الصوت والفيديو في أنظمة AV التقليدية، وفّر استخدام بنية الأنظمة السمعية والبصرية الموزعة عبر IP مليون دولار أمريكي كامل من التكلفة، أي ما يقارب 30 مليون دولار تايواني جديد!

الاتجاه الكبرى لتقنية AV over IP قادم قريباً

في عام 2019، أشار لوه تشن يو (Luo Zhenyu) في خطابه بمناسبة العام الجديد «أصدقاء الزمن» إلى أن تغير الاتجاهات في صناعة ما غالبًا ما ينبع من تأثير قادم من صناعة أخرى. وتُعد تقنية الصوت والفيديو عبر بروتوكول الإنترنت (AV over IP) مثالاً على ذلك؛ فهي تنحدر من قطاع تكنولوجيا المعلومات، ومع تطور تقنيات إنترنت الأشياء (IoT)، أحدثت تأثيرًا هائلاً في مختلف القطاعات. واليوم، امتد هذا التأثير ليشمل صناعة تكامل الأنظمة السمعية والبصرية الاحترافية بالكامل، مما أزال الحواجز الفاصلة بين قطاعي AV وIT، ومن المرجح أن يغير صناعة ProAV جذريًا في السنوات القليلة المقبلة.

بالنظر إلى مسار تطور التكنولوجيا، فإن التحول إلى بروتوكول الإنترنت (IP) في قطاع الأنظمة السمعية والبصرية (AV) قد بدأ للتو؛ فقد ترسخت الاتجاهات الأولية، والاتجاهات الكبرى واعدة! وبصفتك عاملاً في هذا القطاع، لا بد أن تكون على دراية بذلك، ولا تنتظر حتى يتحول الاتجاه الصغير إلى اتجاه كبير لتندم على عدم مواكبته.

في المستقبل، ستتبنى أي مؤسسة بالتأكيد تقنية AIoT = AI + IoT (الذكاء الاصطناعي + إنترنت الأشياء). إن التحول إلى بروتوكول الإنترنت (IP) هو البنية التحتية لإنترنت الأشياء (IoT) الخاصة بالصوت أو الفيديو؛ فإذا أرادت المؤسسة استخدام الصوت والفيديو كأصول لفريق العمل للمساعدة في جلب المزيد من الإبداع والإنتاجية، فلا بد من امتلاك حل أنظمة صوتية ومرئية قادر على كسر قيود المسافة، وقابل للتوسع بدرجة عالية، وأكثر جدوى من حيث التكلفة.

تقدم هذه المقالة شرحاً مفاهيمياً لتقنية AV over IP ومزاياها، وإذا وجدتم فيها فائدة أو إلهاماً بعد قراءتها، نرحب بمشاركتها مع المزيد من الأصدقاء. وفي المقالات القادمة، سنواصل تقديم التقنيات المتعلقة بـ AV over IP، وطرق تقييم تطبيقها، بالإضافة إلى حالات الاستخدام ذات الصلة. يرجى متابعة أحدث الإصدارات الإخبارية من BXB Electronics باستمرار!

يعتمد نظام نشر الوسائط المتعددة ICP-5100 من BXB Electronics على تقنية AV over IP

تعرف على خصائص منتج نظام نشر الوسائط المتعددة ICP-5100