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Fondamentaux de l'AV sur IP

Qu’est-ce que l’AV sur IP ?

AV sur IP signifie «audiovisuel sur protocole Internet». Essentiellement, il s’agit de la transmission de signaux audiovisuels sur un réseau (LAN, WAN ou Internet). Contrairement aux environnements AV traditionnels, l’AV sur IP (également appelé AV/IP) utilise une installation réseau standard pour la transmission et la commutation de signaux audio et vidéo.
 
Le concept de vidéo sur IP existe depuis longtemps. Il englobe tout ce qui va de la diffusion en continu ou de la vidéo à la demande sur Internet aux infrastructures professionnelles de transmission vidéo dans les studios de production et de diffusion. Au cours des dernières années, le remplacement progressif des infrastructures AV traditionnelles par des infrastructures IP (d’où le terme AV sur IP) a été largement abordé dans le monde de l’audiovisuel professionnel. Pour certains, l’utilisation de cette technologie dans un environnement AV est assez nouvelle, alors que pour d’autres, elle est déjà habituelle.
 

Pour plus de renseignements sur l’encodage multicanal pour une diffusion en direct ou à la demande, veuillez consulter ce lien.

Similarités entre les configurations AV traditionnelles et AV sur IP

Fondamentalement, les éléments de ces deux configurations AV restent identiques. Les installations AV traditionnelles se soucient principalement de l’extension et de la commutation des signaux audio et vidéo. L’objectif d’une installation AV est de permettre aux utilisateurs de voir et d’entendre des sources vidéo et audio sur leurs téléviseurs, leurs systèmes audio et leurs haut-parleurs. Pour cela, les sources doivent être capturées, envoyées, commutées et affichées. Pour modifier les sources, on peut tout aussi bien utiliser les boutons poussoirs d’un appareil que l’interface numérique d’un outil informatique.

 
Dans les deux configurations AV, les éléments sont très similaires. Dans la configuration AV sur IP, les « transmetteurs A/V » sont remplacés par les « encodeurs », les « récepteurs A/V » par les « décodeurs » et le « commutateur A/V » (également appelé grille de commutation vidéo) par un « commutateur IP » standard comme celui sur lequel se connecte votre ordinateur de bureau.

Technologies AV actuelles

De nombreux produits et services AV sont conçus pour préserver au maximum la qualité des images et des sons lors de la transmission et la commutation des signaux. Mais d’autres éléments peuvent influencer leur performance, notamment une commutation rapide et une faible latence. En outre, certains équipements AV peuvent effectuer diverses opérations de traitement comme la multiplication des sources et une diffusion simultanée dans plusieurs lieux.
 
Des traitements plus avancés permettent de modifier les sources en temps réel. Il peut s’agir de modifier le signal vidéo d’un type à un autre (de DisplayPort à HDMI par exemple), de le rogner, de l’agrandir, de le réduire (par exemple : passage de HD en 4K ou de 4K en HD), ou de créer des compositions (superpositions de texte ou combinaison de plusieurs vidéos).
 
Tout ce qui est décrit ci-dessus pour l’AV traditionnel est valable pour l’AV sur IP. La seule différence réside dans le fait que la transmission des signaux vidéo et audio à travers les boîtiers et les câbles se fait par paquets, comme pour les réseaux de données informatiques et le téléphone sur IP. Fondamentalement, un protocole Internet (IP) est un ensemble de règles définissant le format des données envoyées sur Internet ou sur d’autres réseaux vidéo et audio. La technologie AV sur IP paramètre les signaux audiovisuels afin qu’ils soient conformes à ces règles. Les données transmises sur IP sont divisées en paquets. Chaque paquet contient une partie du fichier d’origine ainsi que des informations de contrôle supplémentaires telles que la source, la destination et la séquence.
 

Différences entre AV traditionnel et AV sur IP

L’AV sur IP diffère de l’AV traditionnel sur les aspects clés suivants : commutation évolutive (beaucoup plus de connexions possibles et facilité d’en ajouter au besoin), réduction des problèmes liés à la distance, ratio amélioré entre les entrées et les sorties, normes vidéo permettant d’aller au-delà d’une installation locale, convergence avec les données et les communications et plus d’options pour le traitement vidéo.
 

Commutation

La commutation est sans doute la raison principale pour laquelle les entreprises remplacent progressivement les infrastructures AV traditionnelles par des infrastructures AV sur IP.
 
La commutation câblée et basée sur un circuit est fondamentalement une technologie point à point. Les grilles de commutation vidéo sont simultanément une « destination » (par rapport à un émetteur AV) et une « source » (par rapport à un récepteur AV). Toutes les combinaisons possibles d’envoi d’un émetteur vers un récepteur sont configurables grâce au commutateur et il est possible de diriger n’importe quelle source vers n’importe quelle destination en fonction du nombre de connexions disponibles sur la grille de commutation. Par exemple, une grille de commutation 8 x 8 permet de diriger huit sources vers huit destinations.
 
Des produits plus évolués peuvent également effectuer des opérations de traitement. Au lieu de diriger uniquement une entrée vers une sortie, il est possible de diriger une entrée vers plusieurs sorties. Par exemple, à partir d’un ordinateur, une présentation PowerPoint peut être transmise grâce à un émetteur AV vers un commutateur, puis celui-ci la transmet à plusieurs récepteurs AV qui peuvent afficher simultanément et en temps réel la présentation PowerPoint. 
 
Ce qui diffère avec l’IP (et la commutation par paquets), c’est la possibilité d’un nombre illimité de sources arrivant au commutateur IP. Lorsqu’il n’y a plus de connexions matérielles disponibles, vous pouvez connecter plusieurs commutateurs IP. Cela signifie que vous pouvez adapter le nombre de connexions en fonction de vos besoins beaucoup plus facilement. Il est ainsi possible de continuer à ajouter des sources et des destinations sans reconfigurer votre installation, ce qui présente des inconvénients majeurs.
 
Le ratio entre les entrées et les sorties peut également être beaucoup mieux adapté avec une installation AV sur IP par rapport à une grille de commutation traditionnelle. Il est possible d’avoir de NOMBREUSES entrées, mais seulement quelques sorties, ou seulement quelques entrées, mais de NOMBREUSES sorties. Vous pouvez aussi avoir BEAUCOUP des deux en quantités très différentes.
 

Distance

Un autre inconvénient de l’AV traditionnel est la distance entre les boîtiers. Toutes les transmissions numériques câblées ont une distance limitée. Pour une courte distance, la configuration par câble ne coûte pas cher. Lorsqu’elle atteint plusieurs mètres, le coût augmente. Plus la distance s’accroît, plus le coût de votre installation augmente.
 
Un signal utilisant l’AV sur IP peut être transmis assez facilement par un câble en cuivre ou en fibre optique. Le câble Category (CAT-5, CAT-6, etc.) permet un maximum de 100 mètres. Mais il est possible de le commuter et de le répéter en série. La vidéo que vous regardez à votre domicile sur Netflix ou YouTube a parcouru une longue distance grâce à cette technologie de commutation par paquets.
 
Ainsi, l’AV sur IP augmente de manière significative la flexibilité en surmontant les contraintes liées au nombre de sources et de destinations possibles, ainsi que les limites de distance. La migration d’une infrastructure AV traditionnelle vers une infrastructure AV sur IP n’est absolument pas pénalisante, car tous les facteurs de performance sont conservés avec les solutions IP.
 
L’illustration ci-dessous, présentant trois infrastructures, le démontre. La première est basée sur une commutation AV traditionnelle, les deux suivantes sur une commutation AV sur IP.

Normes

Certains produits AV sur IP utilisent des paquets standardisés pour la transmission sur des réseaux IP et la compatibilité avec des commutateurs IP. D’autres utilisent des schémas de paquets propriétaires qui fonctionnent sur certains réseaux IP et commutateurs IP, mais qui ne fonctionnent pas avec d’autres produits sur le marché.
 
En général, les infrastructures basées sur des normes standardisées permettent une interopérabilité complète entre les produits de différents fournisseurs. Aussi, ces normes sont le fruit du travail de nombreux partenaires permettant d’évaluer vos besoins selon différentes perspectives technologiques. Une infrastructure conçue avec des produits standardisés aura tendance à offrir un avantage en matière de migration ou d’évolutivité par rapport à une infrastructure construite avec des produits d’un seul fournisseur.
 

Interopérabilité

Le fait que le schéma des paquets soit basé sur des normes standardisées ou soit propriétaire ne détermine pas à lui seul l’interopérabilité et ne garantit pas la sécurité d’un produit. Il permet uniquement de savoir si les flux peuvent, ou non, fonctionner avec plusieurs produits différents.
 
Certains fournisseurs proposent des encodeurs et des décodeurs AV sur IP fonctionnant en couple. En d’autres termes, les encodeurs et les décodeurs doivent provenir du même fabricant. La raison principale est généralement que ces fabricants veulent fournir à leurs clients des spécifications similaires et un niveau de performance garanti. Cela permet également une installation et une utilisation plus faciles.
 
D’autres proposent au contraire une compatibilité totale. En d’autres termes, ils fabriquent soit des encodeurs qui fonctionnent avec des décodeurs provenant d’autres fabricants, soit des décodeurs qui fonctionnent avec des encodeurs provenant d’autres fabricants, ou même les deux. Ces produits mettent l’accent sur l’interopérabilité et la capacité de tirer profit des fonctionnalités et des performances d’une vaste gamme d’appareils et de logiciels.
 
Enfin, certains fabricants proposent des produits avec les deux options : le fonctionnement en couple et l’interopérabilité. Ils offrent toutes les fonctionnalités et les avantages d’un fonctionnement en couple si vous possédez des encodeurs et des décodeurs du même fabricant. Ils offrent également des modes d’exploitation qui vous permettent de tirer pleinement parti de l’interopérabilité et donc des fonctionnalités et des performances d’un large éventail de logiciels et d’appareils tiers.
 

Exemples d’AV traditionnel

Exemples d’AV sur IP

1. Boîtiers et câbles de vidéo numérique Tx et Rx

Grille de commutation vidéo numérique

  • HDMI
  • DisplayPort
  • SDI
  • HDBaseT                                                                                                                                                                                                                                                                                       

1. Produits AV sur IP basés sur des normes standardisées

  • Norme SMPTE 2110 pour vidéo non compressée sur IP
  • Vidéo sur IP légèrement compressée en JPEG-2000
  • Compression H.264 très efficace sur IP

2.Boîtiers et câbles de vidéo analogique Tx et Rx

Grille de commutation vidéo analogique

  • Vidéo composite
  • S-Vidéo
  • Vidéo composante                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    

2. Produits AV sur IP propriétaires

  • Les paquets entre encodeurs et décodeurs respectent le protocole Internet. Les flux peuvent être commutés grâce à des commutateurs IP standards, mais le schéma d’encodage (paquets vidéo) est propriétaire et incompatible avec tous les périphériques utilisant des codecs standards.

Exemple : SDVoE

En nous concentrant sur les principaux produits AV sur IP du marché, qui sont tous basés sur des normes standardisées (y compris des codecs établis dans de nombreux cas), nous abordons maintenant le cryptage et la sécurité.

Quel degré de sécurité présente l’AV sur IP ?

Une conception courante, mais erronée, de la migration d’une infrastructure AV câblée vers une infrastructure AV sur IP est que la seconde comporte plus de risques de sécurité que l’AV traditionnel. En raison de la flexibilité accrue et des nouvelles options de configuration, des formations peuvent être très utiles aux administrateurs AV. En effet, il existe des technologies de cryptage pour plusieurs composants d’un système AV, concernant la plupart des fonctions des produits AV sur IP.
 
Certains produits permettent le cryptage des signaux de commande et de contrôle des encodeurs et des décodeurs. Cela offre une sécurité contre le piratage de ces appareils, notamment l’activation ou la désactivation de la diffusion en continu, ou la commutation de la source affichée. Un autre aspect de sécurité est la capacité de crypter les signaux vidéo eux-mêmes. Ainsi, si le signal vidéo est intercepté, il ne peut être décodé ni visualisé.
 

Protection du contenu numérique

Lors d’un échange entre appareils, certains produits prennent en charge des périphériques tiers à l’aide d’échanges de clé numérique ou de cryptage. Par exemple, la très grande majorité des clients AV ne se soucient que du cas le plus simple, à savoir le HDCP. L’objectif de la protection du contenu numérique à large bande passante (HDCP) est de protéger les droits d’auteur d’un flux numérique lorsqu’il est transmis d’un appareil à un autre. Par exemple, un boîtier de réception numérique (câble ou satellite), ou un lecteur multimédia avec sorties HDMI peuvent lire du contenu protégé en HD ou en 4K . Ce type de contenu est verrouillé et ne peut être lu que par des produits compatibles HDCP une fois qu’ils sont correctement authentifiés. Il existe des restrictions sur la façon dont le contenu protégé peut être transmis, multiplié, modifié ou affiché.
 

Technologies de cryptage

Tandis que certaines technologies de cryptage sont spécialement conçues pour offrir des options de sécurité aux professionnels AV, d’autres sont tout simplement utilisées pour réduire l’interopérabilité. Les fabricants qui souhaitent assurer une sécurité optimale à leurs clients peuvent choisir de limiter la compatibilité de leurs encodeurs et de leurs décodeurs à leurs propres appareils afin de limiter les tests d’assurance qualité, le soutien technique ou les options d’assistance client. Cela permet également de simplifier la configuration et l’utilisation de leurs produits.
 
Sur cette illustration, les principaux éléments des encodeurs et décodeurs AV sur IP sont visibles.
 
  • Une connexion audio/vidéo (comme HDMI dans l’exemple)
  • Un port réseau pour diffuser en continu le paquet vidéo/div>
  • Un port de commande et de contrôle
 
(Bien qu’une connexion RS-232 soit affichée ici, elle est souvent intégrée au port réseau utilisé pour l’envoi et la réception du paquet vidéo. Il est également possible d’utiliser un port RJ-45 distinct pour se connecter à un réseau séparé pour la commande et le contrôle.)

Principales préoccupations de sécurité pour le secteur AV

Commande et contrôle

Dans l’AV traditionnel, certains produits ne sont équipés que de boutons-poussoirs. La commutation d’une source ne peut être faite que manuellement sur l’appareil. Bien entendu, cela permet de lutter contre le piratage à distance, mais cela restreint considérablement la flexibilité et les fonctionnalités de l’appareil.
 
Les appareils AV les plus utilisés, traditionnels ou basés sur l’AV sur IP, disposent de ports de commande et de contrôle qui permettent de les contrôler à distance, notamment l’activation et la désactivation de l’appareil ou la commutation des sources. Par exemple, lorsqu’il s’agit d’un panneau tactile ou d’un processeur AV, un signal de commande et de contrôle à distance est utilisé.
 
Les fonctions commande et contrôle peuvent être protégées par des autorisations, des mots de passe et un cryptage. La responsabilité des fabricants pour sécuriser ce processus est aussi importante en AV traditionnel qu’en AV sur IP.
 

Sécurité du contenu vidéo et audio

Les contenus privés tels qu’un flux de diffusion en continu peuvent-ils être interceptés par des malfaiteurs ? Bien sûr. Mais cela est vrai pour TOUS les flux vidéo ou audio. Qu’ils soient transmis à travers un câble analogique ou numérique, ou que la vidéo soit sous forme de paquets sur les réseaux IP, il est possible dans les deux cas de pirater et d’accéder aux flux vidéo et audio.
 
Pour sécuriser les signaux audio et vidéo, rien ne vaut l’expertise personnelle et l’attention portée à l’installation. En fait, certains estiment que le cryptage (et donc la sécurisation des flux vidéo et audio transmis par paquets) est supérieur à la vidéo traditionnelle lorsqu’il existe une menace de piratage de ce flux. N’oubliez pas que la sécurité IP existe depuis longtemps. Les données et le téléphone sur IP ont déjà connu de constantes améliorations à ce niveau. En plus des informations disponibles sur la sécurité des réseaux IP et le cryptage, il existe de nombreux consultants et experts dans le domaine de la sécurité pour vous aider, quel que soit le degré de complexité de vos demandes.
 

Sécurité réseau

Comment déployer au mieux l’AV sur IP est une question d’ajustement. L’AV sur IP peut être déployé sur des réseaux entièrement séparés qui ne cohabitent jamais avec les paquets de données du réseau de données ou du réseau de communications d’une entreprise. De plus, les infrastructures existantes (câblage et commutation du réseau) peuvent être utilisées pour l’AV sur IP. L’installation d’un système d’AV sur IP, que ce soit sur une infrastructure distincte ou existante, peut être effectuée sans compromettre la sécurité du réseau informatique. Dans de nombreuses entreprises, la possibilité d’utiliser conjointement des données, des communications et du contenu audiovisuel (également appelé « convergence ») représente un atout majeur et un avantage clé pour la mise en place ou la réorganisation des installations audiovisuelles.

Valeur maximale des ressources vidéo et audio

Il ne fait aucun doute que l’expertise en réseaux IP dans le monde des réseaux informatiques présente un avantage dans le domaine de l’audiovisuel. Les anciennes barrières qui existaient entre l’audiovisuel et l’informatique disparaissent. Néanmoins, bien comprendre les technologies AV sur IP et réseau représente un avantage majeur et permet aux clients de maximiser leurs ressources audio et vidéo.
 
En passant d’une commutation A/V centralisée à un encodage et un décodage distribués, l’AV sur IP remet l’accent sur la valeur des ressources audio et vidéo elles-mêmes. En effet, elle offre des capacités de traitement AV supérieures et la possibilité de s’adapter plus facilement aux besoins des utilisateurs.
 
En leur permettant de réaliser des installations plus flexibles, d’utiliser des ressources AV sur de plus grandes distances et de développer de nouvelles fonctionnalités plus puissantes qui s’adaptent mieux aux nouvelles technologies et aux méthodes de travail actuelles, la migration vers l’AV sur IP est bel et bien amrocée.