Ethernet AVB (Audio Video Bridging) — IEEE 802.1 AVB Task Group이 표준화한 멀티미디어 스트리밍용 Ethernet 확장 규격. 표준 Ethernet 위에 시간 동기화 · 대역폭 예약 · 우선순위 큐 관리 · 전송 포맷의 4개 프로토콜을 얹어 영상/음향 데이터의 정확한 재생 시점과 지연 한계를 보장한다. 차량에서는 Infotainment·Assistance 도메인의 카메라·오디오 전송에 활용되며, 제어 데이터까지 수용하는 형태로 확장된 것이 TSN.
등장 배경
- 기존 A/V 장비 연결은 전용 버스·케이블로 분산되어 있음 → Ethernet 단일 매체로 통합하기 위한 표준화 요구.
- 표준 Ethernet은 Best Effort 전송이라 지연 변동(jitter)·동기 기준이 없음 → 멀티미디어에 부적합.
- AVB는 Ethernet 프레임 구조는 유지하되 QoS·시간 기준·대역폭 예약을 데이터 링크 계층 확장으로 제공.
프로토콜 스택 구성
AVB는 4개 표준의 조합으로 동작한다. 각 표준은 독립된 역할을 맡고, 4개 전부 지원되어야 AVB 네트워크가 성립한다.
| 표준 | 역할 | 키 개념 |
|---|---|---|
| IEEE 802.1AS | 시간 동기화 | PTP profile, Grand Master, BMCA |
| IEEE 802.1Qat | 대역폭 예약 | SRP(MMRP/MVRP/MSRP), Talker/Listener |
| IEEE 802.1Qav | 큐 관리·셰이핑 | FQTSS, SR Class A/B, CBS |
| IEEE 1722 | 전송 포맷 | AVTP, IEC 61883 캡슐화, 멀티캐스트 |
- IEEE 802.1AS는 카메라·오디오의 공통 시간축을 제공하여 동시 재생을 보장.
- IEEE 802.1Qat은 Talker→Listener 경로의 모든 노드에 대역폭을 미리 예약.
- IEEE 802.1Qav은 예약된 대역 내에서 AVB/비AVB 프레임을 우선순위에 따라 송출.
- IEEE 1722는 실제 A/V 스트림을 Ethernet 프레임에 캡슐화.
관련 컨소시엄
OPEN Alliance SIG
- One-Pair Ether-Net Alliance Special Interest Group.
- 차량 환경에 적합한 Ethernet 표준 제정을 목적으로 하는 업계 컨소시엄.
- PHY 부분만 표준 제정하며 상위는 IEEE 802.3 Ethernet 표준을 준수.
- Broadcom의 BroadR-Reach Ethernet 기술을 차량용 표준으로 채택 → 이후 IEEE 100BASE-T1로 제정. (상세: 차량 Ethernet)
Avnu Alliance
- 다양한 네트워크 링크 계층에 IEEE 802.1 AVB, IEEE 1722 / 1733을 적용하기 위한 산업 포럼.
- 전문가급 A/V 장비 간 상호 운영성 확보를 목표로 Compliance 시험 및 장치 간 AVB 상호 운영 시험 절차를 정의.
AVB 패킷 구조
AVB 프레임은 802.1Q 태그가 추가된 표준 Ethernet 프레임 이다. 별도 프레임 포맷을 쓰지 않고 기존 Ethernet 인프라와의 호환을 유지.
| Dst MAC | Src MAC | [802.1Q Tag 4B] | EtherType | Payload (IEEE 1722 등) | FCS |- 태그 내 PCP(Priority Code Point, 3 bit)로 AVB 프레임에 우선순위를 부여 — 802.1p CoS의 확장.
- SR Class A/B 트래픽은 PCP 값을 통해 IEEE 802.1Qav의 CBS 큐에 매핑.
- 프레임 본체(페이로드)는 IEEE 1722의 Control 또는 Streaming 프레임.
Ethernet AVB의 한계와 TSN으로의 발전
AVB는 멀티미디어 전송을 위해 설계되어 제어 데이터 전송에는 부적합:
- Worst-case latency는 Class A 기준 2 ms / 7 hop 수준 — 고신뢰 실시간 제어에 필요한 μs 단위 결정성은 보장 X.
- CBS 기반 셰이핑은 확률적 지연 감소이지 결정론적 스케줄이 아님.
차량 백본망으로 확장되려면 멀티미디어 + 제어 데이터를 함께 전송해야 하므로 TSN(Time-Sensitive Networking)이 AVB의 상위 집합으로 등장. TSN은 AVB의 4개 요소 + Time-Aware Shaper (802.1Qbv) · Frame Preemption (802.1Qbu) · Cyclic Queuing & Forwarding (802.1Qch) · 프레임 복제(802.1CB) 등을 추가해 결정론적 전송을 제공.