ESS与AVB音频视频桥网络系统

基于以太网的数字音频传输技术

    基于以太网的数字音频传输技术是专业音频行业的一个技术焦点，以其不依赖于控制系统而独立存在的特性，广泛的应用到很多项目中。不仅解决了多线路问题，还解决了远距离传输、数据备份、自动冗余等一系列在模拟传输时代无法面对的问题。

    目前比较成熟的以太网音频传输技术主要有CobraNet和EtherSound技术，但这两种技术都各有千秋，在它们此基础上，Audinate于2003年推出了Dante这种融合了很多新技术的数字音频传输技术。

    至于下一代网络音视频实时传输技术，新IEEE标准——音视频桥，简称AVB，以即插即用和自主开发的姿态面世，则是全世界现场演出行业所梦寐以求的系统解决方案。

 

CobraNet网络

    CobraNet网络是美国PeakAudio公司开发的一种在以太网上传输专业非压缩音频信号的技术，工作在数据链路层（OSI二层）的低层传输协议，但无法穿过路由器，只能在局域网中传递，音频流不能大于8个数据包Bundle。它可以在100M以太网下单向可以传输64个48kHz、20bit的音频信号通道（48kHz、24bit信号为56路）；除音频信号外，还可以传输RS485串口通信数据及其它非同步IP数据；开放的MIB文件，支持SNMP。一般使用星型（或连星型）网络结构。

 

EtherSound网络

    EtherSound网络是由法国Digigram公司开发的一种基于以太网传输音频信号的技术，工作在数据链路层（OSI二层）的低层传输协议，只能在局域网中传递。传输能力为单方向64个24bit、48kHz（或44.1kHz）采样频率的音频通道。不能传递串口信号以及其它IP数据，具有极低的延时。一般采用菊花链结构或以太网星型结构或者这两种结构的混合形式，通过以太网交换机互相连接。

 

EtherSound

CobraNet

拓扑类型

菊花链，环型

星型，环型

路由方式

总线访问

MAC地址访问

同步方式

自同步（不精确）

同步数据（精确）

传送方式

总线+广播

点对点+广播+多播

网络延时

最小125µs+

最小1.33ms（固定延时）

网络冗余

环型冗余（ES100/Giga）

环型冗余/多交换机

设备数量

无限制

一个VLAN下<120个传送器

传送长度

无限制

同步范围内

音频通道

128～1024

交换网络中无上限

网络带宽

固定带宽

依据通道带宽可变

适用范围

现场演出/录音

工程应用

Dante数字音频传输技术

    Dante数字音频传输技术是Audinate于2003年提出的，基于3层的IP网络技术，采用Zeroconf协议，简化了网络的运行模式。

    Dante技术可以在以太网（100M或者1000M）上传送高精度时钟信号以及专业音频信号并可以进行复杂的路由。与以往传统的音频传输技术相比，它继承了CobraNet与EtherSound所有的优点，网络中的音频信号，都以“标签”的形式进行标注等。

    Dante技术具备自身独特的优势：更小的延时、采用了IEEE1588精密时钟协议进行时钟同步、采用了zeroconf（Zero Configuration Networking）[6][7]协议、网络的高兼容特性、自愈系统、音频通道的传输模式可以是单播或是多播，这些独特的优势，成为Dante技术在专业音频领域及其他工程领域的奠基石，可广泛应用于专业音响行业、广播系统、电话会议系统、楼宇智能音频系统、大型运动会等行业。

    Dante提供一个简化的，自配置，真正的即插即用的使用标准的互联网协议超过100 MB和/或千兆以太网的数字音频网络。

    Dante是建立在全球网络标准，包括互联网协议-不只是以太网。借助真正的IP路由，Dante技术可以在网络上能够任由传输专业质量的音频和高清晰度的视频。

 

特点

CobraNet

Ethersound

Audinate

完全支持以太网

Yes

只能广播

Yes

支持标准TCP/IP

No

No

Yes

多重多播模式

No

No

Yes

高效单播模式

部分

No

Yes

音频延时

1.33ms

125µs+

34µs

自动优化音频延时

No

No

Yes

同一网络使用不同网速设备

No

No

Yes

同一网络使用不同采样频率

No

No

Yes

Zero-Conf网络配置

No

No

Yes

 

 

下一代网络音视频实时传输技术—EthernetAVB

    以太网音视频桥接技术 （Ethernet Audio/Video Bridging，以下简称Ethernet AVB ）是一项新的IEEE 802 标准，其在传统以太网络的基础上，通过保障带宽（Bandwidth ），限制延迟（Latency）和精确时钟同步(Time synchronization)，提供完美的服务质量 （Quality of Service,  简称QoS），以支持各种基于音频、视频的网络多媒体应用。

    Ethernet AVB致力于提供一套基于标准的方案来为演播室、影剧院、音乐会现场及娱乐系统等提供稳定可靠的音视频服务，以及提供低延时、供家庭及企业使用的同步音视频网络。

    Ethernet AVB 关注于增强传统以太网的实时音视频性能，同时又保持了 100%向后兼容传统以太网，是极具发展潜力的下一代网络音视频实时传输技术。

    Ethernet AVB是一种架构在以太网三层网络基础上传输专业非压缩Audio、video信号的协议技术，它能够支持目前大多数的专业视频信号格式，支持多达512通道无压缩或多路压缩数据格式音频信号，支持在以太网上传输压缩的1080i/p高清视频信号，而它的带宽占用率只有130Mbit/s。

    Ethernet AVB建立的AVB网络，称之为AVB“云”（Cloud），解决了在以太网上提供同步化低延迟的实时流媒体服务。在AVB“云”内，由于延迟和服务质量得到保障，能够高质量地提供实时的流媒体服务。

    同时，AVB网络保持与传统以太网的兼容，能够连接到传统的交换机、集线器和终端设备。告别直接与硬件对话的“云计算”支持用户在任意位置、使用各种终端获取应用服务，所请求的资源来自“云”，而不是固定的有形的实体。

 

ESS-Dante 音频网络系统

    ESS-Dante音频网络系统使用Audinate的Dante网络技术，支持开放式公共标准，提供完全的可互操作的系统。

    ESS-Dante可兼容更先进的程序传输标准和更先进的系统控制标准。由于AVB的标准是直接建立在Dante现有的已经使用的标准上，Dante可以直接的得到AVB正式支持。音频设备制造商和解决方案供应商也会选择Dante以确保平稳过渡，保证他们的产品对Ethernet AVB的兼容。

    ESS-Dante音频传输技术可任由音频信号在以太网中使用TCP/IP方式任意传送，且在整个过程中保持了信号的精确还原。

 

 

    ESS HD28D/HD24D是融合了Dante技术和FIR滤波技术的新产品。它既有传统的模拟输入和输出接口，还增设了接入Dante网络的网络接口。其中，HD28D设有4个模拟输入，8个模拟输出，以及2个Dante接口（Primary和Secondary，可作冗余备份），并带有AES数字接口；而HD24D设有4个模拟输入，4个模拟输出，以及2个Dante接口（Primary和Secondary，可作冗余备份）。

    用户可以根据特定的路由设置，选择把输入给ESS HD28D/HD24D的模拟信号接入Dante数字音频网络，或者把Dante网络中的数字信号接到ESS HD28D/HD24D的模拟输出，又或者把Dante网络中的数字信号接入ESS HD28D/HD24D数字音频处理器，经过处理器内部的FIR/IIR滤波处理后，再接回Dante数字音频网络中。

    接入Dante音频网络后，ESS HD28D/HD24D数字音频处理器共享了Dante的云网络，能够高质量地提供实时的音频网络服务。

    不仅是具备支持Dante网络这个显著优点，ESS HD28D/HD24D数字音频处理器还是具有FIR有限脉冲响应滤波技术和IIR无限脉冲滤波响应技术的专业音频处理器。FIR技术能很好地解决扬声器的相位问题，经过FIR滤波器处理的音频信号，其相位响应和频率响应相互独立，均可进行校正，因此采用FIR音频处理技术的ESS控制器会使得扬声器系统声音更加准确，声音还原度更高。同时，ESS数字音频处理器还提供IIR滤波器来调整各种参数，功能非常强大。

    这个系列的ESS扬声器管理系统均配有远程控制软件，可通过网络进行远程监控、实时调试，使用非常灵活方便。在软件界面上，用户可以轻松地对每个输入/输出通道分别设置增益控制、延时和独立的滤波器（有5种不同类型滤波器可供选择）等等。每个输出都可设定独立的分频频率，并具有反相设置选项。每个输入/输出通道都可以自由配置多达96个高精度的全参数IIR滤波器，配备6-60dB/倍频程的IIR分频滤波器，并可通过响应软件图示显示这些滤波/均衡曲线。此外，每个输出通道提供一个高精度的FIR滤波器，可混合线性相位和最小相位均衡。

    可见，ESS HD28D/HD24D音频网络产品的适用范围非常广泛。它涵盖了流动演出、体育场馆、剧院、会堂、电视台、酒店、酒吧、机场、火车站、主题公园、大型厂矿企业、公共广播等中大型项目的需求范围。