Δίκτυα Ήχου – Audio Networking

Σκοπός του άρθρου είναι να αναδείξει τη χρήση των δικτύων υπολογιστών σε εφαρμογές τεχνολογίας ήχου. Σημαντικός παράγοντας ενός τέτοιου δικτύου στην αναλογική μορφή του αποτελεί το υψηλό κόστος κτήσης σε αντίθεση με το κόστος κτήσης της ψηφιακής του μορφής προσθέτοντας επίσης την ευκολία στην εποπτεία και τον έλεγχο του συνόλου του εξοπλισμού, με αποτέλεσμα να εντοπίζονται πολύ πιο εύκολα αστοχίες και λάθη σε συνδέσεις ή και δυσλειτουργίες συσκευών του δικτύου.

Η ραγδαία ανάπτυξης της τεχνολογίας προς το τέλος του περασμένου αιώνα επηρέασε σε πολύ μεγάλο βαθμό τον σημερινό πολιτισμό. Τμήμα αυτής της ανάπτυξης μεταξύ άλλων ήταν ο σχεδιασμός και η κατασκευή τεχνολογίας ώστε να είναι δυνατή η καταγραφή και η αναπαραγωγή ηχητικών σημάτων.  Όπως είναι λογικό, η ανάπτυξη της συγκεκριμένης τεχνολογίας άνοιξε νέους ορίζοντες και στον επιστημονικό κόσμο, σχετικά με τη βελτίωση της πιστότητας της αναπαραγωγής μέσα από πληθώρα νέων αλγορίθμων και υλοποιήσεων που έχουν οδηγήσει την μουσική βιομηχανία σε νέους δρόμους μετάδοσης και προβολής θεαμάτων  σε ζωντανό ή μη χρόνο, από το χώρο που πραγματοποιείται μια εκδήλωση και μέσω του διαδικτύου  σε οποιοδήποτε μέρος του κόσμου.

Το Σύστημα Μετάδοσης Ήχου μέσω Δικτύου IP (Audio over IP) αφορά στη διανομή ψηφιακού ήχου μέσω ενός δικτύου Ethernet / IP, δηλαδή μέσω τοπικών δικτύων (LAN) ή το Internet. Η τεχνολογία αυτή χρησιμοποιείται πλέον ευρέως στην διανομή υψηλής ποιότητας ήχου σε μεγάλες αποστάσεις.

Με απλά λόγια, τα συστήματα μετάδοσης ήχου μέσω δικτύου IP, επιτρέπουν να μεταδίδονται πολλαπλά μη συμπιεσμένα ηχητικά ψηφιακά σήματα μέσω δικτύου Ethernet και Internet, με ελάχιστη χρονική καθυστέρηση και με έναν οικονομικά αποδοτικό τρόπο – σε σύγκριση με τα παραδοσιακά συστήματα κατανομής ήχου – και με υψηλή ποιότητα ήχου έως την ποιότητα μουσικής σε ρυθμό ανάλυσης 24 ή 32 bit και υποστηριζόμενη δειγματοληψία από 44.1 kHz έως 192 kHz.

 

1. Δίκτυα υπολογιστών

Τα δίκτυα υπολογιστών (computer networks) ανήκουν στη γενική κατηγορία τηλεπικοινωνιακών δικτύων (telecommunication networks),σε συστήματα δηλαδή που επιτρέπουν στους χρήστες τους τη μεταφορά και εναλλαγή πληροφοριών.

Τα πιο γνωστά τηλεπικοινωνιακά δίκτυα είναι το δίκτυο τηλεφωνίας και το δίκτυο της τηλεόρασης. Τα κοινά χαρακτηριστικά αυτών των δικτύων είναι δύο.

•  Έχουν σχεδιαστεί ειδικά για την εξυπηρέτηση μιας συγκεκριμένης υπηρεσίας (για τη μετάδοση φωνής / ήχου και την εκπομπή κινούμενης εικόνας με ήχο, αντίστοιχα).
•  Απαιτούν ειδικό τερματικό εξοπλισμό για τη λειτουργία τους (τις συσκευές τηλεφώνου και τηλεόρασης, αντίστοιχα).

1.1 Τι είναι ένα Δίκτυο Υπολογιστών;

Ένα δίκτυο υπολογιστών είναι ένα σύνολο από αυτόνομους ή μη αυτόνομους διασυνδεδεμένους υπολογιστές. Οι υπολογιστές θεωρούνται διασυνδεδεμένοι όταν είναι σε θέση να ανταλλάξουν πληροφορίες μεταξύ τους και αυτόνομοι όταν δεν είναι δυνατό κάποιος υπολογιστής να ελέγξει τη λειτουργία (π.χ. εκκίνηση ή τερματισμό) κάποιου άλλου.(εικ..1)

 

1.2. Σκοπός των Δικτύων

Βασικός σκοπός της ύπαρξης των δικτύων είναι ο διαμοιρασμός των πόρων του συστήματος και η ανταλλαγή πληροφοριών κάθε μορφής (προγράμματα, αρχεία, δεδομένα).

Πόροι του συστήματος μπορούν να είναι είτε υλικό (hardware), π.χ. υπολογιστές, εκτυπωτές, σκληροί δίσκοι, είτε λογισμικό (software), π.χ. δεδομένα, προγράμματα εφαρμογών, υπηρεσίες.

Τα προγράμματα, τα δεδομένα και οι συσκευές (σκληροί δίσκοι, εκτυπωτές, κλπ) είναι διαθέσιμα σε οποιονδήποτε είναι συνδεδεμένος στο δίκτυο, ανεξάρτητα από τη φυσική του θέση. Με τον τρόπο αυτό επιτυγχάνεται εξοικονόμηση χρημάτων, αύξηση της απόδοσης του συστήματος, κεντρικός έλεγχος και εύκολη επεκτασιμότητα.

Σε ένα δίκτυο μπορούμε να έχουμε ανταλλαγή δεδομένων, προγραμμάτων, χρήση κοινών βάσεων δεδομένων, αρχείων, αποστολή μηνυμάτων (electronic mail). Επιπλέον, ανεξάρτητα της τεχνολογίας, ένα δίκτυο είναι ένα πανίσχυρο μέσο επικοινωνίας ανθρώπων που βρίσκονται σε διαφορετικά μέρη.(εικ..2)

 

1.3 Που συναντάμε δίκτυα;

 

 

Οι περισσότεροι οργανισμοί, ιδρύματα και επιχειρήσεις έχουν τους Η/Υ τους συνδεδεμένους σε δίκτυα. Για παράδειγμα, οι αεροπορικές εταιρείες, τα πολυκαταστήματα, οι βιομηχανίες, οι εφορείες, τα πανεπιστήμια, οι τράπεζες, τα σχολεία έχουν δίκτυα υπολογιστών, τα οποία βελτιώνουν και επεκτείνονται διαρκώς.(Σχ.3)

 

1.4 Ταξινόμηση Δικτύων

Τα δίκτυα φέρουν τους εξής χαρακτηρισμούς, που καθορίζουν και την κατηγορία τους ανάλογα:

• Με το φυσικό μέσο διασύνδεσης τους χαρακτηρίζονται ως ενσύρματα ή ασύρματα.

• Με τον τρόπο πρόσβασης σε αυτά χαρακτηρίζονται ως δημόσια ή ιδιωτικά δίκτυα.

• Με την γεωγραφική κάλυψη του δικτύου χαρακτηρίζονται ως

• τοπικά (LAN και WLAN),
• μητροπολιτικά (MAN και WMAN),
• ευρείας κάλυψης (WAN και WWAN)
• προσωπικά (PAN και WPAN).

 

 1.5  Πρωτόκολλα επικοινωνίας – Μοντέλο OSI

Το Πρωτόκολλο Ελέγχου Μετάδοσης/Πρωτόκολλο Διαδικτύου  ή Transmission Control Protocol / Internet Protocol γνωστό ως (TCP / IP), είναι μια συλλογή πρωτοκόλλων επικοινωνίας στα οποία βασίζεται το Διαδίκτυο αλλά και μεγάλο ποσοστό των εμπορικών δικτύων. Η ονομασία TCP/IP προέρχεται από τις συντομογραφίες των δυο κυριότερων πρωτοκόλλων της συλλογής: το Πρωτόκολλο Ελέγχου Μετάδοσης ή Transmission Control Protocol (TCP} και το Πρωτόκολλο Διαδικτύου ή Internet Protocol (IP).

Αυτή η συλλογή πρωτοκόλλων είναι οργανωμένη σε επίπεδα (layers). Το καθένα τους απαντά σε συγκεκριμένα στοιχεία μεταφοράς δεδομένων και παρέχει μια καθορισμένη υπηρεσία στα υψηλότερα επίπεδα.  Στηρίζονται στα πρωτόκολλα των χαμηλότερων επιπέδων για την μετάφραση δεδομένων σε μορφές οι οποίες είναι δυνατόν να διαβιβαστούν με φυσικά μέσα.

Το μοντέλο OSI, προτείνει την κατάταξη των πρωτοκόλλων δικτύων σε μια οργανωμένη διαστρωμάτωση επτά επιπέδων. Συγκρίσεις ανάμεσα στο μοντέλο OSI και τo TCP/IP δείχνουν τη σημασία των πρωτοκόλλων που περιέχονται στην συλλογή IP, από την άλλη πλευρά όμως μπορεί να προκληθεί σύγχυση, καθώς το TCP/IP αποτελείται μόνο από τέσσερα επίπεδα.(Με κίτρινη επισήμανση στον πίνακα 1)

Το παρακάτω σχεδιάγραμμα τοποθετεί τα διάφορα πρωτόκολλα του TCP/IP με βάση τα κριτήρια του μοντέλου OSI: (Πιν.1)

 

7	Εφαρμογής (Application)	HTTP, SMTP, SNMP, FTP, Telnet, NFS
6	Παρουσίασης (Presentation)	XDR, ASN.1, SMB, AFP
5	Συνεδρίας (Session)	ISO 8327 / CCITT X.225, RPC, Netbios, ASP
4	Μεταφοράς (Transport)	TCP, UDP, RTP, SPX, ATP
3	Δικτύου (Network)	ΙP (IPv4 ή IPv6), CMP, IGMP, X.25, CLNP, ARP, OSPF, RIP, IPX, DDP
2	Συνδέσμου (Link)	Ethernet, Token Ring, PPP, HDLC, Frame relay, ATM
1	Φυσικό (Physical)	Ραδιοφωνικό σήμα, Λέιζερ, Οπτική Ίνα

Πίνακας 1: ΜΟΝΤΕΛΟ OSI

 

 

1.6 Επίπεδα της συλλογής TCP/IP

 

 

 

Τα πρωτόκολλα Διαδικτύου κάνουν χρήση της ενθυλάκωσης (encapsulation) (εικ. 4) για να παρέχουν γενικά πρωτόκολλα και υπηρεσίες. Ένα πρωτόκολλο υψηλού στρώματος για να λειτουργήσει χρησιμοποιεί τα πρωτόκολλα των κατωτέρων στρωμάτων.

2. Δίκτυα Ήχου

Εισαγωγή

Αναλογικός ήχος – Πλεονεκτήματα ψηφιακού ήχου

Από την αρχή του 20 αιώνα ο ενισχυμένος ήχος έκανε την εμφάνιση του μέσω από τον φωνόγραφο,  τις τηλεπικοινωνίες, το ραδιόφωνο, το θέατρο την τηλεόραση τον κινηματογράφο και τις συναυλίες. Οι ανάγκες ηχητικής κάλυψης γεγονότων δημιούργησε μια τεράστια αγορά στη μουσική βιομηχανία και με το πέρασμα του χρόνου το κόστος κτήσης ενός επαγγελματικού ηχοσυστήματος εκτός από το ότι ήταν πολύ υψηλό, για να μεταφερθεί χρειαζόταν φορτηγά καθώς ήταν ογκώδης και βαρύς.

Στο σύγχρονη εποχή τα συστήματα αυτά αντικαθίστανται με ψηφιακά καθώς τα πλεονεκτήματα είναι πολλά.

• Μειώνουν το χρόνο στησίματος (setup time)
• Περιορίζουν τον αριθμό και το μέγεθος των καλωδίων που απαιτούνται
• Παρέχουν τρόπους σύνδεσης διαφορετικών τοποθεσιών και υλικού (locations and hardware)
• Δένουν τα στοιχεία της ηχητικής παραγωγής –ηχογραφημένης ή ζωντανής- με απλό και επαρκή τρόπο
• Ακριβώς επειδή περιορίζεται η ανάγκη σε καλώδια περιορίζεται η υποβάθμιση του σήματος (signal degradation)
• Η διαμόρφωση συστήματος (system configuration) είναι πολύ πιο ευέλικτη
• Οι έξοδοι (outputs) μπορούν να συνδεθούν / οδηγηθούν σε πολλαπλούς προορισμούς χωρίς απώλεια

Οι περιορισμοί της αναλογικής κατανομής και δρομολόγησης του ήχου

• Περιορισμοί σε σχέση με την απόσταση
• Απαιτείται ξεχωριστό καλώδιο για κάθε κανάλι σε κάθε διαδρομή
• Το σήμα υποβαθμίζεται κατά την εκπομπή (απώλεια υψηλών, θόρυβοι hum/hiss/buzz και  πτώση του ηχητικού σήματος)

 

2.1 Ήχος μέσω IP

Ήχος μέσω IP (AoIP) είναι η διανομή ψηφιακού ήχου μέσα από ένα δίκτυο IP όπως το Διαδίκτυο. Χρησιμοποιείται όλο και περισσότερο για την παροχή υψηλής ποιότητας ροών ήχου σε μεγάλες αποστάσεις. Βασικά ζητήματα είναι η ποιότητα ήχου και η καθυστέρηση (latency)

Στο παρελθόν, επιτύγχαναν τη μετάδοση του ήχου κάνοντας χρήση των υπηρεσιών ISDN, αλλά αυτές οι υπηρεσίες έγιναν ολοένα και δυσκολότερες ή πιο δαπανηρές σε κάποιες περιοχές της Ευρώπης.

Πολλά ιδιόκτητα συστήματα δημιουργήθηκαν και βασίστηκαν, για τη μεταφορά ήχου υψηλής ποιότητας μέσω IP, βάσει του Transmission Control Protocol (TCP), του User Datagram Protocol (UDP) ή του Real-Time Transport Protocol (RTP) σε υφιστάμενα δίκτυα δομών σε κτιριακές εγκαταστάσεις.

Έχει εκδοθεί ένα δια-λειτουργικό πρότυπο για ήχο μέσω IP με χρήση RTP, από την Ευρωπαϊκή Ένωση Ραδιοτηλεοπτικών Μεταδόσεων (EBU)

Σε ένα κτίριο ή χώρο συναυλιών, είναι πιο πιθανό να χρησιμοποιηθεί ο ήχος μέσω Ethernet, αποφεύγοντας τη συμπίεση δεδομένων ήχου και, σε ορισμένες περιπτώσεις ενθυλάκωση της IP.

 

2.2 Τεχνολογία

Η Ευρωπαϊκή Ένωση Ραδιοτηλεοπτικών Μεταδόσεων (EBU) μαζί με πολλούς κατασκευαστές εξοπλισμού καθόρισε ένα κοινό πλαίσιο για ηχητική συμβολή μέσω IP προκειμένου να επιτευχθεί δια-λειτουργικότητα μεταξύ των προϊόντων. Το πλαίσιο ορίζει το RTP ως κοινό πρωτόκολλο και μορφές πληροφορικού φορτίου μέσων σύμφωνα με τους ορισμούς του IETF. Το Session Initiation Protocol (SIP) χρησιμοποιείται για τη ρύθμιση και τον έλεγχο κλήσεων. Η πρόταση δημοσιεύτηκε ως EBU Tech 3326-2007.

Οι πιο προηγμένοι κωδικοποιητές ήχου είναι σε θέση να στέλνουν ήχο μέσω μη διαχειριζόμενων δικτύων IP, όπως το διαδίκτυο, χρησιμοποιώντας αυτοματοποιημένο jitter buffering, προώθηση διόρθωσης σφαλμάτων και απόκρυψη σφαλμάτων για ελαχιστοποίηση του λανθάνοντος χρόνου και μεγιστοποίηση της σταθερότητας ροής πακέτων σε καταστάσεις ζωντανής μετάδοσης μέσω μη διαχειριζόμενων δικτύων IP.

Αντιμέτωποι με την εξάντληση των διευθύνσεων IPv4, η ικανότητα των IPv6 διασφαλίζει ότι οι κωδικοποιητές είναι σε θέση να συνδέονται μέσω νέας υποδομής Διαδικτύου. Η υποδομή IPv6 αναπτύσσεται ευρέως για την παροχή σχεδόν ανεξάντλητης παροχής διευθύνσεων IP. Η διεύθυνση IPv6 διευκολύνει την άμεση σύνδεση των κωδικοποιητών εκπομπής μεταξύ τους και την πραγματοποίηση ευέλικτων συνδέσεων πολλαπλών σημείων μέσω IP.

 

2.3 Κωδικοποιητές

Στη ραδιοτηλεοπτική μετάδοση, ένας κωδικοποιητής ήχου IP χρησιμοποιείται για την αποστολή ήχου ποιότητας μέσω IP από απομακρυσμένες τοποθεσίες προς τα ραδιοφωνικά στούντιο και τα τηλεοπτικά στούντιο  σε  όλο τον κόσμο. Ένας κωδικοποιητής που χρησιμοποιεί Internet Protocol (IP) μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε απομακρυσμένες εκπομπές, σαν σύνδεσμος στούντιο – εκπομπού (STL) ή για μεταφορά ήχου από στούντιο σε στούντιο. Οι κωδικοποιητές ήχου IP χρησιμοποιούν αλγόριθμους συμπίεσης ήχου για την αποστολή ήχου υψηλής πιστότητας και στα δύο ενσύρματα ευρυζωνικά δίκτυα IP και στα ασύρματα δίκτυα 3G, 3.5G, 4G και 5G.

Οι ραδιοτηλεοπτικοί φορείς μεταφέρονται σε χαμηλού κόστους ενσύρματο και ασύρματο ήχο μέσω IP, αντί για τις παλαιότερες και πιο δαπανηρές τεχνολογίες σταθερής γραμμής, όπως ISDN, X.21 και POTS / PSTN. Οι γραμμές ISDN και POTS / PSTN καταργούνται  στην Ευρώπη και την Αυστραλία. Τα δίκτυα IP είναι πιο ευέλικτα, φθηνότερα για αναβάθμιση και εξίσου αξιόπιστα με τις παλαιότερες τεχνολογίες δικτύων. Ως αποτέλεσμα, οι ραδιοτηλεοπτικοί φορείς που χρησιμοποιούν κωδικοποιητές IP μπορούν να σχεδιάσουν και να λειτουργήσουν πιο προσαρμόσιμα δίκτυα ήχου με βελτιωμένες ροές εργασίας και μειωμένο λειτουργικό κόστος.

Οι τελευταίοι κωδικοποιητές ήχου IP μπορούν να στέλνουν ήχο μετάδοσης μέσω στερεοφωνικών συνδέσεων unicast, multicast και πολλαπλών unicast. Χρησιμοποιώντας multicast και πολλαπλές συνδέσεις unicast, ο ήχος μπορεί να σταλεί μέσω δικτύων IP από έναν κωδικοποιητή ήχου IP σε διάφορους κωδικοποιητές ήχου προορισμού.

Οι κωδικοποιητές IP χρησιμοποιούν γενικά το πρωτόκολλο έναρξης συνεδρίας για να συνδεθούν σε μια ποικιλία διαφορετικών κωδικοποιητών που έχουν σχεδιαστεί από διαφορετικούς κατασκευαστές. Οι κωδικοποιητές ήχου IP είναι διαθέσιμοι για ενσύρματες και ασύρματες ευρυζωνικές λύσεις κωδικοποιητών IP. Οι κωδικοποιητές ήχου IP χρησιμοποιούνται σε επαγγελματικούς συνδέσμους πομπού στούντιο (STL) και δικτύωση στούντιο. Παραδοσιακά, αυτοί οι σύνδεσμοι έχουν εφαρμοστεί με χρήση κυκλωμάτων τηλεπικοινωνιών από εταιρείες τηλεφωνίας για την παροχή σταθερού εύρους ζώνης.

Με την έλευση της τεχνολογίας IP, οι ραδιοτηλεοπτικοί φορείς έχουν μειώσει αυτά τα λειτουργικά κόστη αντικαθιστώντας τα υπάρχοντα σύγχρονα δίκτυά τους με τέτοια πακέτα.

2.4 Τύποι δικτύων ήχου

Υπάρχουν δύο βασικές κατηγορίες στους τύπους δικτύων:

Τα δίκτυα των κατασκευαστών που αναπτύσσονται από συγκεκριμένους κατασκευαστές, όπως οι QSC’s Q-LAN, Aviom’s A-Net, Behringer’s Ultranet, Harman Pro’s HiQnet, Roland Pro’s REAC, Allen & Heath’s ACE και άλλοι. Αυτά είναι κατάλληλα όταν χρησιμοποιούμε προϊόντα από τους συγκεκριμένους κατασκευαστές.

Τα δίκτυα που μπορούν να χρησιμοποιηθούν με προϊόντα από διάφορους κατασκευαστές και καλύπτουν ανάγκες για ευρύ φάσμα χώρων, όπου ο εξοπλισμός είναι απαραίτητος. Οι λύσεις που παρουσιάζονται στη συνέχεια ανήκουν σε αυτή την κατηγορία. Από αυτές το Dante  το Focusrite’s RedNet και το AVB (Audio Video Bridging) έχουν διαδοθεί και χρησιμοποιούνται περισσότερο.

2.4.1 CobraNet & EtherSound

 

 

Αυτοί οι δύο τύποι δικτύων χρησιμοποιούνται ακόμα, αν και τείνουν να αντικατασταθούν από το Dante και το AVB.

 

 

 

CobraNet

Πρόκειται για ένα από τα πρώτα πρωτόκολλα ψηφιακής μετάδοσης ήχου μέσω Ethernet (δημιουργήθηκε το 1996).

Τεχνικά χαρακτηριστικά:

• ελάχιστη latency 1.33 milliseconds
• 64 κανάλια για κάθε κόμβο (node)
• μέγιστη δειγματοληψία 96kHz
• μέγιστη ανάλυση 24 bits

Λειτουργεί σε στάνταρ γρήγορο Ethernet (100 Mbits/s).

Οι κατασκευαστές πρέπει να πάρουν άδεια για τη χρήση της συγκεκριμένης τεχνολογίας. Προϊόντα που χρησιμοποιούν το CobraNet είναι το και το Yamaha MY16-CII CobraNet network card για τους ψηφιακούς μίκτες και άλλες συσκευές. Whirlwind ESF digital snake

 

EtherSound

Δημιουργήθηκε από τη Digigram για να καλύψει ανάγκες σε γρήγορο Ethernet (100 Mbit/s) και Gigabit (1000 Mbit/s) Ethernet.

Τεχνικά χαρακτηριστικά:

• ελάχιστη latency 125 microseconds
• 512 συσκευές για κάθε κόμβο (node)
• μέγιστη δειγματοληψία 96kHz
• μέγιστη ανάλυση 24 bits

Οι κατασκευαστές πρέπει να πάρουν άδεια για τη χρήση της συγκεκριμένης τεχνολογίας. Τέτοια προϊόντα είναι:

• Yamaha SB168-ES EtherSound stage box (16-κανάλια ψηφιακού multi stage box),
• NAI48-ES 48- channel network audio interface
• το16κάναλο MY16-ES64v δίκτυο I/O card για ψηφιακούς μίκτες συμβατούς με EtherSound.

 

Το 2013 κάνει την εμφάνισή του ένα νέο πρωτόκολλο από την  Audio Engineering Society. To AES67.

Το AES67 είναι ένα τεχνικό πρότυπο για τη διαλειτουργικότητα ήχου μέσω IP και ήχου μέσω Ethernet (AoE). Πρόκειται για μια σουίτα πρωτοκόλλου επιπέδου 3 με βάση τα υπάρχοντα πρότυπα και έχει σχεδιαστεί για να επιτρέπει τη διαλειτουργικότητα μεταξύ διαφόρων συστημάτων δικτύωσης ήχου που βασίζονται σε IP, όπως RAVENNA , Livewire , Q-LAN και DANTE.

Το AES67 υπόσχεται διασύνδεση μεταξύ προηγουμένων ανταγωνιστικών δικτυακών συστημάτων ήχου και μακροπρόθεσμης διασύνδεσης ενός δικτύου μεταξύ συστημάτων. Παρέχει επίσης διαλειτουργικότητα με τεχνολογίες επιπέδου 2, όπως το Audio Video Bridging (AVB). Από τη δημοσίευσή του, το AES67 έχει εφαρμοστεί από πολλούς κατασκευαστές και έχει υιοθετηθεί από πολλούς άλλους.

 

2.4.2 Dante

DANTE: Ακρώνυμο για Digital Audio Network Through Ethernet.

 

Δημιουργήθηκε από την Audinate (Αυστραλία).

Τι είναι: ασυμπίεστη πολυκάναλη τεχνολογία δικτύωσης ψηφιακών μέσων.

Συνδυάζει πρωτόκολλα software, hardware και δικτύου.

Χρησιμοποιεί τεχνολογία standard Ethernet.

Τεχνικά χαρακτηριστικά:

• ελάχιστη latency 150 microseconds
• 1024 κανάλια για κάθε κόμβο (node) – Aπεριόριστος αριθμός nodes
• μέγιστη δειγματοληψία 192kHz
• μέγιστη ανάλυση 32 bits

Οι κατασκευαστές πρέπει να πάρουν άδεια για τη χρήση της συγκεκριμένης τεχνολογίας. Μέχρι τώρα πάνω από 200 κατασκευαστές έχουν συμβληθεί με την Audinate.

Επειδή το Dante χρησιμοποιεί στάνταρ Ethernet τα PC και τα Mac μπορούν να ενσωματωθούν στο σύστημα χωρίς επιπλέον συσκευές ή αντάπτορες.

Η Focusrite δημιούργησε την οικογένεια των RedNet με δυνατότητα χρήσης του πρωτοκόλλου Dante (βλέπε παρακάτω). Υπάρχουν επίσης οι κάρτες διεπαφής των Yamaha, Mackie, PreSonus, Allen & Heath, Behringer, TASCAM, Sound Devices και JoeCo που υποστηρίζουν το Dante και το σύστημα Aviom personal mixer/monitoring system που μπορεί να ενσωματωθεί στο δίκτυο Dante.

2.4.3 RedNet

Το RedNet δημιουργήθηκε από τη Focusrite.

Πρόκειται για μία οικογένεια ακουστικών διεπαφών (audio interfaces) που συνδέονται μέσω του πρωτοκόλλου Dante.

Με μία και μόνο σύνδεση δικτύου ανά κουτί, εκατοντάδες κανάλια 24 bit ήχου μπορούν εύκολα να μεταδοθούν σε πολλαπλούς χώρους και σε μακρινές αποστάσεις.

Δίνει επίσης πολλές επιλογές, όπως αναλογικό I/O, MADI, AES3 και άλλα φορμάτ.

Το RedNet δίνει δυνατότητα σύνδεσης με Mac και PC, έχει συμβατότητα με τα εργαλεία Avid Pro Tools και εύκολη διασύνδεση με τα προϊόντα που βασίζονται στο Dante.

Το RedNet συμπεριλαμβάνει:

• Το RedNet AM2 (compact stereo headphone ενισχυτής/studio monitor controller)
• Το RedNet 1 (8 αναλογικά audio in/out)
• Το RedNet 2 (16 αναλογικά audio in/out)
• Το RedNet 3 (32 ψηφιακά audio in/out σε διάφορα φορμάτ)
• Το RedNet 4 (8 εξ αποστάσεως ελεγχόμενοι προενισχυτές μικροφώνων)
• Το RedNet 5 (διεπαφή Pro Tools HDX)
• Το RedNet 6 (64 κανάλια MADI)
• διάφορες άλλες ψηφιακές διεπαφές και computer interfacing solutions.

Ένα σύστημα RedNet θα μπορούσε να είναι απλά το RedNet 1 συνδεμένο με ένα υπολογιστή σε οικιακό στούντιο ή ένα περίπλοκο συναυλιακό σύστημα αποτελούμενο από εκατοντάδες κανάλια ή μία πολυχωρική post–production με διεπαφές και δίκτυα σε ένα ολόκληρο κτίριο.

2.4.4 AVB

Ακρώνυμο για Audio Video Bridging.

Δημιουργήθηκε από το Institute of Electrical and Electronics Engineers και προωθήθηκε από την AVnu Alliance. Πρόκειται για ένα ανοιχτό πρωτόκολλο και οι κατασκευαστές δεν χρειάζεται να πάρουν άδεια για τη χρήση της συγκεκριμένης τεχνολογίας.

Κατασκευαστές όπως οι PreSonus, MOTU, Avid και άλλοι έχουν δημιουργήσει προϊόντα συμβατά με το AVB.

Λειτουργεί εξασφαλίζοντας και κατανέμοντας ένα μέρος του εύρους του Ethernet για χρήση από τα media της AVB.

Στα πλεονεκτήματά του συγκαταλέγονται:

• Ακριβής συγχρονισμός
• Διαχείριση δεδομένων για media streams
• Άδειες ελέγχου (έλεγχος των πομπών και δεκτών του συστήματος)
• Ταυτοποίηση των συσκευών που συμμετέχουν στο δίκτυο AVB που διασφαλίζει ποιότητα στο ακουστικό σύστημα.

Όλα τα “nodes” στο δικτυωμένο σύστημα μοιράζονται το ίδιο ρολόι και τα δεδομένα υφίστανται προσεκτική διαχείριση για να επιτευχθεί χαμηλή latency και να αποφευχθούν συγκρούσεις δεδομένων (data collisions).

Δεν υπάρχουν περιορισμοί στο πόσο μικρό ή μεγάλο πρέπει να είναι ένα δίκτυο AVB.

• ελάχιστη latency 250 microseconds
• μέγιστη διγματοληψία192kHz
• μέγιστη ανάλυση 32 bits κατασκευαστή.

2.4.5 MADI

RME κάρτα ήχου: 64 κανάλια εισόδου + 64 κανάλια εξόδου στα 24-bit 48kHz. 32 κανάλια εισόδου + 32 κανάλια εξόδου στα 24 bit 96kHz. 16 κανάλια εισόδου + 16 κανάλια εξόδου στα 24-bit 192kHz Εύρος: 2000m με οπτική ίνες (SFP) ή 100m  με ομοαξονικό χαλκού (75 Ohm bnc)

 

Ακρώνυμο για Multichannel Audio Digital Interface.

Δεν πρόκειται για ψηφιακό πρωτόκολλο ηχητικής δικτύωσης (όχι με τον τρόπο που το AVB και το Dante λειτουργούν σαν δίκτυα).

Με το MADI μπορούμε να δρομολογήσουμε μεγάλο αριθμό καναλιών από σημείο σε σημείο. Το πρωτόκολλο MADI υποστηρίζεται από συσκευές που είναι συμβατές με το Dante και το AVB, έτσι το MADI μπορεί να ενσωματωθεί σε ένα ηχητικό δίκτυο.

Στην αρχική του εκδοχή (γνωστή ως AES10 Audio Engineering Society standard communication protocol) επέτρεπε εκπομπή σε 56 κανάλια (αργότερα σε 64) ψηφιακού ήχου μέσω οπτικής ίνας σύνδεσης σε αποστάσεις μέχρι 3000 μέτρα και με sampling rate μέχρι 96kHz και μέγιστη ανάλυση στα 24-bit.

Έχει υιοθετηθεί από αρκετούς κατασκευαστές για να ικανοποιήσουν μεγάλο αριθμό καναλιών από τα κουτιά της σκηνής στους μίκτες, μεταξύ διαφορετικών χώρων και σε υπολογιστές και multitrack digital recorders.

Το MADI είναι ιδιαίτερα χρήσιμο για επαρκή μετάδοση πολλών καναλιών ψηφιακού ήχου σε σκηνή μεγάλης κλίμακας και εφαρμογές στούντιο.

 

2.4.6  Καλώδια μεταφοράς ψηφιακών σημάτων σε δίκτυα υπολογιστών.

 

Η λέξη cat αποτελεί συντομογραφία της λέξης Category.

Πρόκειται για τα στάνταρ των καλωδίων που μεταφέρουν ψηφιακό σήμα σε δίκτυα υπολογιστών έτσι όπως ορίστηκαν από  τον ANSI (American National Standards Institute).

Οι διαφορετικές κατηγορίες (“Cat 5,” “Cat 5e,”κτλ) υποδεικνύουν διαφορετικά τεχνικά χαρακτηριστικά.

Όλες οι κατηγορίες καλωδίων χρησιμοποιούν συνεστραμμένα ζευγάρια σύρμα μέσα στο καλώδιο. Μερικά είναι προστατευμένα, μερικά όχι.

Στην πράξη, το Cat 5 και το Cat 5e, είναι παρόμοια και υποστηρίζουν μέχρι 100MHz. Πολλά καλώδια Cat 5 φτάνουν τα τεχνικά χαρακτηριστικά του Cat5e, μόνο που το Cat5e έχει βελτιωμένα χαρακτηριστικά και υποστηρίζει ταχύτητες μέχρι 1000 Mbps (Gigabit Ethernet) στα 100 MHz  (1,000BASE–T), ενώ το Cat 5 υποστηρίζει μέχρι 100BASE–T.

Το Cat6 υποστηρίζει μέχρι 250MHz και βελτιωμένα τεχνικά χαρακτηριστικά σε σχέση με το Cat5e.

To Cat7 υποστηρίζει μέχρι 600MHz και ταχύτητες 10 Gbps

To Cat7a υποστηρίζει μέχρι 1000MHz και ταχύτητες 10 Gbps

To Cat 8 υποστηρίζει μέχρι 2000MHz και ταχύτητες 25Gbps

To Cat 9 με ταχύτητες μετάδοσης 40Gbps

 

2.5 Παραδείγματα χρήσης

Το BBC άρχισε να χρησιμοποιεί ηχητική συνεισφορά μέσω IP στη Σκωτία ως μέρος της ανάπτυξης του BBC Pacific Quay στη Γλασκόβη. Ένα παρόμοιο σύστημα έχει εγκατασταθεί στις Περιφέρειες της Αγγλίας και θα εγκατασταθεί στην Ουαλία και τη Βόρεια Ιρλανδία. Τα πακέτα ήχου αποστέλλονται χρησιμοποιώντας UDP μέσω του δικτύου Layer-3 του BBC. Για να μειωθεί η πιθανότητα αλλοίωσης του ήχου,  ποιότητα υπηρεσίας (QoS) έχει ρυθμιστεί ώστε να διασφαλίζει ότι τα πακέτα έχουν προτεραιότητα σε σχέση με την υπόλοιπη κυκλοφορία του δικτύου. Οι πλατφόρμες που χρησιμοποιούνται είναι το WorldNet Oslo για συνεισφορά και διανομή πολλαπλών καναλιών με το World Cast Horizon να αναπτύσσεται σε στερεοφωνικές τοποθεσίες.(2 κανάλια ήχου)

Το Audio over IP χρησιμοποιείται  και σε μεγάλες αθλητικές εκδηλώσεις.

 

• Περισσότεροι από 1000 κωδικοποιητές ήχου IP Barix χρησιμοποιήθηκαν για τη δικτύωση των διαφόρων χώρων των Αγώνων Κοινοπολιτείας του 2010 που φιλοξενήθηκαν στην Ινδία.
• Οι κωδικοποιητές όπως το Tieline i-Mix G3 χρησιμοποιούνται από το 2004 στους Ολυμπιακούς Αγώνες για ζωντανή αθλητική μετάδοση.
• Οι κωδικοποιητές έχουν επίσης τη δυνατότητα να στέλνουν ήχο μέσω ασύρματης IP, δηλαδή 3G και Wi-Fi, καθώς και άλλες μεταφορές ήχου όπως POTS, ISDN, Τηλεπικοινωνιακοί δορυφόροι και X.21, και
• Έχουν χρησιμοποιηθεί σε τουρνουά UEFA και FIFA World Cup.

Φορητοί κωδικοποιητές audio-over-IP είναι επίσης διαθέσιμοι ως εφαρμογές smartphone για την αποστολή υψηλής ποιότητας ήχου υψηλής ποιότητας μετάδοσης από απομακρυσμένους ιστότοπους σε στούντιο. Εφαρμογές όπως το Report-IT Live για iPhone

• μπορούν να στείλουν 15 kHz ποιότητας ζωντανού ήχου αμφίδρομα με αυτόματη αποθήκευση jitter, προώθηση διόρθωσης σφάλματος και απόκρυψη σφαλμάτων
• Μπορούν επίσης να στείλουν πολυκάναλο ηχογραφημένο υλικό ποιότητας 20 kHz από το τηλέφωνο στο στούντιο μέσω FTP.

Το Audio over IP χρησιμοποιείται επίσης σε επιστημονικές εφαρμογές, όπως το Neumayer Station στην Ανταρκτική, όπου οι κωδικοποιητές Barix IP Audio ψηφιοποιούν και μεταδίδουν το πλήρες ηχητικό φάσμα που συλλαμβάνεται από υδρόφωνα κάτω από το νερό στο Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research στη Γερμανία.

Στη χώρα μας πρόσφατα αναβαθμίστηκαν με την ψηφιακή τεχνολογία μετάδοσης του ήχου, το Μέγαρο μουσικής Αθηνών και το Δημοτικό θέατρο Πειραιά.

 

3. Συμπεράσματα

Η μετάβαση από την αναλογική στη ψηφιακή τεχνολογία στις αρχές του 2000 έχει αλλάξει τα τελευταία χρόνια τα δεδομένα στην αγορά του ήχου. Κυρίως λόγω της χρήσης δικτύων υπολογιστών και του διαδικτύου σε ατομικό ή συλλογικό επίπεδο, διευρύνοντας ακόμη περισσότερο τον τρόπο μεταφοράς ροών στερεοφωνικού ήχου ή πολυκάναλων μουσικών δειγμάτων σε πολύ υψηλές αναλύσεις και σε πραγματικό χρόνο, δίχως καθυστερήσεις, μέσω του διαδικτύου. Ο κοστοβόρος και βαρύς εξοπλισμός  της αναλογικής τεχνολογίας έχει αντικατασταθεί με πιό ελαφρύ εξοπλισμό, σε χαμηλότερο κόστος κτήσης και με  δυνατότητες απομακρυσμένου ελέγχου και συνεχή επιτήρηση των συστημάτων χάρις την ανάπτυξη εφαρμογών  που παρέχονται μέσα από τα προγράμματα των κατασκευαστών για λειτουργικά συστήματα Linux, Windows και Apple .

4. Εξωτερικοί Σύνδεσμοι

1. Βικιπαίδεια: Δίκτυα Υπολογιστών
2. Βικιπαίδεια: Πρωτόκολλο Ελέγχου Μετάδοσης/Πρωτόκολλο Διαδικτύου
3. Βικιπαίδεια: Audio over IP (με συνεισφορά μου στην ελληνική μετάφραση του λήμματος Ήχος μέσω IP , από τα Αγγλικά στο ΒΙΚΙΠΑΙΔΕΙΑ )
4. Διόφαντος Δίκτυα Υπολογιστών: Γ΄ Τάξη ΤΟΜΕΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΕΠΑ.Λ.
5. Dante audio networking ( Certificates 1,2,3 υλικό της Audinate για τη πιστοποίηση)
6. Tech Focus: Networked Audio — Where Live Sound Is Now

 

Μιχάλης Σπανός