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    技術支持

    Dante 數字網絡音頻技術詳細介紹

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    Dante 的誕生

    Audinate 公司于 2003 年提出 Dante 數字音頻傳輸技術,Dante 協議是一個在標準的 IP 網絡上運行的現代化高性能數字媒體傳輸系統,Dante 協議基于 3 層的 IP 網絡技術,采用Zeroconf 協議,和傳統的 CobraNet 技術一樣,產品集硬件、軟件和通信協議為一體。為點對點的音頻連接提供了一種低延時、高精度和低成本的解決方案。

    與以往傳統的音頻傳輸技術相比,Dante 協議繼承了 CobraNet 與 EtherSound 所有的優點,如無壓縮的數字音頻信號,保證了良好的音質效果;解決了傳統音頻傳輸中繁雜的布線問題,降低了成本;適應現有網絡,無需做特殊配置;網絡中的音頻信號,都以“標簽”的形式進行標注等。


    Dante 的優勢

    和傳統的產品的不同之處是,Dante 已經跨越了二層網絡通信協議,完全采用更為先進和方便的 IP 三層通信協議, 并且可以通過對 Firmware 的升級, 直接過渡到 AVB

    (Audio Video Bridging)協議,這是非常重要的一步。Dante 技術允許在一個以太網線上同時發送和接收許多的音頻通道,并且避免了早期解決方案的復雜性和局限性。Dante 的低延遲和嚴格的同步播放,可以滿足最苛刻的音響系統的要求,并且與現有的 IT 設備的兼容性非常好。網絡中的音頻信號,都以“標簽”的形式進行標注等。同時具備自身獨特的優勢:

    1.?更小的延時。在 100M?網絡帶寬,總傳輸音頻通道為 3?個時,延時僅為 34?s。Dante

    系統可自動調節可用的網絡帶寬,以便將延時時間降低到最小。

    2.?采用了 IEEE1588?精密時鐘協議進行時鐘同步。

    3.?采用了 zeroconf(ZeroConfigurationNetworking)協議,利用自動配置服務器自動檢查接口設備、標識標簽以及區分 IP?地址等工作,無需啟動高層級別的 DNS?或者 DHCP?服務, 同時節省了復雜的手工網絡配置。

    4.?網絡的高兼容特性。Dante?技術可以允許音頻信號和控制數據以及其他不相干的數據流共享在同一個網絡中而不受干擾,用戶可以最大限度的利用現有網絡而無需為音頻系統建立專網。如,在 Dante?網絡中可以加入現有的普通 TCP/IP?設備(PC?機等),或者一些音頻處理軟件等。

    5.?自愈系統。為了避免意外導致的音頻傳輸中斷,Dante?系統可以設定多重自我修復機制,例如時鐘丟失、網絡故障等。

    6.?音 頻 通 道 的 傳 輸 模 式 可 以 是 單 播 或 是 多 播 。 Dante?技 術 可 以 通 過 IGMP

    (InternetGroupMessageProtocol)進行管理,可根據接收點的需要過濾或屏蔽廣播音頻通道, 這使得多播音頻的路由變得可控。

    擴聲系統中必然存在設計和安裝復雜、布線成本高、易受干擾等問題,且后期的系統升級、 ??擴展、管理、維護也較困難。需一種易用性更強、管理方便、傳輸信號質量更高和高效的音頻解決方案替代原來的方案。Dante?數字音頻傳輸技術正是為適應網絡傳輸需要而發展起來的一種音頻傳輸技術,是現代網絡化電聲建設的首選解決方案之一。這些獨特的優勢,將成為 Dante 技術在專業音頻領域及其他工程領域的奠基石。


    Dante 音頻傳輸技術

    目前的 IT 產業中有很多網絡技術可供選用,但以太網仍然是最為穩定可靠和廣泛 使用的協議。所以 Audinate 將 Dante 運行于以太網上也成了合理的、迎合市場的選擇。Dante 音頻傳輸技術可以任由音頻信號在以太網中使用 TCP/IP 方式任意傳送,而且在這個過程中保持了信號的精確還原。

    Dante 提供一個簡化的,自配置,真正的即插即用的使用標準的互聯網協議超過 100 MB 和/或千兆以太網的數字音頻網絡。Dante 是建立在全球網絡標準,包括互聯網協議-不只是以太網。借助真正的 IP 路由,Dante 技術可以在網絡上能夠任由傳輸專業質量的音頻和高清晰度的視頻。

    Dante 協議支持千兆網在單一的鏈接上支持 512?512 48KHz/24Bit 個音頻通道,也就是共1024 個雙向通道。對于 96KHz/24Bit 的音頻數據流,信道容量減半;百兆網在單一的鏈接上支持 48?48 48KHz/24Bit 個音頻通道,也就是共 96 個雙向通道。對于 96KHz/24Bit 的音頻數據流,信道容量減半;Dante 協議支持 48KHz 和 96KHz 兩種音頻采樣率,具體根據不同廠家、不同系列的產品的不同而不同。


    Dante 原理

    采用 Audinate 公司新推出的 Dante-MY16-AUD 卡將其插到語音服務器主機上,并與交換機相連,如下圖所示,即可實現基于 Dante 技術的數字音頻傳輸。真正實現了音頻網絡達到“即插即用”的功能,方便那些不了解任何網絡技術的人。

    Dante 數字網絡音頻技術詳細介紹.png

    Dante 技術使用的是以太網,被認為是第四層(傳輸層)的技術。它在音頻傳輸時 使用UDP,在以太網傳輸的音頻路由上使用 IP,一般稱為以太網上的 UDP/IP 協議。

    Dante 數字網絡音頻技術詳細介紹1.png

    音頻信號通過語音服務器轉換成 UDP/IP 網絡信號并傳送到網絡中,音頻信號以數據包的形式在網上路由到任意的其他語言服務器,并轉換成模擬信號提供給揚聲器或者記錄設備。 ??對于一些處理設備,如數字處理器和數字混音臺等,則無需數字/模擬轉換,而是直接在網絡環境中處理數據包,并以相同的 UDP/IP 數據包返回網絡中供其它設備使用。在這個過程中,每個設備不需要關心自己的信號要路由到哪里去,也無需關心這些信號是從哪里來,這大大減輕了斷點設備的配置復雜性。全部的路由可以由一個專用的軟件,使用一一對應的通道名稱就可以完成整個路由過程。


    時鐘同步

    Dante 系統采用了 IEEE1588 精密時鐘協議進行時鐘同步。IEEE1588 協議的基準時鐘采用一種選舉方式來確定哪個設備成為基準時鐘發生器(MasterClock)和備用時鐘發生器,網路中的每個音頻設備都緊密跟蹤這個基準時鐘,基準時鐘采用絕對時間標識。下圖為時鐘同步分發的結構圖。

    數字音頻信號的傳送必須疊加上一個采樣時鐘信號才可以傳遞,這個采樣信號是來自它自身的時鐘振蕩器,但是這個振蕩器必須時刻地和主時鐘 ( Master Clock)進行同步,如果出現了偏差,Dante 會自動調節本地時鐘的增加或減少以保持與網絡基準主時鐘同步。由于Dante 使用的這個 IEEE1588 精密時鐘協議可以達到很低抖動的采樣率(例如 256 倍超采樣),所以才能真正做到高音質低延時。

    Dante 數字網絡音頻技術詳細介紹2.png

    Dante POE 音響

    在一個數字音頻系統中,POE 產品是一個終端型節點,提供數字音頻系統的回放功能。

    POE 產品 2 大特色是:

    一是使用 Dante 數字音頻接口、二是 POE 網絡供電推動功放模塊。

    1、由于每個設備只需要一根網線,因此每個設備的布線更為簡單和便宜;以太網供電和音頻數據傳輸整合,實現線纜布局簡單、符合以太網工程規范

    2、音頻傳送實現數字化、網絡化、系統擴張性強,且可實現跨城域甚至全球部署的音頻系統組網

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    3、分布式的數字音頻系統:多個輸入輸出設備的大音頻系統中,音頻設備連接去中心化、通過軟件實現“軟連接”。

    4、透過 Dante 接口,保證了網絡音頻數據的延遲指標極優、且單網線終端承載的音頻通道數量達到 64 通道輸入、64 通道輸出。

    5、Dante 網絡特性確保了全系統的高性能,高品質音頻傳輸,以及統一的集中管理

    6、使用 DanteController 軟件可以輕松實現全網絡 Dante 設備發現、全網絡音頻路由配置。獲得 Audinate 公司認證的兼容軟件也可操控本模塊路由

    7、POE 網絡布線采用以太網線承載使用 50V 直流供電方式,無高壓交流電布線的種種限制、更好滿足場所安全防火等規范。

    8、免去了 AP 插座和適配器,使工作環境更安全、整潔,成本也更低

    9、需求場景可靈活選擇,維護方便,整機全封閉無風扇設計,可以減少系統維護次數

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    結束語

    Dante 數字音頻傳輸技術依靠其自身強有力的優勢廣泛應用于專業音響行業、廣播系統、電話會議系統、樓宇智能音頻系統、人型運動會等行業。音頻傳輸正在向數字化、網絡化發展。Dante 網絡音頻技術代表了未來音頻傳輸技術的發展方向。


    廣州市聲拓電子有限公司

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