Dante 数字网络音频

北京大田天韵音响设备有限公司2018-12-06 14:37:02

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Dante 的诞生

Audinate 公司于 2003 年提出 Dante 数字音频传输技术,Dante 协议是一个在标准的 IP

网络上运行的现代化高性能数字媒体传输系统,Dante 协议基于 3 层的 IP 网络技术,采用

Zeroconf 协议,和传统的 CobraNet 技术一样,产品集硬件、软件和通信协议为一体。为点对点的音频连接提供了一种低延时、高精度和低成本的解决方案。

与以往传统的音频传输技术相比,Dante 协议继承了 CobraNet 与 EtherSound 所有的优点,如无压缩的数字音频信号,保证了良好的音质效果;解决了传统音频传输中繁杂的布线问题,降低了成本;适应现有网络,无需做特殊配置;网络中的音频信号,都以“标签”的形式进行标注等。

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Dante 的优势

和传统的产品的不同之处是,Dante 已经跨越了二层网络通信协议,完全采用更为先进和方便的 IP 三层通信协议, 并且可以通过对 Firmware 的升级, 直接过渡到 AVB

(Audio Video Bridging)协议,这是非常重要的一步。Dante 技术允许在一个以太网线上同时发送和接收许多的音频通道,并且避免了早期解决方案的复杂性和局限性。Dante 的低延迟和严格的同步播放,可以满足最苛刻的音响系统的要求,并且与现有的 IT 设备的兼容性非常好。网络中的音频信号,都以“标签”的形式进行标注等。同时具备自身独特的优势:

1. 更小的延时。在 100M 网络带宽,总传输音频通道为 3 个时,延时仅为 34µs。Dante

系统可自动调节可用的网络带宽,以便将延时时间降低到最小。

2. 采用了 IEEE1588 精密时钟协议进行时钟同步。

3. 采用了 zeroconf(ZeroConfigurationNetworking)协议,利用自动配置服务器自动检查接口设备、标识标签以及区分 IP 地址等工作,无需启动高层级别的 DNS 或者 DHCP 服务, 同时节省了复杂的手工网络配置。

4. 网络的高兼容特性。Dante 技术可以允许音频信号和控制数据以及其他不相干的数据流共享在同一个网络中而不受干扰,用户可以最大限度的利用现有网络而无需为音频系统建立专网。如,在 Dante 网络中可以加入现有的普通 TCP/IP 设备(PC 机等),或者一些音频处理软件等。

5. 自愈系统。为了避免意外导致的音频传输中断,Dante 系统可以设定多重自我修复机制,例如时钟丢失、网络故障等。

6.   音 频 通 道 的 传 输 模 式 可 以 是 单 播 或 是 多 播 。 Dante 技 术 可 以 通 过 IGMP

(InternetGroupMessageProtocol)进行管理,可根据接收点的需要过滤或屏蔽广播音频通道, 这使得多播音频的路由变得可控。

扩声系统中必然存在设计和安装复杂、布线成本高、易受干扰等问题,且后期的系统升级、   扩展、管理、维护也较困难。需一种易用性更强、管理方便、传输信号质量更高和高效的音频解决方案替代原来的方案。Dante 数字音频传输技术正是为适应网络传输需要而发展起来的一种音频传输技术,是现代网络化电声建设的首选解决方案之一。这些独特的优势,将成为 Dante 技术在专业音频领域及其他工程领域的奠基石。

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Dante 音频传输技术

目前的 IT 产业中有很多网络技术可供选用,但以太网仍然是最为稳定可靠和广泛 使用的协议。所以 Audinate 将 Dante 运行于以太网上也成了合理的、迎合市场的选择。Dante 音频传输技术可以任由音频信号在以太网中使用 TCP/IP 方式任意传送,而且在这个过程中保持了信号的精确还原。

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。

Dante 协议支持千兆网在单一的链接上支持 512✕512 48KHz/24Bit 个音频通道,也就是共

1024 个双向通道。对于 96KHz/24Bit 的音频数据流,信道容量减半;百兆网在单一的链接上支持 48✕48 48KHz/24Bit 个音频通道,也就是共 96 个双向通道。对于 96KHz/24Bit 的音频数据流,信道容量减半;Dante 协议支持 48KHz 和 96KHz 两种音频采样率,具体根据不同厂家、不同系列的产品的不同而不同。

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Dante 原理

采用 Audinate 公司新推出的 Dante-MY16-AUD 卡将其插到语音服务器主机上,并与交换机相连,如下图所示,即可实现基于 Dante 技术的数字音频传输。真正实现了音频网络达到

“即插即用”的功能,方便那些不了解任何网络技术的人。

Dante 技术使用的是以太网,被认为是第四层(传输层)的技术。它在音频传输时 使用

UDP,在以太网传输的音频路由上使用 IP,一般称为以太网上的 UDP/IP 协议。

音频信号通过语音服务器转换成 UDP/IP 网络信号并传送到网络中,音频信号以数据包的形式在网上路由到任意的其他语言服务器,并转换成模拟信号提供给扬声器或者记录设备。   对于一些处理设备,如数字处理器和数字混音台等,则无需数字/模拟转换,而是直接在网络环境中处理数据包,并以相同的 UDP/IP 数据包返回网络中供其它设备使用。在这个过程中,每个设备不需要关心自己的信号要路由到哪里去,也无需关心这些信号是从哪里来,这大大减轻了断点设备的配置复杂性。全部的路由可以由一个专用的软件,使用一一对应的通道名称就可以完成整个路由过程。

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时钟同步

 Dante 系统采用了 IEEE1588 精密时钟协议进行时钟同步。IEEE1588 协议的基准时钟采用一种选举方式来确定哪个设备成为基准时钟发生器(MasterClock)和备用时钟发生器,网路中的每个音频设备都紧密跟踪这个基准时钟,基准时钟采用绝对时间标识。下图为时钟同步分发的结构图。

数字音频信号的传送必须叠加上一个采样时钟信号才可以传递,这个采样信号是来自它自身的时钟振荡器,但是这个振荡器必须时刻地和主时钟 ( Master Clock)进行同步,如果出现了偏差,Dante 会自动调节本地时钟的增加或减少以保持与网络基准主时钟同步。由于

Dante 使用的这个 IEEE1588 精密时钟协议可以达到很低抖动的采样率(例如 256 倍超采样),所以才能真正做到高音质低延时。

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Dante POE 音响

在一个数字音频系统中,POE 产品是一个终端型节点,提供数字音频系统的回放功能。

POE 产品 2 大特色是:

一是使用 Dante 数字音频接口、二是 POE 网络供电推动功放模块。

1、由于每个设备只需要一根网线,因此每个设备的布线更为简单和便宜;以太网供电和音频数据传输整合,实现线缆布局简单、符合以太网工程规范

2、音频传送实现数字化、网络化、系统扩张性强,且可实现跨城域甚至全球部署的音频系统组网


3、分布式的数字音频系统:多个输入输出设备的大音频系统中,音频设备连接去中心化、通过软件实现“软连接”。

4、透过 Dante 接口,保证了网络音频数据的延迟指标极优、且单网线终端承载的音频通道数量达到 64 通道输入、64 通道输出。

5、Dante 网络特性确保了全系统的高性能,高品质音频传输,以及统一的集中管理

6、使用 DanteController 软件可以轻松实现全网络 Dante 设备发现、全网络音频路由配置。获得 Audinate 公司认证的兼容软件也可操控本模块路由

7、POE 网络布线采用以太网线承载使用 50V 直流供电方式,无高压交流电布线的种种限制、更好满足场所安全防火等规范。

8、免去了 AP 插座和适配器,使工作环境更安全、整洁,成本也更低

9、需求场景可灵活选择,维护方便,整机全封闭无风扇设计,可以减少系统维护次数

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 结束语

Dante 数字音频传输技术依靠其自身强有力的优势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、人型运动会等行业。音频传输正在向数字化、网络化发展。Dante 网络音频技术代表了未来音频传输技术的发展方向。

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