Акустическая_система– Статьи

Еще 5 лет назад никто не оспаривал разделение по ролям: Dante — для аудио, NDI — для видео. Но прогресс не стоит на месте. Сегодня Dante — полноценная AVoIP-платформа с гораздо более сложной экосистемой из аппаратных решений и программных продуктов.

Отличаются ли принципы передачи аудио- и видеосигналов в сети Dante? Если коротко: нет, но сжатие и задержка при работе с аудио и видео не будут одинаковыми. Этот вопрос мы рассматривали в статье на Хабре.

Сейчас давайте сосредоточимся на компонентах сети Dante и примерах применения программных решений.

Аппаратная часть сети Dante

• Собственные чипы и модули
  Ключевые решения — FPGA-модули Brooklyn 2 и Brooklyn 3, а также аудиочипы серии UXT-01 (наследники Dante Ultimo). Используются производителями профессионального AV-оборудования
• Встраиваемые программно-аппаратные решения для OEM
  Позволяют интегрировать Dante AV в оборудование на SoC с поддержкой H.264 / H.265 (Dante AV-H), сертифицированных FPGA (Dante AV Ultra) или SoC AST1530/1535 (Dante AV-A)
• Адаптеры Dante AVIO от Audinate
  Решают проблему подключения внешних устройств к сетям Dante. В линейке есть адаптеры с аналоговыми входами / выходами, USB-C, Bluetooth и цифровыми интерфейсами AES3

Программные продукты

• Dante Via, Dante Virtual Soundcard (DVS) и DVS Pro
  Эти программы позволяют использовать ПК как сетевое Dante-устройство — без физического чипа. Последняя версия DVS Pro поддерживает до 128 входов и выходов при 96 кГц, работу в виртуализированных средах и передачу до 64 потоков между совместимыми устройствами.
• Dante Controller
  Приложение с бесплатной лицензией обнаруживает Dante-совместимое оборудование, позволяет маршрутизировать аудио и видео, управлять параметрами задержки и создавать пресеты распределения сигналов в сети.
• Dante Domain Manager (DDM)
  Управляющее ПО для работы с разветвленными AV-сетями, группировки устройств, в том числе из разных подсетей, подключения резервного сервера и удаленного мониторинга. Поддерживает 256-битное шифрование Dante Media Encryption (DME).
• Dante Director
  Платформа для удаленного управления и мониторинга сетей Dante в облаке. Функционал включает настройку политики DME, доступ к Dante Managed API, интеграцию с Dante Controller, маршрутизацию AV-потоков между подсетями.
• Dante Connect
  Облачная платформа для удаленной передачи и обработки аудиосигналов, ориентирована на централизованное управление распределенным аудиопроизводством.
• Dante Embedded Platform (DEP)
  Программный стек, позволяющий интегрировать Dante в устройства на базе Linux с архитектурами ARM Cortex-A и x86. Совместим с Dante Controller и DDM.
• Dante Studio
  Комплект программ, предназначенный для обработки видеосигналов Dante на ПК без использования платы захвата. Включает Virtual Camera для передачи видео с совместимых PTZ-камер в приложения для ВКС; Screen Share для отправки изображения с экрана на дисплей; Video Viewer для мониторинга в реальном времени.

Практически любое устройство с портом Ethernet может стать частью сети Dante либо c помощью программных инструментов, либо за счет сравнительно недорогой прошивки для SoC или чипсета OEM-производителя.

Что это значит на практике: три способа применения программных возможностей Dante

Dante Virtual Soundcard + Dante Controller

Задача

Организовать презентацию или онбординг удаленных сотрудников по ВКС с использованием корпоративной аудиосистемы.

Пример реализации

• Загрузка DVS превращает рабочий ноутбук с ОС Windows / Mac OS в полноценное Dante-аудиоустройство, способное
• Отправлять и принимать аудиосигналы из сети Dante без внешнего аудиоинтерфейса
• Через Dante Controller администратор настраивает маршрутизацию аудиопотоков, чтобы звук с микрофонов
• Конференц-зала поступал на ноутбук сотрудника (через виртуальную звуковую карту DVS), а звук из клиента ВКС —
• Выводился на акустику зала
• В настройках ноутбука DVS выбирается как основное устройство ввода и вывода звука

Что в итоге

Для удаленных слушателей качество звука будет сопоставимо с качеством радиовещания.

Dante Via

Задача

Воспроизводить фоновую музыку на ресепшн и передавать служебные объявления в переговорные и рабочие кабинеты без сложного дорогого оборудования.

Пример реализации

• Dante Via позволяет передавать звук между аппаратными Dante-устройствами и программными приложениями как на локальном компьютере, так и по сети Dante
• Администратор может управлять маршрутизацией звука через графический интерфейс приложения (в простом сценарии «Dante Via + ПК / ноутбук + колонки Dante» нет необходимости использовать Dante Controller)
• Если во всех рабочих зонах установлены акустические системы с поддержкой Dante (настенные колонки, потолочные динамики), они будут автоматически обнаружены Dante Via в локальной сети и доступны для маршрутизации
• Через интерфейс Dante Via можно развернуть сеть аудио вещания по офису, управлять источниками звука и назначать, какие рабочие зоны будут слышать музыку и уведомления

Что в итоге

Простая и понятная система управления звуком с возможностью направлять аудиопотоки из разных приложений на ноутбуке / ПК в нужные зоны офиса.

Dante Domain Manager (DDM)

Задача

На одном этаже офисного здания расположены конференц-зал и несколько переговорных. Допустим, конференц-зал и переговорные находятся в разных подсетях для повышения безопасности. Необходимо обеспечить маршрутизацию аудиосигналов между подсетями, разграничить права доступа, наладить мониторинг оборудования и запись мероприятий.

Пример реализации

Безопасность и контроль доступа

• Dante Domain Manager создает домены доступа для каждой зоны (переговорные, конференц-зал) и позволяет настраивать уровни прав доступа для пользователей
• IT-отдел получает полный доступ ко всей Dante-сети этажа
• Пользователи входят в систему через личные логины и пароли и пользуются ограниченными правами

Маршрутизация аудио между подсетями
С помощью Dante Domain Manager администратор может связать конференц-зал и переговорные, которые находятся в разных подсетях. Например, чтобы записывать мероприятия, которые одновременно проводятся в разных помещениях, на один центральный сервер.

Управление оборудованием

• Dante Domain Manager объединяет все аудиоустройства в единую систему управления
• Технический персонал получает доступ через интерфейс Dante Domain Manager и может управлять всеми устройствами из любой точки здания
• Сотрудник технической службы может подключиться с планшета и оперативно переназначить маршруты звука между помещениями, не заходя в серверную

Мониторинг и уведомления

• Все действия пользователей сети Dante (входы, изменения маршрутизации, ошибки) фиксируются
• В случае конфликтных ситуаций или технических сбоев администратор может просмотреть, кто и когда изменил конфигурацию системы
• Системный администратор получает уведомления о критических сбоях: отключении оборудования, обрыве соединений или изменении маршрутизации

Что в итоге

Каждый пользователь действует только в своей зоне компетенций, это снижает риск случайных ошибок. Мероприятия в разных помещениях могут проводиться одновременно без аудиопомех и задержек в сети Dante. IT-персонал может внести изменения и устранить сбой из любой точки офиса. Dante Domain Manager обеспечивает стабильную и безопасную работу всей аудиосистемы этажа.

Оборудование с поддержкой Dante

DSP-аудиоматрица Ивента АП88Д

Аудиоматрица принимает до 8 каналов несжатого цифрового аудио по протоколу Dante, выполняет DSP-обработку и маршрутизирует аудиопотоки в системе; до 8 каналов могут быть переданы обратно в сеть, на усилитель или внешнюю акустику с поддержкой Dante.

Набор интерфейсов универсальный: кроме 8х8 каналов Dante аудиоматрица поддерживает 8 аналоговых входов / выходов и аудиоканал USB.

Аудиопроцессор S-Track TIGER Dante XD88N

Мощный аудиопроцессор с 32-битным DSP, 24-битным аналого-цифровым / цифро-аналоговым преобразователем (АЦП / ЦАП) и поддержкой 8х8 каналов Dante. Все функции DSP — матричное микширование, AEC, AGC, подавление обратной связи и шумов — настраиваются в ПО TIGER XD88N Control Software. Маршрутизация каналов в системах Dante выполняется через Dante Controller.

DSP-процессоры более ранней серии S-Track TIGER D88N управляют аудиопотоками в зале-трансформере «Вкусно — и точка», многофункциональной переговорной «Мосспортразвитие» и переговорной ГИАП.

Адаптер Ивента АД22С

Сетевой адаптер на базе Dante Ultimo 2x2 предназначен для двусторонней передачи аудиосигналов между USB-устройствами и сетью Dante. Устройство обеспечивает преобразование между 2-канальным USB-аудио и 2-канальным цифровым аудио Dante, поддерживает PoE и питание через порт USB-C.

Акустическая система S-Track EAGLE Dante ZDP34

Акустическая система S-Track EAGLE Dante ZDP34 поддерживает питание по технологии PoE и обеспечивает передачу несжатого аудио по протоколу Dante. Через сеть Dante передается 24-битовый аудиосигнал с частотой дискретизации 44,1 кГц или 48 кГц, а также сигналы управления.

В переговорной ГИАП акустические колонны S-Track EAGLE Dante ZDP34 и микрофонный массив Shure MXA710 работают в единой сети Dante с четкой синхронизацией и двусторонней передачей аудио с фиксированной задержкой.

Yamaha ADECIA

Это комплексное решение для конференц-связи, включающее потолочный микрофонный массив RM-CG, конференц-процессор RM-CR, сетевой коммутатор и активный линейный массив с поддержкой PoE. Все компоненты системы поддерживают Dante. ADECIA динамически отслеживает голоса участников и передает цифровой аудиосигнал без сжатия, практически без задержки (~ 1 мс) и с безупречной синхронизацией.

Первая в России система Yamaha ADECIA была установлена специалистами «Смарт-АВ».

Цифровой аудиопроцессор Tesira FORTE DAN VT

Tesira FORTE DAN VT — аудиоплатформа класса серверов, поддерживающая 32 двунаправленных канала передачи медиаданных по протоколу Dante. Конфигурация системы выполняется через программное обеспечение Tesira Software. После отправки системного файла в устройство Tesira, доступные каналы Dante автоматически заполняются в Dante Controller для правильной маршрутизации аудиопотоков.

Почему Dante стал доминирующей IP-технологией для передачи аудио, а в будущем — возможно, и видео

• Единая среда передачи
  В Dante физическая точка подключения не имеет значения. Пока все устройства подключены к одной локальной сети, AV-сигналы могут быть доступны в любой ее точке. Маршрутизация настраивается в программном обеспечении, а не переключением физических кабелей (можно обойтись без матричного микшера).
• Синхронизация сигналов с точностью до микросекунды
  Dante использует PTP IEEE 1588 и синхронизирует устройства в сети с более высокой точностью, чем протоколы, которые опираются на NTP (Network Time Protocol). Временные метки встроены в пакеты аудио и видео, то есть принимающие устройства понимают, когда именно воспроизвести полученные данные. Задержка в сети Dante предсказуемая и согласованная.
• Маршрутизация на уровне программного обеспечения
  В сети Dante маршрутизация AV-сигналов может быть выполнена без аппаратного матричного коммутатора. В базовом варианте управления через Dante Controller интерфейс реализован в формате матрицы приемников и передатчиков сигналов. Переключение аудиопотока с одного устройства на другое осуществляется одним кликом.
• Гибкость и масштабирование
  Гибкость технологии Dante позволяет строить системы разного масштаба — от небольших инсталляций (переговорные, конференц-залы для ВКС) до распределенных сетей на уровне целых зданий и комплексов. Для более сложных задач в инфраструктуре Dante есть и оборудование (с протоколом работают 600+ производителей), и программные инструменты — DDM, Dante Studio, Dante Connect.
• Экономическая целесообразность
  Сигналы Dante могут передаваться с другими типами сетевого трафика без каких-либо проблем с пропускной способностью сети. В большинстве случаев нет необходимости в масштабной модернизации — Dante совместим со стандартными коммутаторами и маршрутизаторами Ethernet.
• Простое подключение и настройка
  Если сеть используется исключительно для AoIP, рутинные задачи (передача и маршрутизация аудиосигналов) могут быть решены с помощью ноутбука с установленной виртуальной звуковой картой Dante Virtual Soundcard и неуправляемого сетевого коммутатора. Самое привлекательное в этом сценарии — подключение plug & play.

Как видите, в среде Dante есть все условия для создания устойчивых профессионально спроектированных AV-систем.

Средняя переговорная комната — самое типичное и часто встречающееся помещение в любой организации. Обычно, это комната, рассчитанная на 8-10 человек, имеющая площадь до 35-40 квадратных метров и высоту потолков не более 4 метров.
В центре комнаты размещается стол переговоров, на стене висит телевизор или реже проекционный экран с проектором.

Основных сценариев использования средней переговорной комнаты два. Это:
1) проведение локальных встреч с клиентами и партнерами с презентацией каких-либо материалов и их совместного обсуждения;
2) проведение удаленных совещаний с клиентами и партнерами посредством видеоконференцсвязи.

В идеале, переговорная комната должна давать возможность работы обоих сценариев. Поэтому в ней должно присутствовать следующее оборудование:

1) Средство отображения. Служит для показа локальных презентаций и видео от удаленных участников.
Оптимальным для этой цели является ЖК-панель с настенным или напольным креплением. Диагональ панели зависит от расстояния до самого дальнего участника и для средней комнаты составляет 55-60 дюймов. Яркость ЖК-панели выбирается в зависимости от уровня освещенности комнаты. Стандартная яркость бытовых ЖК-панелей составляет 350-500 кандел, в то время как яркость профессиональных панелей начинается от 500 кандел. Для оснащения переговорных комнат рекомендуем отдавать предпочтение профессиональным ЖК-панелям в силу следующих факторов:

а. Повышенная яркость для работы в ярко освещенных помещениях;
б. Возможность круглосуточной или длительной работы без выгорания жидких кристаллов;
в. Улучшенный алгоритм обработки динамических изображений;
г. Тонкая рамка и привлекательный внешний вид.

2) Видеокамера. Служит для съемки присутствующих в комнате людей и передачи изображения удаленным участникам через средства видеоконференцсвязи.
Оптимальным решением для средней комнаты является поворотная (PTZ) видеокамера с оптическим увеличением и управлением с пульта ДУ. Современные поворотные камеры передают картинку с качеством FullHD и подключаются напрямую к компьютеру по интерфейсу USB 2.0/3.0. А с помощью пульта дистанционного управления видеокамера наводится на нужную точку комнаты или переключается в заранее сохраненные положения (пресеты).
Для средней комнаты достаточно будет 10-ти или 12-кратного оптического увеличения, которое позволит захватывать изображение каждого участника в портретном режиме.
Стандартное размещение такой камеры — на ЖК-панеле или на настенном креплении.

3) Устройство захвата звука. Служит для качественного захвата звука от всех присутствующих в комнате участников. Пожалуй, это самая важная часть оборудования, поскольку без качественного разборчивого звука не удастся ни одно совещание.

Так как в средней переговорной комнате обычно собирается до 8-10 человек, для захвата звука отлично подойдут спикерфоны - комбинированные устройства с широконаправленной диаграммой захвата звука и встроенным динамиком, подключающиеся к компьютеру по стандартным интерфейсам.
Спикерфоны, один или более, располагаются на столе переговоров и захватывают звук в радиусе 1.5-2 метров. При этом звук от удаленных участников выводится через встроенные в спикерфоны динамики.
Кроме спикерфонов, качественный захват звука обеспечивают настольные или потолочные микрофонные массивы.

4) Устройство озвучивания комнаты или, проще говоря, акустические системы. Для средней комнаты для озвучивания можно использовать встроенные в ЖК-панели динамики мощностью 10 Вт каждый или внешние корпусные или потолочные колонки.

5) Устройство совместного доступа. Служит для отображения информации с компьютеров, ноутбуков и смартфонов участников совещания на одной или двух ЖК-панелях и совместной работы с ними.
Современные устройства презентаций, как правило, беспроводные, в большинстве случаев не требуют установки драйверов или специальных приложений (либо эта установка сделана максимально простой и прозрачной для пользователя), работают с большинством современных операционных систем — Windows, MacOS, Linux, iOS, Android.
Широко известно устройство Barco ClickShare - беспроводная система показа презентаций, которая позволяет вывести на экран информацию с компьютера, к которому подключена специальная кнопка Barco.

6) Программный терминал. Центральная точка системы. К нему подключаются перечисленные выше устройства, на нем же устанавливается клиент видеоконференцсвязи (Skype, Yealink vc desktop, Skype4business, Zoom, Mind и др.). В последнее время особенно популярны компьютеры в компактных корпусах, например, Intel NUC или HP Slice. За счет малых размеров эти компьютеры можно разместить за ЖК-панелью или на полочке под ней. Не смотря на свои малые размеры такие компьютеры оснащены мощными Intel-процессорами последних поколений и богатым набором интерфейсов usb, hdmi, line/in/out и др.

Далее приведем несколько готовых решений для оснащения типичной средней переговорной комнаты, которые мы подготовили на основе своего богатого опыта и большом количестве реализованных проектов.

В предлагаемых комплектах для всех готовых решений общими будут являться следующие рекомендуемые элементы:
1) Профессиональная ЖК-панель LG 65UH5E с диагональю 65 дюймов, разрешением 3840х2160 (4K UltraHD), яркостью 500 кд/м² и встроенными динамиками с суммарной мощностью 20 Ватт. Панель монтируется с помощью настенного кронштейна или на напольную стойку, если монтаж на стену невозможен.
2) Программный терминал HP Slice, который будет размещен на настенной полке под ЖК-панелью или в шкафу;
3) Устройство совместного доступа Mersive Solstice Pod, которое позволяет транслировать информацию со своих мобильных устройств и ноутбуков на большой дисплей, используя беспроводную сеть. Блок управления Mersive Solstice Pod размещается на настенной полке под ЖК-панелью или в шкафу.

Каждый из этих элементов может быть заменен на другие модели оборудования или исключен из состава комплектов.

Комплект 1.

В состав комплекта входят следующие дополнительные компоненты:
1) Профессиональная поворотная FullHD видеокамера SmartCam A12U3 с креплением на телевизор. Видеокамера подключается к программному терминалу по интерфейсу USB 3.0, обеспечивает 12-кратное оптическое увеличение и имеет угол обзора 72°. Камера умеет запоминать свои положения и быстро переключаться между ними с пульта дистанционного управления, входящего в комплект поставки.
2) Комплект спикерфонов Sennheiser TC-W Set Tray, состоящая из четырех беспроводных устройств и стационарной зарядной станции, которая вдобавок выполняет функцию хаба. Преимуществом данной системы является ее быстрое развертывание, простая настройка и отличное качество звука. Система подключается к программному терминалу, любому компьютеру или смартфону через Bluetooth, через USB или 3,5-мм аудио разъем.

Комплект 2.

В состав комплекта входят следующие компоненты:
1) Профессиональная поворотная FullHD видеокамера SmartCam M10U2 с креплением на телевизор. Видеокамера подключается к программному терминалу по интерфейсу USB 2.0, обеспечивает 10-кратное оптическое увеличение и имеет угол обзора 62.2°. Камера умеет запоминать свои положения и быстро переключаться между ними с пульта дистанционного управления, входящего в комплект поставки.
2) Микрофонная и акустическая система Yamaha YVC-1000 с двумя микрофонами. В системе микрофоны и динамик разделены на разные блоки, что позволяет организовать непринужденное и комфортное общение. При этом динамик может быть расположен близко к ЖК-панели, что обеспечивает естественное слияние аудио и видео, а микрофоны располагаются на столе переговоров. Система подключается к программному терминалу, любому компьютеру или смартфону через Bluetooth или через USB.

Комплект 3.

В состав комплекта входят следующие компоненты:
1) Профессиональная поворотная FullHD видеокамера SmartCam A12U3 с креплением на телевизор. Видеокамера подключается к программному терминалу по интерфейсу USB 3.0, обеспечивает 12-кратное оптическое увеличение и имеет угол обзора 72°. Камера умеет запоминать свои положения и быстро переключаться между ними с пульта дистанционного управления, входящего в комплект поставки.
2) Для захвата звука используются система Biamp Devio CR-1С с дополнительным высокочувствительным потолочным микрофонным массивом Biamp Devio DСM-1. Центральный блок подключается по интерфейсу USB непосредственно к программному терминалу, а микрофонные массивы с помощью крепежного элемента крепятся на потолке. Данное решение удобно тем, что освобождает стол переговоров от какого-либо оборудования и проводов.
3) Для озвучивания помещения рекомендуем использовать два подвесных громкоговорителя Biamp Desono P6-SM, которые обеспечивают высокое качество звука в сочетании с широкой зоной покрытия. Данное оборудование позволяет сократить число динамиков в помещении, при сохранении хорошего уровня разборчивости речи.

Комплект 4.

Этот комплект кроме высокого качества захвата звука от всех присутствующих в помещении, обеспечивает также автоматическое наведение системы видеокамер на активного говорящего, обеспечивая максимально динамичные видеокоммуникации. В комплект входят следующие компоненты:
1) Интеллектуальная двухкамерная система SmartCam А12 Voice Tracking с функцией автоматического отслеживания участников. Автоматически наводится на говорящего без применения дополнительных устройств и совместима со всеми популярными системами видеоконференцсвязи. Фокусировка и увеличение изображения выступающего реализованы за счет использования технологий позиционирования звука и интеллектуального анализа видео. Это позволяет четко увидеть выражение лиц выступающих, их мимику и жесты, а также повышает вовлеченность всех участников в ход совещания. Двухкамерная система SmartCam A12 Voice Tracking непрерывно сканирует помещение и управляет камерами для правильного отображения каждого участника. Как только какой-либо участник начинает говорить, система плавно увеличивает его изображение.
2) Для захвата звука используются два настольных микрофонных массива Biamp Parlé TTM-X с центральным аудио процессором Tesira FORTE AVB VT4. Инструменты аудиоплатформы, такие как: технология эхоподавления AEC, маршрутизация и микширование сигналов, эквалайзер, фильтры и динамическая обработка,- обеспечивают наилучшее качество звука. Микрофонные массивы Biamp Parlé TTM-X оснащёны технологией Beamtracking с четырьмя зонами по 90 градусов и обеспечивают покрытие в 360 градусов в залах для проведения встреч и совещаний.
3) Для озвучивания помещения рекомендуем использовать два подвесных громкоговорителя Biamp Desono P6 с очень компактным усилителем мощности Biamp AMP-450P, которые обеспечивают высокое качество звука в сочетании с широкой зоной покрытия. Данное оборудование позволяет сократить число динамиков в помещении, при сохранении хорошего уровня разборчивости речи.

Конечно, вариантов гораздо больше. Мы лишь привели, так сказать, отправные точки, которые можно использовать при оснащении своих переговорных, заменяя любые элементы решений аналогичными или дополняя их. А если вам нужна наша помощь, звоните прямо сейчас нам по телефону +7 (495) 481-29-92 или пишите нашим консультантам в чат или на почту sales@smart-av.ru.

За отличные иллюстрации огромная благодарность нашему дизайнеру Анне Пчелинцевой