Звуковое_оборудование – 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.

Dante — это протокол передачи звука по сети Ethernet, разработанный компанией Audinate. Dante упаковывает аудиоданные для их передачи внутри IP-пакета.

Раньше все AV-системы для передачи аудио- и видеосигналов требовали двухточечных физических соединений между устройствами, что было громоздко, неудобно и финансово невыгодно. Постепенно с развитием цифровых технологий австралийская компания Audinate внедрила в обиход такой инструмент как протокол Dante. Он заменил все сложные подключения компьютерной сетью, а управлять соединениями теперь стало возможно через ПО. С помощью Dante звук или видео передаются с цифровой точностью по сети Ethernet, практически без задержек и с идеальной синхронизацией.

Так как все устройства используют одну и ту же IP-сеть, сигналы могут передаваться между любыми объектами, независимо от того, где они расположены. Система Dante легко расширяется: достаточно просто подключить дополнительные устройства к любому доступному сетевому разъему и начать ими пользоваться.

Протокол Dante – это эволюция в сфере AV-систем, он объединил все предыдущие типы подключения в один. Dante обеспечивает высокую производительность, делает эти системы простыми в использовании и одновременно эффективными. Протокол может передавать сразу несколько сигналов с разными частотами, сохраняя их качество.

Как работает протокол Dante

Сегодня протокол Dante доступен производителям аудио- и видеопродукции в нескольких форматах, которые подходят для разных типов техники.

Производители аудиооборудования приобретают Dante в виде аппаратных модулей, микросхем, программного обеспечения. Они внедряют протокол в свою продукцию, начиная от одноканальных микрофонов и заканчивая массивными 500+ канальными вещательными консолями. AV-модуль Dante обеспечивает такую же функциональность для видеосигналов. Независимо от способа реализации, он гарантирует полную совместимость между устройствами.

Как это работает? Аппаратное или программное обеспечение Dante в устройстве принимает цифровой звук и «пакетирует» его. Звук сегментируется и распределяется по IP-пакетам, подходящим для передачи по стандартной IP-сети. В пакетах содержится информация о времени, а также сетевые адреса источника и получателя, что позволяет точно направлять их к месту назначения.

Когда устройство получает аудиопакеты Dante, оно реконструирует их обратно в непрерывный цифровой поток. В этом виде он воспроизводится, записывается или обрабатывается в зависимости от роли этого устройства в аудиосистеме. С помощью сети Dante звук воспроизводится на 100% без потерь, 24- или 32-битный, с частотой дискретизации от 44,1 кГц до 192 кГц.

Ту же работу Dante-AV выполняет и с видео: он принимает сжатые видеосигналы и преобразовывает их в IP-пакеты, которые используют те же механизмы синхронизации и управления, что и Dante-аудио.

Настраивать маршруты сигналов и другие параметры можно при помощи программного обеспечения Dante Controller. Все настройки сохраняются на отдельных устройствах Dante. Это позволяет им работать без подключения к компьютерам. Благодаря такой функции не нужно беспокоиться о переустановке маршрутов при перемещении системы или отключении питания.

Преимущества протокола Dante

Главный и самый важный плюс протокола Dante это то, что по сравнению с альтернативными способами передачи звука он может быть интегрирован в сеть, состоящую из обычных маршрутизаторов. Кроме того, Dante использует технологию нулевой конфигурации Zeroconf, таким образом поддерживая технологию PLUG&PLAY.

Другие основные преимущества протокола Dante:

Где применяют протокол Dante

Протокол Dante используется почти во всех типах современных AV-приложений, предназначенных для многоканальной передачи сигнала на расстоянии. Например, с его помощью можно дешево и качественно настроить корпоративную аудиотрансляцию в офисе, трансляцию во время конференций или передавать звук с компьютера из одного помещения на акустическую систему в другое.

Таким образом сеть Dante используют: