PHAENON accurate

AVB: Audio Video Bridging (аудио-видео мост)

 

Текущая ситуация

В настоящее время мы фактически имеем следующие «стандарты» для потоковой передачи данных с контроллера лазерного шоу на лазерный проектор:

  1. Аналоговые данные, подключение "точка-точка" через кабель ILDA DB25
  2. Цифровая потоковая передача через Ethernet с использованием текущего сетевого оборудования с проприетарными протоколами, такими как IDN или от других поставщиков

Другим решением, которое не входит в эту категорию, но использует преимущество Ethernet, является распределенный контроллер, например, контроллер Lasergraph DSP, встроенный в лазерный проектор.

Преимуществом аналоговой потоковой передачи является ее легкость в использовании и настройке: подключите кабель, и все готово!
Недостаток также ясен: поскольку возможны только соединения «точка-точка», необходимы длинные многожильные кабели в большом количестве.

Цифровая потоковая передача через унаследованный Ethernet пытается преодолеть технологию аналогового потокового вещания, однако имеет некоторые серьезные недостатки:

  • В унаследованной сети нет понятия «время» и нет необходимости помогать синхронизации.
  • Задержки непредсказуемы, поскольку нет ограничений, установленных в сети. Важность надежной доставки данных выше, чем время доставки данных.
  • Сама сеть не предотвращает перегрузку сети, если присутствует слишком много устройств, а полоса пропускания становится слишком узкой. Протоколы более высокого уровня, такие как TCP/IP, стараются избежать перегрузки путем дросселирования и ретрансляции удаленных пакетов, что приводит к возможным задержкам. Возможные конфликты IP-адресов требуют базовых знаний IT.

Типичным способом решения проблем является буферизация, ... чем больше, тем лучше ... но чрезмерная буферизация может вызвать нежелательные или неприемлемые задержки. Некоторые пытаются «управлять» сетью на более высоком уровне или навязывать строго определенные, негибкие частные решения.

Что такое AVB?

AVB означает Audio Video Bridging (аудио-видео мост) и является протоколом для передачи данных, для которых важно время передачи, через Ethernet, например, для потоковой передачи аудио- и видеоданных. AVB был разработан целевой группой IEEE 802.1 AVB. IEEE - это организация, поддерживающая Ethernet, которая определяет все стандарты и протоколы для Ethernet. Целевая группа начала свою работу в 2007 году, выпустив стандарт AVB в 2011 году. Первые устройства на базе AVB стали доступны в 2014-2015 годах. AVB продвигается и поддерживается альянсом AVnu, чденами которого являются Cisco, Meyer sound и многие другие.

 

Терминология AVB 

Для облегчения коммуникации о сетях AVB используется следующая терминология:

  • Stream - это «трубка», которая содержит один или несколько каналов аудио- или видеоданных в облаке (сети) AVB. Лазерные данные рассматриваются и используются как многоканальные аудиоданные.
  • Talker - устройство в сети, которое отправляет контент
  • Listener - устройство в сети, которое может получать контент
  • Controller - устройство в сети, которое настраивает и подключает Talkers и Listeners в облаке AVB
  • Entity - устройство или часть программного обеспечения

Примеры:

Talker:  Это может быть микрофон, цифровой аудио/видео плеер, устройство 24-канального аналогового ввода Motu 24Ai или адаптер AVA LaserAnimation ILDA 2 AVB.

Listener: Это может быть громкоговоритель, цифровой аудио/видеомагнитофон, «звуковая карта», например, устройство 24-канального аналогового вывода Motu 24Ao, адаптер ILDA LaserAnimation AVB 2 или лазерный проектор PHAENON Accurate (в ближайшее время появятся другие PHAENON).

Controller: Часть программного обеспечения, которая легко соединяет Talkers с Listeners без каких-либо знаний IT. Контроллер может быть автономным программным обеспечением или включен в устройство AVB.

 

Каковы преимущества AVB?

AVB - это протокол для передачи данных через Ethernet (например, потоковое аудио, видео, лазер). Он основан на четырех стандартах IEEE 802.1: резервировании полосы пропускания, конфигурации, формировании трафика и синхронизации.

  • Синхронизация
    AVB был создан для синхронизации звука и изображения то есть аудио и видео).
    Все устройства AVB синхронизированы с общим часовым генератором. Потоки могут включать в себя время представления, то есть время, когда должен быть представлен тон, видеокадр или лазерное изображение. Это также работает, если различные потоки (например, аудио, лазер и видео) перемещаются по разным дорожкам с разными частотами дискретизации!Если два устройства выдают один и тот же поток, они точно блокируются в своем воспроизведении, даже если потоки перемещаются на разные расстояния по разному количеству переключателей. Конечный джиттер ниже 1 us.
  • Надежность без конфигурации инфраструктуры
    Профессиональная аудио/видео сеть, особенно при передаче данных лазерных кадров, нуждается в надежной передаче без каких-либо дефектов, таких как всплывающие окна, клики, видео- или лазерные пропуски и другие артефакты.
    У AVB есть опытный "IT-парень", встроенный в протокол: «он» управляет, проверяет и резервирует запрошенную полосу пропускания для каждого потока до того, как поток стартует. Если полоса пропускания доступна, она блокируется для этого потока по всему пути до тех пор, пока поток не будет явно выпущен, когда он больше не используется; «он» также обеспечивает своевременную доставку потоковых данных через сеть.
    Регулярный ненагруженный трафик (например, TCP/IP) не может мешать потокам AVB и может использоваться как обычно для связи с лазерным проектором с помощью LAToolbox.
    Около 75% полосы пропускания зарезервировано для трафика AVB с бесконфликтным потоком, оставляя 25% для старого трафика.
  • Низкий уровень задержки
    В отличие от устаревших сетей с непредсказуемыми задержками по времени, AVB гарантирует максимальную задержку в 2 мс по семи коммутаторам (переключателям) в сети 100 Мбит, поэтому на конечном узле (listener) необходим только очень маленький буфер. С современными разрешениями гигабитного Ethernet задержки можно практически полностью избежать.
  • Публичный стандарт
    IEEE 802.1 AVB является общедоступным стандартом; он свободен от роялти и открыт для кого угодно.

 

Как AVB помогает с установкой лазерного дисплея?

  • AVB может значительно сократить использование проводов и сделать установку гораздо более универсальной: например, контроллеры лазерных шоу могут переключаться на разные установки лазерных проекторов без каких-либо переустановок аппаратных переключателей или тому подобное.
  • AVB - это новая технология, которая, несомненно, станет стандартом в аудио/видео сетях любого масштаба или окружающей среды: лазер отлично интегрируется в эти сети.
    Когда сети AVB станут общими, лазерные данные и все другие мультимедийные данные могут перемещаться по одной и той же сети с идентичными свойствами.
  • В стационарных установках, где всегда идут одни и те же шоу, нужен многоканальный плеер на основе цифрового программного обеспечения. Шоу могут быть легко сделаны в стандартном формате, так как все настройки, зависящие от местоположения (размер, смещение, цвет, геометрическая коррекция), выполняются и сохраняются в лазерном проекторе.
  • Облако AVB легко управляемо: оно сразу сообщает, если устройство (например, лазерный проектор) отсутствует, а сменное устройство можно легко установить без специальных настроек.
  • AVB - это абсолютно профессиональное решение по доступной цене.
  • AVB находится в дальнейшей разработке IEEE, в настоящее время группой, переименованной в IEEE TSN (Time Sensitive Network), что свидетельствует о важности этой новой технологии, выходящей за рамки аудио/видео медиа-потоков.

 

Что такое топология облака AVB?

  • Потоки AVB могут передаваться от точки к точке (например, от Lasergraph DSP к проектору) или от точки к нескольким точкам (например, от Lasergraph DSP к нескольким проекторам). Если устройства AVB оснащены двумя интерфейсами LAN, они могут быть подключены последовательно, без необходимости переключения.
    Обычная AVB-топология формируется подсетями в форме звезды со специальным AVB-переключателем на любом узле.
    Облака AVB предназначены для сетей, охватывающих по размеру весь диапазон от автомобильных сетей на небольших домашних сетях до крупных сетей размером в стадион или парк. Облако AVB может быть частью более устаревшей сети, однако функции AVB доступны только в облаке AVB.
  • Устройства соотносятся с их уникальным MAC-адресом. LaserAnimation владеет подгруппой MAC-адресов, поэтому устройства, созданные LaserAnimation, легко идентифицируются по имени.

 

Какое сетевое оборудование необходимо?

AVB использует те же провода, что и устаревший Ethernet (CAT 5, CAT 6, Fiber) с одинаковыми ограничениями длины провода (100 м для проводных соединений между устройствами и переключателями).

Для AVB требуются специальные AVB-переключатели, которые легко доступны (например, от Motu). Эти переключатели не стоят дороже, чем другие переключатели хорошего качества, и скоро цены будут ниже.

В случае с контроллером лазерного шоу с аналоговым выходом ILDA, как, например со стандартным Lasergraph DSP, вам понадобится адаптер ILDA 2 AVB.

В случае с лазерным проектором с аналоговым входом ILDA, как например, стандартным проектором PHAENON, вам понадобится адаптер ILA LaserAnimation AVB 2; дополнительно к DA-конверсии этот адаптер имеет дополнительные функции, такие как геометрическая коррекция и многое другое.

Для подключения Mac вы можете использовать AVB напрямую, потому что Apple уже поддерживает AVB в операционной системе. Вы также можете использовать разъем AVB LaserAnimation USB 2, который выступает в качестве шлюза для нескольких проекторов.

Для подключения ПК под управлением Windows необходим USB-разъем LaserAnimation USB 2, поскольку Windows как обычно опаздывает и пока еще не имеет встроенного в операционную систему AVB.

 

Какие данные используются?

LaserAnimation использует многоканальный формат аудиофайлов AIFF для хранения связанных с лазерным дисплеем данных, то есть, X, Y, цвет (где цвет может быть любыми данными от одного цвета до цветов R Y G C B).
Файлы AIFF можно просто записывать в идеальном качестве с любого аналогового сигнала ILDA или преобразовывать из фрэйм-файлов ILDA. Не требует заботы будущее использование записанных данных в плане размера или цвета: все эти параметры вместе с, например, геометрической коррекцией, могут быть изменены и установлены в лазерном проекторе (с помощью программного обеспечения LA Toolbox), в котором будут представлены данные.
LaserAnimation использует медийный транспортный протокол IEEE 1722 для потока данных лазерного дисплея. Лазерный проектор обозначается как звуковая карта или некоторые каналы звуковой карты, поэтому данные лазерного дисплея также могут генерироваться программным обеспечением, используемым для создания и манипуляции звуком, например, Ableton live, Cubase, Max MSP, VVVV или тому подобное.

 

Каковы частота дискретизации и точность?

Аудиопотоки AVB используют частоту дискретизации 48 кГц, 96 кГц, 192 кГц и выше, что достаточно для всех технических требований к лазерному дисплею даже для пунктирных линий и т.п. (однако в настоящее время мы ограничиваем частоту до 192 кГц из-за используемых ADC/DACs).

 

Сколько лазерных проекторов можно использовать в облаке AVB?

Нестандартная сеть 100 Мбит может поддерживать 9 независимых потоков стерео-аудиоданных, то есть 18 каналов. Из-за меньших накладок она может поддерживать поток из 45 каналов, которые могут обслуживать, например, 9 лазерных проекторов XYRGB. Одноцветные лазерные проекторы нуждаются в меньшем количестве каналов и расходуют ни одну доступную полосу пропускания. Теперь представьте себе обычную сеть 1 Гбит или одну из будущих сетей 100 Гбит!

Продукция

L
M
S