Войти
| CobraNet | |
|---|---|
 Логотип CobraNet | |
| Информация о производителе | |
| Производитель | Cirrus Logic |
| Дата разработки | 1996; 24 года назад (1996) |
| Сетевая совместимость | |
| Переключаемый | Да |
| Маршрутизируемый | No |
| Ethernet скорость передачи данных | Fast Ethernet |
| Характеристики звука | |
| Минимальная задержка | 1 ⁄ 3ms |
| Максимальное количество каналов на канал | 64 |
| Максимальная частота дискретизации | 96 кГц |
| Максимальная битовая глубина | 24 бита |
CobraNet представляет собой комбинацию программного обеспечения, оборудования и сетевых протоколов, предназначенных для доставки несжатого, многоканального, низкой задержки цифрового звука через стандартную сеть Ethernet. CobraNet, разработанная в 1990-х годах, широко известна как первая коммерчески успешная реализация аудио- поверх-Ethernet.
CobraNet была разработана и в основном используется в крупных коммерческих аудиоустановках, таких как конференц-центры., стадионы, аэропорты, тематические парки и концертные залы. У него есть приложения, в которых необходимо передавать большое количество аудиоканалов на большие расстояния или в разные места.
CobraNet - альтернатива аналоговому аудио, который страдает от ухудшения сигнала из-за длинных кабелей. из-за электромагнитных помех, высокочастотного затухания и падения напряжения. Кроме того, использование цифрового мультиплексирования позволяет передавать аудио с использованием меньшего количества кабелей, чем аналоговое аудио.
CobraNet была разработана в 1996 г. Boulder, Колорадо Peak Audio. Первоначально демонстрировалась система точка-точка со скоростью 10 Мбит / с с ограниченной пропускной способностью канала. Первой постоянной установкой CobraNet в этой ранней форме было обеспечение фоновой музыки в тематическом парке Disney's Animal Kingdom. Первое коммерческое использование CobraNet было во время шоу в перерыве на Super Bowl XXXI в 1997 году.
CobraNet впервые была представлена как совместимый стандарт в сотрудничестве с производителем QSC Audio Products. QSC был первым, кто лицензировал технологию Peak Audio и продавал ее под брендом RAVE. К этому моменту CobraNet перешла на fast Ethernet и использовала уникальную технику предотвращения коллизий для передачи до 64 каналов на каждый Ethernet. домен коллизий.
CobraNet впоследствии была расширена для поддержки и в конечном итоге потребовала коммутируемая сеть Ethernet. Добавлен агент SNMP для удаленного управления и мониторинга. Поддержка более высоких частот дискретизации, увеличенного битового разрешения и возможности уменьшения задержки были позже введены в инкрементальной и обратно совместимой манере.
В мае 2001 года Cirrus Logic объявила о приобретении активов Peak Audio. Используя технологию Cirrus DSP, была разработана и продана на рынок недорогая SoC реализация CobraNet.
Используя CobraNet и Fast Ethernet, 64 канала несжатого цифрового звука передаются по одному кабелю категории 5. При использовании вариантов гигабитного или оптоволоконного Ethernet стоимость прокладки кабеля на каждый аудиоканал еще больше снижается по сравнению с реализацией Fast Ethernet. Данные CobraNet могут сосуществовать с трафиком данных по существующим сетям Ethernet, поэтому единая сетевая инфраструктура может обслуживать распределение звука и другие сетевые потребности.
Маршрутизация звука может быть изменена в любое время с помощью сетевых команд и не требует переподключения.
Звук передается в цифровой форме и обеспечивает пониженную восприимчивость к электромагнитным помехам, перекрестным помехам, окраске и затуханию благодаря кабелю импедансу.
Использование Ethernet компанией CobraNet предлагает множество функций высокой доступности, таких как протокол связующего дерева, агрегация каналов и управление сетью. Для критических приложений устройства CobraNet могут быть подключены к сети с резервированием. В этой конфигурации, если одно устройство CobraNet, кабель или коммутатор Ethernet выходит из строя, другое начинает работать почти сразу.
Задержки в самой среде передачи CobraNet составляют не менее 1 ⁄ 3миллисекунд на обход сети. Для некоторых приложений эти задержки могут быть неприемлемыми, особенно в сочетании с дополнительными задержками, возникающими из-за времени распространения, обработки цифрового сигнала и преобразований между аналоговым и цифровой. Кроме того, лицензирование технологии или покупка необходимых интерфейсов CobraNet, которые кодируют и декодируют сигнал CobraNet, может быть дорогостоящим.
Простая блок-схема аудиосистемы, использующей технологию CobraNet. Красные линии обозначают аналоговые аудио сигналы, а зеленые линии обозначают стандартные сигналы Ethernet. CobraNet передается с использованием стандартных пакетов Ethernet. Вместо использования пакетов TCP / IP, CobraNet передает данные с помощью пакетов канального уровня, которые быстро проходят через концентраторы, мосты и коммутаторы, и они менее подвержены задержкам и проблемам QoS, которые обычно встречаются в протоколах потоковой передачи, использующих более высокий транспортный уровень. Однако, поскольку CobraNet не использует IP-протокол, его пакеты не могут проходить через маршрутизаторы, и поэтому его можно использовать только в LAN ; CobraNet нельзя использовать через Интернет. Сеть, по которой передается CobraNet, должна работать со скоростью не менее 100 Мбит / с. Все пакеты CobraNet идентифицируются уникальным идентификатором протокола Ethernet (0x8819), присвоенным Cirrus Logic.
CobraNet не предназначен для работы в беспроводных сетях. Проблемы с пропускной способностью и надежностью, связанные с типичными беспроводными сетями 802.11, как правило, вызывают частые отключения и ошибки. Однако беспроводную передачу данных CobraNet можно надежно выполнить с помощью лазеров.
Данные CobraNet организованы в каналы и пакеты. Типичный сигнал CobraNet может содержать до 4 пакетов аудио, перемещающихся в каждом направлении, всего 8 пакетов на устройство. В каждом пакете содержится до 8 каналов аудио 48 кГц, 20-бит, общая емкость составляет 64 канала. CobraNet в некоторой степени масштабируема, поскольку пропускная способность канала увеличивается при использовании 16-битного звука, а емкость канала уменьшается при использовании 24-битного звука. Количество каналов, разрешенных для каждого пакета, ограничено 1500-байтовым Ethernet MTU.
. Существует три типа пакетов: многоадресный, одноадресный и частный:
Пока пакеты многоадресной рассылки используются экономно, практически невозможно превысить пропускную способность сети 100 Мбит с CobraNet данные. Однако существуют ограничения на максимальное количество пакетов, которые могут быть отправлены в сети, поскольку проводник должен включать данные в свои пакеты битов для каждого пакета в сети, а пакет битов ограничен до 1500 байтов. Если каждое устройство передает один пакет, одновременно может быть активным до 184 передатчиков (всего 184 пакета). Если каждое устройство передает четыре пакета, то активными могут быть только 105 передатчиков, хотя они будут производить в общей сложности 421 активный пакет. Использование частных пакетов не требует дополнительных данных в бит-пакете, поэтому эти сетевые ограничения можно обойти, используя частные пакеты.
Сеть CobraNet синхронизируется с одной CobraNet устройство, известное как проводник. Приоритет проводника можно настроить, чтобы повлиять на выбор проводника. Среди устройств с одинаковым приоритетом проводника первым в сети становится выбранный проводник. Все остальные устройства называются исполнителями. В случае отказа проводника будет выбрано другое устройство CobraNet, которое станет проводником в течение миллисекунд. CobraNet не может функционировать без проводника.
При передаче и синхронизации CobraNet используются четыре основных типа пакетов:
Буферизация и передача аудиоданных в пакетах Ethernet обычно вызывают задержку в 256 отсчетов или 5 ⁄ 3 миллисекунд. Дополнительные задержки вводятся посредством аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразования. Задержку можно уменьшить, посылая более мелкие пакеты чаще. В большинстве случаев программист может выбрать желаемую задержку CobraNet для конкретного устройства CobraNet (5 ⁄ 3, 2 ⁄ 3 или 1 ⁄ 3 миллисекунды). Однако уменьшение задержки звука имеет последствия:
| Задержка | каналов на пакет | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 16 бит, 48 кГц | 20 бит, 48 кГц | 24 бит, 48 кГц | 16 бит, 96 кГц | 20 бит, 96 кГц | 24 бит, 96 кГц | |
| 5 ⁄ 3 мс | 8 | 8 | 7 | 5 | 4 | 3 |
| 2 ⁄ 3 мс | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 7 |
| 1 ⁄ 3 мс | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 |
Из таблицы задержки и количества каналов на комплект может показаться, что дополнительная информация может быть отправлена с меньшей задержкой. Однако это не так. На один пакет можно отправить больше каналов, но одно устройство может одновременно обрабатывать меньшее количество пакетов. Таким образом, хотя восемь 24-битных каналов 96 кГц могут быть отправлены в одном пакете с задержкой 1 ⁄ 3 мс, из-за ограничений обработки устройство CobraNet может вместо этого отправлять и получать только один пакет. из обычных четырех. Емкость связки устройств CobraNet уникальна для конкретного устройства и не всегда одинакова. Таблица количества каналов на комплект и задержки в тестовом примере показывает емкость комплекта для устройства AudiaFLEX-CM DSP. Столбцы Rx и Tx указывают абсолютное максимальное количество каналов, которые могут быть приняты или переданы. Столбец Rx / Tx представляет максимальное количество каналов, которые могут быть приняты и переданы одновременно.
| Каналы на пакет | 1 ⁄ 3 задержка в мс | 2 / 3 задержка в мс | 5 / 3 задержка в мс | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Rx | Tx | Rx / Tx | Rx | Tx | Rx / Tx | Rx | Tx | Rx / Tx | |
| 8 | 32 | 32 | 32/32 | 32 | 32 | 32/32 | 32 | 32 | 16/16 |
| 7 | 32 | 32 | 32/32 | 32 | 32 | 29/29 | 28 | 32 | 14/15 |
| 6 | 32 | 32 | 32/32 | 32 | 32 | 29/29 | 24 | 32 | 12/13 |
| 5 | 32 | 32 | 32/32 | 32 | 32 | 25/27 | 21 | 32 | 12/13 |
| 4 | 32 | 32 | 32/32 | 32 | 32 | 24 / 24 | 20 | 28 | 12/12 |
| 3 | 32 | 32 | 32/32 | 32 | 32 | 20/21 | 15 | 24 | 9/11 |
| 2 | 32 | 32 | 28/29 | 27 | 32 | 16/16 | 12 | 18 | 6/7 |
| 1 | 16 | 16 | 16/16 | 16 | 16 | 9/10 | 7 | 10 | 4/4 |
Интерфейсы CobraNet бывают нескольких разновидностей, некоторые из которых могут поддерживать больше каналов, чем другие. Кроме того, интерфейсы CobraNet имеют два порта Ethernet, помеченных как «первичный» и «вторичный». Необходимо подключить только основной порт Ethernet, но если подключены оба порта, последний действует как отказоустойчивый. Тщательный дизайн и топология сети, использующие эту функцию, могут обеспечить чрезвычайно высокую надежность в критически важных приложениях.
Типичными интерфейсами CobraNet, предоставляемыми Cirrus Logic, являются CM-1 и CM-2:
Обе карты предназначены для добавления к аудиопродукции производителем.
Cirrus Logic предоставляет программное приложение, известное как CobraCAD, которое помогает в проектировании сети, в которой будет работать система CobraNet. Это помогает определить, слишком ли много маршрутизаторов между двумя устройствами CobraNet, возможна ли определенная задержка с учетом конфигурации сети и других задач. Однако Cirrus Logic не предоставляет программное обеспечение для управления их оборудованием. Фактически, в простейших случаях конечному пользователю не требуется никакого программного обеспечения. Например, простой коммутационный блок , который преобразует сигнал CobraNet в восемь аналоговых аудиосигналов, потребует небольшой или нулевой настройки со стороны конечного пользователя, за исключением возможного выбора номера пакета. Если требуется конфигурация (например, в блоке DSP со встроенным вводом / выводом CobraNet), то производитель устройства обычно предоставляет для этой цели собственное программное обеспечение.
Один тип устройством, которое объединяет CobraNet, является аудио DSP. Поскольку динамики с автономным питанием стали более распространенными, Cobranet часто использовалась для распределения аудиосигнала от DSP. Эти устройства обычно получают звук от CobraNet (а часто и от других цифровых или аналоговых источников одновременно) и обрабатывают звук с помощью цифровых фильтров и эффектов (например, регулятор громкости, EQ, сжатие, задержка, кроссоверы и т. Д.), А затем выводят звук через CobraNet (или другие цифровые или аналоговые выходы). Некоторые ЦСП даже имеют встроенный телефонный гибрид и могут включать CobraNet и другие источники в приложение телеконференцсвязи.
Усилители со встроенной CobraNet помогают сохранить цифровую цепочку сигналов для более длинный промежуток. Усилители с входами CobraNet также могут иметь ограниченные возможности DSP и мониторинга сети.
Громкоговорители со встроенной CobraNet помогают сохранить цифровую цепь сигнала в течение еще более длительного периода. В типичном применении динамика без питания усилитель будет размещен далеко от динамика, а длинный кабель динамика (аналоговый) будет проложен между динамиком и усилителем. Кабель динамика будет подвержен помехам и потере сигнала из-за электрического сопротивления. Однако активный динамик , питаемый от электрического кабеля и оснащенный встроенными входами CobraNet, устраняет кабель динамика и заменяет его сетевым кабелем. Поскольку динамик будет использовать только один аудиоканал из пакета, многие динамики с CobraNet также будут иметь несколько аналоговых выходов для остальных каналов в комплекте, что полезно в приложениях кластера динамиков.
Многие цифровые микшерные пульты доступны с дополнительными интерфейсами CobraNet для увеличения пропускной способности канала и уменьшения количества кабелей.
Производители, которые хотят интегрировать подключение CobraNet в свои устройства, либо лицензируют технологии или приобретите интерфейсные модули или микросхемы CobraNet у Cirrus Logic. Многие производители звукового оборудования включают CobraNet в свои продукты. Ниже приведен частичный список:
