Внимание
В связи с расширением штата и новыми проектами, компания Аваллон открывает новую вакансию программист C#.

Ваш город

Разработка сетевых аудио продуктов на основе RAVENNA

На сегодняшний день на рынке представлено много приборов совместимых с протоколом Dante от Audinate. Но в этой статье мы рассмотрим технологию RAVENNA, ее особенности, а также узнаем об усилиях по достижению совместимости с AES67.

Фото Разработка сетевых аудио продуктов на основе RAVENNA

Акцент мы сделаем на разработке этой технологии и ее реализации. Но сначала следует отметить очень важную вещь – с момента публикации ранних статей применение нового стандарта AES67 для потоковой передачи аудио по сети (AoIP) уже стало реальностью. Совместно с Livewire+ от Telos Alliance, технология RAVENNA, возможно, наиболее близко подошла к протокольной совместимости со спецификациями AES67, поэтому сейчас обсуждаемая технология продвигается под названием RAVENNA/AES67. Однако целью данной статьи является рассмотрение только RAVENNA, изучение ее открытого принципа, отсутствие патентного лицензирования и полной совместимости со стандартом AES67-2013/2015.

Возможности RAVENNA в производстве

В мире профессионального звукового оборудования, где невозможно переоценить роль компьютеров и программного обеспечения, главный вопрос реализации аудио сетей – это возможность работы в разных операционных системах. Преимуществом здесь стало использование интерфейса Ethernet, который является общим практически для всех нынешних компьютеров.

Фото Разработка сетевых аудио продуктов на основе RAVENNA

Для более продвинутых и требовательных продуктов формата «рабочая станция» различные производители предлагают всевозможные OEM-решения. Например, французская компания Digigram была ключевым поставщиком аудио-сетевых плат для компьютеров PC еще со времен CobraNet и EtherSound. Сегодня Digigram предлагает собственный продукт LX-IP –PCIe-плата для компьютеров на базе Windows и Linux, которая является высокоэффективным средством для передачи 256-канального аудио через RAVENNA. Платы Digigram LX-IP позволяет производителям создавать готовые продукты для потоковой передачи RAVENNA и AES67 через устройства, поддерживающие интерфейс PCIe.

Звуковые платы Digigram LX-IP PAVENNA обладают чрезвычайно низким показателем запоздания на – до одного семпла на пакет, это около 3 мс, поэтому данная плата идеально подходит для интенсивного аудио продакшна, либо автоматизированных процессов в радио- и ТВ-трансляциях с использованием многоканального цифрового интерфейса MADI. Данное решение от Digigram включает в себя также такие преимущества, как матричный свитч 128х128, РТР-синхронизацию Grandmaster и оптимальное резервирование благодаря двум подключениям Gigabit Ethernet с управлением через веб-интерфейс и протокол EMBER+.

Для компаний, специализирующихся на высокоэффективной интеграции в существующее оборудование (микшерные консоли и т.д.) существует предложение от ALC NetworX – это SoM-плата COMi.MX. Данное устройство включает 256 входных/выходных каналов (при частоте дискретизации 44,1/48 кГц – 128х128), MADI- и TDM-подключение (64 канала), восемь I2S-каналов, вход/выход AES3, встроенная аудио-матрица 256х256 и два порта Gigabit Ethernet для резервирования. Данное решение на базе RAVENNA поддерживает частоту дискретизации до 192 кГц и полностью поддерживает AES/EBU и AES67 с минимальным системным запозданием – до одного семпла на пакет.

Плата COMi.MX работает от одного источника питания (4,75 – 15 В), имеет вход/выход для Word Clock на двух гнездах BNC, а также систему UART для поддержки управления через RS-232, порт JTAG, порт USB 2.0 (А/В), периферийный интерфейс SPI, и даже многоцелевой порт GPIO.

Для объектов с небольшим количеством задействованных аудио каналов швейцарская компания Archwave Technologies предлагает различные аппаратные SoM-решения, среди которых плата UNet Standard на 32 канала, UNet Compact га 16 каналов (от 44,1 до 96 кГц), UNet Mini на 4 канала (от 44,1 до 96 кГц), а также более продвинутый вариант – UNet Centre на 128 каналов (будет анонсирована в 2016 году). Все эти платы могут работать с частотами дискретизации 44,1, 48, 88,2 и 96 кГц.

Фото Разработка сетевых аудио продуктов на основе RAVENNA

Двухканальная плата UNet Mini наиболее оптимально подходит для интеграции в различные продукты. Данная модель обеспечивает передачу посредством AES67/RAVENNA, при этом имея компактные размеры и невысокую стоимость, как и вся линейка AudioLan компании Archwave Technologies. Устройства AudioLan – это готовый программно-аппаратный продукт для профессионального применения в сетях AES67. Модуль UNet Mini принимает два цифровых аудио потока в формате I2S и конвертирует их в AES67/RAVENNA для дальнейшей передачи сигнала через Ethernet. Данный модуль также включает в себя EthernetPHY, а также ряд входов/выходов для управляющих сигналов, включая интерфейс шины SPI, два порта UART (для MIDI), а также восемь GPIO. Модуль поддерживает частоты дискретизации 44,1, 48, 88,2 и 96 кГц. UNet Mini отличается компактностью – его габариты составляют 40 х 44 мм. Для простоты настройки эта плата работает по технологии uLink, т.е. имеет одну кнопку и несколько индикаторов, которые вкупе позволяют установить и проверить подключение к другим устройствам в сети.

Дополнительно к UNet Mini компания Archwave Technologies может поставить набор для тестирования UNet Mini Evaluation Kit, который включает два модуля UNet Mini и две платы UNet Mini Base – все это позволяет оценить возможности этих модулей. Возможно проверить RAVENNA-совместимую потоковую передачу аудио через AES67 Ethernet, с опциональной поддержкой CopperLan. Этот комплект имеет разъем для крепления модуля UNet Mini, а также включает Ethernet-трансформер с разъемами RJ45, два небалансных аудио входа, два небалансных аудио выхода, вход/выход MIDI, порт отладки RS-232, вращаемый и нажимной энкодер, а также кнопки и индикаторы для настройки и управления.

Подобно существующим модулям UNet Compact (16 аудио каналов) и UNet Standard (32 аудио канала), UNet Mini можно настраивать и управлять через веб-браузер, используя интуитивно понятный интерфейс от Archwave Technologies. Все описанные модули, выполненные на программном обеспечении uConnect, построены на базе сетевого протокола CopperLan, что упрощает настройку.

Более молодой поставщик технологий, предлагающий высокотехнологичные решения – это Covelox (Канада). Данная компания предлагает совместные, основанные на FPGA, встраиваемые решения в области чувствительных к задержкам сетей для передачи аудио, видео и управляющих сигналов. Все это позволяет производителям обращаться к возможностям AVB- и IP-подключения на базе Ethernet и задействовать ту же платформу.

Платформа BACH от Coveloz – единственное решение с поддержкой RAVENNA/AES67 и AVB. Ассортимент продукции включает три специальные платы, набор для разработки и платформу API, причем это оборудование доступно как для штучной продажи, так и в виде лицензии. Решение под названием Coveloz BACH-minuet SoC поддерживает 16х16 каналов, BACH-allegro SoM расширяется до 128х128 каналов, а BACH-canon SoM – до 512х512 каналов – все платформы поддерживают частоты дискретизации 44,1, 48, 96, 192 и даже 384 кГц.

Программные средства RAVENNA

Также существует ряд специальных средств для компаний, которые работают в области реализации программной обработки и встраиваемых систем. RAVENNA поддерживается на любом персональном компьютере с портом Ethernet и установленным программным обеспечением с поддержкой RAVENNA. К таким решениям относится ALC NetworX RAVENNA Virtual Sound Card – бесплатная программа для Windows 7, 8.1 и 10, которая поддерживает конфигурацию 8х16 каналов (при 44,1/48 кГц), а также Lawo Jade Virtual Sound Card (VSC) с поддержкой 64х64 канала (при 44,1/48 кГц), работающая под Windows 7, 8.1, 10, а также Windows Server. Компания Lawo также предлагает приложения Jade Engine и Jade Engine Pro для Windows 7, 8.1 и 10, которые поддерживают конфигурации 8х8 и 64х64 (при 44,1/48 кГц) соответственно.

Приложение виртуальной звуковой платы Lawo позволяет полностью интегрировать аудио-данные Windows в сети AoIP без применения внешних аппаратных интерфейсов. Такая система передает 64-канальный двунаправленный поток RAVENNA и AES67 в оборудование на базе Microsoft Windows и обеспечивает при этом различные драйверы WDM и ASIO, которые могут быть загружены несколькими программами одновременно. Также она включает продвинутый конвертер частот дискретизации, работающий в реальном времени, который гарантирует стабильное воспроизведение контента с разными частотами.

Компания Merging Technologies предлагает ряд программных продуктов, включающих драйверы ASIO и CoreAudio, которые обеспечивают совместимость с их аппаратными интерфейсами (для Mac и Windows). Также эта компания является разработчиком программы Pyramix – полнофункциональной многоканальной звукозаписывающей программы и редактора с поддержкой до 384 каналов при 44,1 кГц, а PCM-записи до 384 каналов и DXD-записи для производства формата DSD.

Результатом плодотворной деятельности компании стало появление нового драйвера CoreAudio, который свободно доступен для всего сообщества AES67. Этот драйвер, заменивший RAVENNA/AES67 Virtual Audio Device, полностью совместим с RAVENNA и AES67-поддерживающими устройствами, обеспечивая простой способ использования большинства сетевых аудио устройств совместно с платформой Mac. Virtual Audio Device можно бесплатно скачать с сайта Merging Technologies. Эта программа поддерживает работу с 64 входными/выходными каналами при 44,1/48 кГц. Также ее можно расширить до полнофункциональной лицензированной версии с поддержкой частот дискретизации до 384 кГц, а также формата DSD256.

Поскольку RAVENNA является открытой технологией, вся необходимая документация для любой реализации находится в публичном доступе на отдельном сайте RAVENNA Network, а за единоразовую комиссию можно получить опцию API от ALC NetworkX.

Для компаний, стремящихся к собственным разработкам или специфическим проектам, компании ALC NetworX, Coveloz и Archwave Technologies готовы предоставить полную инженерную поддержку. Существует полностью задокументированные проекты, которые доступны благодаря этим компаниям. Среди них вы можете найти весь исходный код описательного языка VHSIC для FPGA, а также исходный код CC++ для создания специфических конструкций, или портов для реализации в новые продукты в соответствии с требованиями по производительности. Все эти средства также включают в себя полноценную среду Linux и средства разработки.

Зачем использовать RAVENNA?

Сетевая технология RAVENNA была представлена компаниями Lawo и ALC NetworX, последняя была основана в октябре 2007 года в Мюнхене (Германия), причем для нее был создан собственный R&D-отдел. В отличие от Dante, технология RAVENNA является открытой и основанной на существующих стандартах, которые поддерживаются многими партнерскими компаниями, несмотря на ведущую роль ALC NetworX в определении данной технологии. Инструкции по реализации, гарантирующие совместимость продуктов разных производителей, отработаны и опубликованы.

Данное решение основано на стандартизованных сетевых протоколах и технологиях, поэтому оно может быть включено в существующие сетевые инфраструктуры, обеспечивая все необходимые характеристики передачи аудио по IP, включая малую задержку, полную прозрачность сигнала и высокую надежность. Сегодняшние примеры применения уже включают такие внутренние системы, как трансляционные студии, стационарные инсталляции, живые концерты, студии звукозаписи и даже внедрение в продукты Hi-End. Можно смело утверждать, что база технологии RAVENNA является самой гибкой и масштабируемой из всех присутствующих на сегодняшнем рынке. Более того, это единственное решение с поддержкой не только собственно формата PCM, но и его частот дискретизации до 384 кГц. RAVENNA – простейшая и экономически эффективная технология для производителей, стремящихся к совместимости с AES67.

Партнерская сеть RAVENNA состоит из различных разработчиков и производителей, реализующих технологию RAVENNA в собственных продуктах, а также предоставляющих решения по реализации без каких-либо лицензионных сборов. Это означает, что любая компания или производитель могут свободно разрабатывать свои собственные решения без необходимости использовать продукты эксклюзивного поставщика – ALC NetworX.

Разумеется, любой разработчик аудио сетей при работе над новым продуктом будет задаваться вопросом «почему именно RAVENNA?», в то время как более 300 производителей работают с Dante – доминирующей технологией на сегодняшнем рынке профессионального звукового оборудования.

Как говорит Arie van den Broek, исполнительный директор Archwave Technologies, «RAVENNA – это решение открытого типа, поэтому выбор очень прост. Можно начать работать с нами хотя бы потому, что сейчас мы предлагаем очень хорошие деловые условия. Возможно, через пару лет нас здесь не будет и это предложение может по каким-то причинам утратить силу. С другой стороны, есть другие разработчики, и более того – можно даже разработать свою технологию. Однако с RAVENNA вы получаете гибкость – это именно то, что привлекает руководства компаний. Им не нравятся ограничения.»

По словам Nestor Amaya, генерального директора Coveloz, «Coveloz – это бизнес на основе предоставления технологических решений, и мы уверены, что эти решения не будут ограничивать наших клиентов. Экосистемы строятся на открытых стандартах, таких как RAVENNA – этот принцип соответствует нашему видению в отношении партнерства с нашими клиентами.»

RAVENNA предлагает не только гибкость в работе с аудио форматами и частотами дискретизации, но также универсальность в плане различных типов конфигураций передачи аудио в реальном времени и IT-сетей. Именно эта черта была продемонстрирована в реализации AES67, о чем мы расскажем в следующей статье.

Сетевые ЦА-преобразователи на базе RAVENNA от Merging Technologies

Получив весьма успешный опыт с аудио интерфейсами семейств Hapi и Horus, работающими на базе RAVENNA, компания Merging воспользовалась этими знаниями в потребительском сегменте рынка, запустив революционный сетевой ЦА-преобразователь «аудиофильского» уровня – NADAC (Network Attached Digital to Analog Converter). Вместе с этим интерфейсом пользователь сможет осознать все преимущества такого подхода, который особенно эффективен при работе с файлами DSD и другими форматами звука высокого разрешения.

NADAC, доступный в двух версиях – стерео или 8-канальной, является первым в мире устройством, в котором RAVENNA задействована для домашнего использования.  Таким образом NADAC устраняет все ограничения и обеспечивает невероятную производительность в потребительском сегменте.

Почему применена RAVENNA и зачем нужен сетевой ЦА-преобразователь? Менеджер по маркетингу компании Merging Technologies Chris Hollebone поясняет: «Современный мир как никогда зависит от сетей, как в профессиональной сфере, так и в домашних условиях. Возможности сетей возросли, поэтому все больше людей обращаются к IT-сетям для передачи аудио и видео. Gigabit Ethernet обладает значительными возможностями, которых с запасом хватает для передачи высококачественного аудио, но до недавнего времени эти сети не были идеальными для этого по причине отсутствия дополнительного протокола, который мог бы обеспечить нужную точности и контроль, особенно в случае большого количество каналов и высокого разрешения цифрового аудио. Единственным разумным решением для нас является RAVENNA.»

Благодаря Merging Technologies, RAVENNA стал первым и единственным IP-протоколом на базе Layer 3, который обеспечивает полную поддержку передачи многоканальных сигналов DXD и DSD. Кроме этого, RAVENNA является полностью совместимым с AES67. По заявлениям Merging Technologies, «RAVENNA остается единственным логическим выбором для профессионалов и аудиофилов». Дополнительное преимущество использования данного продвинутого сетевого решения – это возможность отправлять и принимать данные об управлении одновременно с аудио данными.

Сетевой ЦА-преобразователь NADAC поддерживает импульсно-кодовую модуляцию (PCM) с разрешением до 24-бит/384 кГц, а также формат DSD с качеством до DSD256. Он оснащен цифровыми входами AES/EBU и SPDIF, к которым можно подключать различные цифровые проигрыватели с частотой дискретизации до 192 кГц. Встроенный интерфейс Ethernet обеспечивает передачу цифрового аудио с частотой дискретизации 384 кГц, форматов DXD и DSD256 – и все это с использованием протокола RAVENNA, который был улучшен усилиями компании Merging Technologies. Теперь этот протокол обеспечивает стабильную и точную передачу цифровых аудио сигналов из компьютера в NADAC.

Компания Merging Technologies разработала драйверы RAVENNA для всех операционных систем, поэтому вы можете подключить NADAC к любому музыкальному серверу, проигрывателю, устройству потоковой передачи, с поддержкой ASIO на Windows и CoreAudio/DoP для MacOSX, при этом используя лишь стандартные сетевые кабели CAT5 или CAT6. Chris Hollebone добавляет, что «любое подключенное устройство дома может быть перенаправлено на другой NADAC или несколько NADAC, таким образом слушая музыку с любого устройства, в любой зоне. А встроенный Web-интерфейс позволяет удаленно управлять NADAC с любого мобильного устройства, регулируя громкость или выбирая источник сигнала. Вы даже можете управлять несколькими NADAC с одного устройства.»

Основатель и генеральный директор компании Merging Technologies Claude Cellier о NADAC: «Это устройство можно рассматривать как связующее звено между аудио форматами высокого разрешения, как DSD, и потребительским рынком High End-аппаратуры, который сейчас стремится к уровню качества оригинальных записей. В NADAC применены те же принципы и компоненты, что используются при производстве профессиональных аудио-интерфейсов Hapi и Horus, которые также построены на базе AoIP-технологии RAVENNA/AES67.»

Поскольку компания Merging Technologies обеспечивает доступ потребителя к миру многоканального аудио SACD и DSDDXD, интерфейс NADAC выпускается в двух версиях – двух- и восьмиканальная. Оба прибора имеют гнездо «мини-джек» для наушников, а также выходы для наушников профессионального уровня, при этом прибор можно настроить так, чтобы на эти выходы подавались разные сигналы, а сигнал с главного выхода можно взять как с балансного, так и небалансного линейного выхода. Узнать об этом продукте более подробно вы можете на сайте www.nadac.merging.com.

Автор: João Martins. Перевод: Моисеев Андрей

Меню