Dante協(xié)議在Xilica中的應(yīng)用

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         ~想知道在Xilica中應(yīng)用的Dante協(xié)議是怎么回事？

         ~沒問題！

         ~還想“貨比三家”？想知道Dante與EtherSound，或者是CobraNet的性能比較？

         ~更沒問題！

          本帖通過解疑的方式，詳解了你想之所想的關(guān)于Dante協(xié)議以及Dante協(xié)議在Xilica中應(yīng)用的有關(guān)內(nèi)容，讓你的問號(hào)通通拋到腦后。歡迎技術(shù)宅們跟帖回復(fù)哦~。

              1、什么是Dante？

           2、Dante有什么優(yōu)勢？

           3、Dante協(xié)議支持多少個(gè)音頻通道？

           4、使用Dante時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中的兩個(gè)音頻節(jié)點(diǎn)的最低延遲是多少？

           5、在使用Dante設(shè)備時(shí)，是使用HUB還是Switch？

           6、Dante與EtherSound的性能比較

           7、Dante與CobraNet的性能比較

           8、Dante與AVB的理解

           9、XILICA音頻網(wǎng)絡(luò)媒體矩陣系統(tǒng)

    10、簡易的Dante音頻傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

    11、龐大的Dante音頻傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

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1. 什么是Dante？
    Dante協(xié)議是一個(gè)在標(biāo)準(zhǔn)的IP網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行的現(xiàn)代化高性能數(shù)字媒體傳輸系統(tǒng)，是Audinate公司在2006年研發(fā)的，和傳統(tǒng)的CobraNet技術(shù)一樣，也是一個(gè)集硬件、軟件和通信協(xié)議為一體的產(chǎn)品。

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  2.  Dante有什么優(yōu)勢？

         Dante技術(shù)允許在一條以太網(wǎng)線上同時(shí)發(fā)送和接收許多的音頻通道，并且避免了早先解決方案的復(fù)雜性和局限性。Dante的低延遲和嚴(yán)格的同步播放，可以滿足最苛刻的音響系統(tǒng)的要求，并且與現(xiàn)有的IT設(shè)備的兼容性非常好。和傳統(tǒng)的產(chǎn)品的不同之處是，Dante已經(jīng)跨越了二層網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，完全采用更為先進(jìn)和方便的IP三層通信協(xié)議（參考下文對(duì)于網(wǎng)絡(luò)OSI參考模型的介紹），并且可以通過對(duì)Firmware的升級(jí)，直接過渡到AVB（Audio Video Bridging）協(xié)議，這是非常重要的一步。

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  3.  Dante協(xié)議支持多少個(gè)音頻通道？

         千兆網(wǎng)：在單一的鏈接上支持512?512 48KHz/24Bit個(gè)音頻通道，也就是共1024個(gè)雙向通道。對(duì)于96KHz/24Bit的音頻數(shù)據(jù)流，信道容量減半。

        百兆網(wǎng)：在單一的鏈接上支持48?48 48KHz/24Bit個(gè)音頻通道，也就是共96個(gè)雙向通道。對(duì)于96KHz/24Bit的音頻數(shù)據(jù)流，信道容量減半。

    Dante協(xié)議支持48KHz和96KHz兩種音頻采樣率，不同的廠商生產(chǎn)的產(chǎn)品支持的采樣率不盡相同。Xilica的A系列媒體矩陣采用48KHz的采樣率（CD的采樣率是44.1KHz），這樣在保證了音質(zhì)的同時(shí)，可以在相同網(wǎng)絡(luò)帶寬的情況下可以支持更多的通道，對(duì)于使用者以后的擴(kuò)容和成本核算是非常有利的。

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  4.  使用Dante時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中的兩個(gè)音頻節(jié)點(diǎn)的最低延遲是多少？
    原理上，兩個(gè)音頻接點(diǎn)之間直接使用千兆網(wǎng)連接，并且網(wǎng)絡(luò)是非常完美的情況下，一個(gè)單一的音頻數(shù)據(jù)被采集并且通過自己的IP數(shù)據(jù)包傳送，Dante已經(jīng)測得的延遲與千兆網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)是一樣的，都是83.3μs。

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  5.  在使用Dante設(shè)備時(shí)，是使用HUB還是Switch？
    要弄清這個(gè)問題，首先必須要明白網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備在數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸過程中的作用。這里講到的網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備一般指的是網(wǎng)絡(luò)集線器HUB、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)Switch等。我們知道在網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備進(jìn)行相互通信的時(shí)候，數(shù)據(jù)要經(jīng)過操作系統(tǒng)、通信程序、網(wǎng)卡、網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備等各個(gè)環(huán)節(jié)，而為這些環(huán)節(jié)生產(chǎn)相應(yīng)設(shè)備的廠家不計(jì)其數(shù)，如何能讓這些產(chǎn)品“相互溝通”和“相互協(xié)作”呢？那就必須有一套規(guī)則，只要大家都遵守這個(gè)通信規(guī)則，則無論買誰的產(chǎn)品都能保證通信的正常進(jìn)行。由于網(wǎng)絡(luò)連接涉及到軟件和硬件以及通信協(xié)議的問題，所以國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO專門為網(wǎng)絡(luò)傳輸定義了一個(gè)模型，讓大家共同遵守，這個(gè)模型稱為OSI(即Open System Interconnect Reference Model開放式系統(tǒng)互連參考模型)，該模型從下到上共分為七層，分別是物理層、數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會(huì)話層、表示層和應(yīng)用層，如圖：

OSI參考模型

         上圖中的第一層完全是針對(duì)網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備提出的，層數(shù)越高越向軟件方面發(fā)展，到第七層已經(jīng)完全是高級(jí)應(yīng)用軟件了，例如我們熟悉的Windows Office軟件，從上圖我們也能看出網(wǎng)絡(luò)集線器HUB 是工作在最底層，也就是物理層的，它是直接和物理傳輸硬件如光纖、同軸電纜定義在一起的，并且HUB是一種過時(shí)的網(wǎng)絡(luò)中繼設(shè)備。而第二層數(shù)據(jù)層則是定義網(wǎng)卡通信的，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)也是工作在這一層，所以網(wǎng)卡和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)是可以相互通信的，這就是Switch和HUB的本質(zhì)區(qū)別。在應(yīng)用上HUB只是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的“放大器”，它是不能識(shí)別信號(hào)的“來龍去脈”的，當(dāng)信號(hào)從任一端口進(jìn)入HUB以后，HUB則將這個(gè)信號(hào)進(jìn)行放大后傳輸?shù)剿�有的端口，也就是從Port1進(jìn)入的數(shù)據(jù)，HUB 是不關(guān)心它要去哪里的，只是將信號(hào)傳輸?shù)狡渌�所有的端口就完成任�?wù)了。從帶寬上看，HUB只有10Mb/s和100Mb/s兩種規(guī)格，這樣對(duì)于一臺(tái)100M的HUB，某一時(shí)刻整個(gè)網(wǎng)絡(luò)只有一個(gè)信號(hào)在傳輸，并且，這個(gè)端口只要是在接收數(shù)據(jù)的時(shí)候就不能發(fā)送數(shù)據(jù)，也就是我們常說的半雙工共享100M帶寬。這就意味著所有的端口一起在發(fā)送和接收端共享這100M的帶寬，由于以太網(wǎng)本身沒有優(yōu)先級(jí)別的傳輸控制，所以HUB上的各個(gè)端口依靠“競爭”才能進(jìn)入到發(fā)送/接收，這種競爭就是CSMA/CD。通過競爭進(jìn)入到網(wǎng)絡(luò)中的信號(hào)可能要經(jīng)歷過多次退出以后才能成功發(fā)送一次，這種不確定性會(huì)引起網(wǎng)絡(luò)較長的延遲，從而造成數(shù)據(jù)溢出甚至不同步的嚴(yán)重后果。使用HUB的網(wǎng)絡(luò)也不能支持標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)鐘信號(hào)，所以HUB網(wǎng)絡(luò)不支持Dante。

         而Switch就不同，Switch是當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)的主流產(chǎn)品，可以將它理解為“智能化的集線器”。因?yàn)镾witch內(nèi)部有CPU和內(nèi)存，存儲(chǔ)器中有邏輯列表單元（LUL），列表中保存著所有和這臺(tái)交換機(jī)相連的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的MAC地址，當(dāng)某個(gè)數(shù)據(jù)包進(jìn)入設(shè)備時(shí)，CPU會(huì)打開這個(gè)數(shù)據(jù)包的第一層，確認(rèn)這個(gè)數(shù)據(jù)包的去向，然后按照目的地的MAC地址將這個(gè)數(shù)據(jù)包送到指定的端口，這樣Switch就具備了智能的條件，它只是將需要相互溝通的兩個(gè)端口之間建立了數(shù)據(jù)連接，而其他的通道的數(shù)據(jù)傳輸也在同步進(jìn)行而不交叉。所以交換機(jī)的端口是全雙工獨(dú)享帶寬工作的�？傊�，Dante協(xié)議對(duì)于網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的最基本要求就是100Mb/s的全雙工。Xilica的A系列產(chǎn)品的采樣率是48KHz，在滿足最基本要求的情況時(shí)可以同時(shí)雙向傳輸96個(gè)通道的音頻數(shù)據(jù)流。在千兆網(wǎng)時(shí)可以傳輸1024個(gè)雙向通道。

         并且，Xilica的A系列設(shè)備可以提供兩個(gè)Dante端口，一個(gè)是主用端口，一個(gè)是備用端口，備用端口的作用是在主用端口的網(wǎng)絡(luò)鏈路發(fā)生故障時(shí)，無縫切換到備用端口網(wǎng)絡(luò)。所以建議，主用端口的網(wǎng)絡(luò)鏈路使用一個(gè)交換機(jī)，備用端口的網(wǎng)絡(luò)鏈路使用另外一個(gè)交換機(jī)。

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6. Dante與EtherSound的性能比較
    Dante沒有拓?fù)涞南拗坪桶惭b的復(fù)雜性；Dante協(xié)議采樣率最高支持192KHz，單一鏈路上最多支持1024個(gè)通道的雙向傳輸，最低延遲可以達(dá)到83.3μs，而EtherSound協(xié)議的采樣率最高只支持到96KHz，單一鏈路上最多支持512個(gè)通道，并且音頻數(shù)據(jù)流只能單向通過HUB或Switch，最低延遲是125μs，所以Dante在性能上超過EtherSound。而且Dante可以提供故障備份，這對(duì)于現(xiàn)場活動(dòng)來講，是一個(gè)非常明顯的優(yōu)勢。

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7. Dante與CobraNet的性能比較

         CobraNet協(xié)議是美國PeakAudio公司在1996年開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)化音頻傳輸技術(shù)。迄今為止，CobraNet被廣泛公認(rèn)為所有網(wǎng)絡(luò)化音頻技術(shù)的“始祖”，它被視為有效的音頻協(xié)議，并將繼續(xù)很好的為行業(yè)服務(wù)。雖然受到50多家CobraNet產(chǎn)品制造商的擁護(hù)，但是CobraNet仍未成為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

         CobraNet協(xié)議采樣率最高支持96KHz，單一鏈路上的音頻通道數(shù)量為128通道雙向傳輸，并且不支持路由，最低延遲是1/3ms，這些數(shù)據(jù)性能和Dante協(xié)議比起來還是遜色一些。并且CobraNet協(xié)議沒有故障備份。

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  8.  Dante與AVB的理解

         由于CobraNet、EtherSound等通信協(xié)議都是各個(gè)廠家獨(dú)立建立的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，盡管其中的一些遵循以太網(wǎng)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，但是并不是真正的國際標(biāo)準(zhǔn)，所以對(duì)日后的通用性和兼容性的設(shè)定存在一定的障礙（例如CobraNet設(shè)備和EtherSound設(shè)備之間無法通信）。在這種情況下電氣和電子工程師學(xué)會(huì)IEEE的音頻視頻橋接工作組IEEE802.1標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)出臺(tái)了AVB（Audio Video Bridging）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。AVB的出臺(tái)就是為了彌補(bǔ)這一領(lǐng)域的漏洞，并以ISO的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格發(fā)布出來，并提供給廠家免費(fèi)使用。所以在AVB出臺(tái)以后，通信協(xié)議百家爭鳴的現(xiàn)象就應(yīng)該逐步消失了，毫不夸張的說AVB的出臺(tái)堪稱音視頻行業(yè)的新時(shí)代。

          AVB允許多通道的不同采樣率的音頻流和視頻流在不同的網(wǎng)絡(luò)、不同的距離之間傳輸，并且支持標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)序和時(shí)鐘信號(hào)，所有的AV設(shè)備參照統(tǒng)一的時(shí)間基礎(chǔ)，協(xié)同播放。

          AVB消除了網(wǎng)絡(luò)的緩沖延遲。IT網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，可靠性優(yōu)于時(shí)間，短時(shí)間的延遲在數(shù)據(jù)傳輸中可以接受，但是在音頻和視頻傳輸中延遲造成的音視頻不同步是不能接受的。

          隊(duì)列和轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則，確保不同的AV流按照指定的延遲通過網(wǎng)絡(luò)。

          確定非AVB設(shè)備。AVB協(xié)議可以識(shí)別網(wǎng)絡(luò)中的非AVB設(shè)備。

          Dante協(xié)議的目前的Firmware版本雖然是一個(gè)過渡版本，但仍然是自成體系的傳輸協(xié)議。由于Dante的協(xié)議的架構(gòu)完全符合AVB規(guī)范，所以在系統(tǒng)升級(jí)時(shí)，Dante只需要更新所有網(wǎng)卡的Firmware版本即可以自動(dòng)升級(jí)到AVB系統(tǒng)，而無需更改任何硬件設(shè)備，這也使的Dante成為目前能完全兼容AVB而投入商用領(lǐng)域的少數(shù)產(chǎn)品之一。

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9.  XILICA音頻網(wǎng)絡(luò)媒體矩陣系統(tǒng)

          Xilica的音頻網(wǎng)絡(luò)媒體矩陣使用Audinate的Dante網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，支持開放式公共標(biāo)準(zhǔn)，提供完全的可互操作的系統(tǒng)。Xilica的音頻網(wǎng)絡(luò)媒體矩陣可兼容更先進(jìn)的程序傳輸標(biāo)準(zhǔn)和更先進(jìn)的系統(tǒng)控制標(biāo)準(zhǔn)。上面已經(jīng)陳述,由于AVB的標(biāo)準(zhǔn)是直接建立在Dante現(xiàn)有的已經(jīng)使用的基礎(chǔ)上，Dante可以直接的得到AVB正式支持。音頻設(shè)備制造商和解決方案供應(yīng)商也會(huì)選擇Dante以確保平穩(wěn)過渡。Dante音頻傳輸技術(shù)可任由音頻信號(hào)在以太網(wǎng)中使用TCP/IP方式任意設(shè)置傳送路徑，且在整個(gè)過程中保持了音頻信號(hào)的精確還原和極微的延時(shí)。

　　XILICA的音頻網(wǎng)絡(luò)媒體矩陣A系列,采用開放式設(shè)計(jì)構(gòu)架 ,音頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師可在A系列上靈活的自由設(shè)計(jì)選用DSP功能模塊.8*8，8*16, 16*8，16*16 模擬或網(wǎng)絡(luò)音頻信號(hào)輸入,輸出通道自由選擇配置。

         通過一根網(wǎng)線(Dante卡Primary接口)提供網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸,而用另外一條網(wǎng)線進(jìn)行熱備份(Dante卡Secondary接口),再用一個(gè)網(wǎng)絡(luò)作為控制的系統(tǒng)，而且還是最易于安裝和操作的系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)的音頻傳輸及控制都是使用標(biāo)準(zhǔn)5類網(wǎng)線（CAT-5），通過快速有效的RJ-45端口連接，通過路由器DHCP的自動(dòng)分配IP地址,自動(dòng)分配IP地址到局域網(wǎng)內(nèi)每臺(tái)XILICA的音頻媒體矩陣上,你就像在家里設(shè)置家用電腦一樣簡單快捷.。

    音頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師可以根據(jù)工作現(xiàn)場情況進(jìn)行特定的音頻走線的路由設(shè)置，選擇把輸入給XILICA A的模擬信號(hào)接入Dante數(shù)字音頻網(wǎng)絡(luò)，或者把Dante網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)字信號(hào)接到XILICA A的模擬輸出，又或者把帶Dante協(xié)議的產(chǎn)品(如音源,數(shù)字調(diào)音臺(tái),)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)字信號(hào)接入XILICA A數(shù)字音頻網(wǎng)絡(luò)媒體矩陣中，經(jīng)過媒體矩陣內(nèi)部的DSP功能模塊的處理后，再接回Dante數(shù)字音頻網(wǎng)絡(luò)中(帶Dante數(shù)字功放)。