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| Dante協議的7大技術要點 |
| 發(fā)布時間：2019-7-7 14:06:34 |
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Dante協議的7大技術要點
Dante數字網絡音頻技術是基于千兆以太網網絡傳輸的無壓縮、專業(yè)級的數字音頻傳輸技術（AoIP）。經過了十年的發(fā)展，Dante技術已被廣泛應用在全球專業(yè)音頻產品之中。Dante技術在音頻系統中的運用滿足了系統大規(guī)模、遠距離的傳輸需求，支持數字音頻信號網絡傳輸的設備甚至可達數十臺甚至上百臺，實現設備之間的數字信號互聯互通，并具有穩(wěn)定可靠的信號同步等功能，網絡操作部分的復雜性、自適應性、易用性不斷優(yōu)化。
Dante網絡音頻技術
1、Dante網絡音頻信號的傳輸及其時鐘同步
傳統的數字音頻信號基本是以TDM（Time Division Multiplexing，時分復用）方式實現傳輸，如ADTA、MADI、AES/EBU3等。TDM傳輸的局限在于信號為點對點傳輸（即單播），一般用串聯鏈路或環(huán)網實現系統同步。
Dante技術是基于以太網物理鏈接架構的音頻系統，星型拓撲結構十分常用，使用TDM方式較難實現整體同步，因此，Dante系統采用PTP（Precision Time Protocol，精密時間協議）。PTP協議使用了IEEE1588（網絡測量和控制系統的精密時鐘同步標準）作為時鐘同步，其精度可達微秒級，常用在對時間控制需求極為精準的系統內。
2、主、從時鐘（Master/Slave）
數字電路的啟動運行，需要具備三個條件：供電、時鐘、復位。數字電路的所有運算都是按著一定的頻率運行的，時鐘是量化頻率的工具。如果時鐘失效，數字電路將無法正常工作。數字電路中同步時鐘源有且只有一個，稱為主時鐘源，其余設備的時鐘都是跟隨、服從主時鐘源的信號進行同步工作。
3、Dante設備與外部時鐘
主時鐘頻率可以從Dante設備自身產生，也可以強制跟隨外部時鐘源。強制跟隨外部時鐘源時，Dante設備自身時鐘與外部時鐘源存在約0.1μs的鎖定時間差。如果外部時鐘源存在嚴重的漂移或不穩(wěn)定，如48 kHz頻率呈現±1 kHz抖動，Dante設備自身將會重新矯正時鐘頻率，并再次生成給整個系統從時鐘設備的延時量信息，這個矯正時間需要數秒鐘。所以在這種情況下，Dante系統將會出現聲音中斷現象。
4、延時（Latency）
Dante協議是基于以太網網絡（以交換機為主）進行數據的傳輸，相比較于點對點的傳輸方式，必然會存在更長的數據傳遞延時。每臺交換機內部會對數據包進行一系列的處理，包括而不僅限于錯誤校驗、MAC地址學習、存儲轉發(fā)、碎片隔離過濾、消除回路、廣播控制、子網劃分等。如果在一個傳輸鏈路上存在多臺交換機的級聯，則延時時間將會更大。
Dante接口的音頻設備一般會有以下兩種接口方式。
唯一接口:這種設備接口具有固定的延時值，理解為一個網絡終端設備。
兩個或以上接口（并非指Main/Redundancy主備網絡接口）:這種設備內部集成了交換機模塊，容許用戶在不使用外部交換機設備情況下，實現“菊花串鏈”的網絡拓撲結構。
5、采樣頻率（SampleRate）
同一個網絡的音頻系統內，不同采樣頻率的Dante設備可以共存，但設備并不具備采樣率轉換能力，因此不同采樣頻率的設備之間不能相互傳輸音頻數據，如圖6所示。在Dante Conrtoller上能顯示網絡上所有不同采樣率的Dante設備，但不能進行相互間的路由配置。
6、量化深度（Bit Depth）
在同一音頻系統內，不同的Dante設備容許以不同的量化深度工作，如圖7所示，在采樣率相同的前提下可以相互傳輸音頻數據包。當一個Dante設備發(fā)送24 bit量化深度的音頻數據，被一個設定為32 bit的Dante設備接收，接收端自動補償8 bit的“0”數據補償；一個Dante設備發(fā)送32 bit量化深度的音頻數據，被一個設定為24 bit的Dante設備接收，接收端自動舍棄最后8 bit的數據。
7、數據流/數據包（Flows）
如果在網絡系統中，每個獨立的音頻通道都使用各自的收發(fā)地址的包頭信息，那么對于具有相同路由及設備信息的數據流，無形中產生了一定數據的冗余，增加了網絡的壓力。Dante協議會將若干音頻通道的Flows（數據流）封裝為一組，共用包頭信息，提高網絡的利用效率。
Dante協議設定，如果具有多個相同的發(fā)送和接收端的音頻通道，系統自動將以每4個音頻通道封裝成一個Flows進行傳輸，因此如果兩設備之間需要單向傳輸32通道音頻信號，則需要8個Flows。
由于每個Dante設備只有有限的網絡帶寬，以Brooklyn II模塊為例，在Transmit信息里面可以清楚看到設備正在使用的Flows數量（見圖8），并且在網絡狀態(tài)內能看到實時的數據發(fā)送量以及是否出現傳輸錯誤信息。Brooklyn II模塊容許最大傳輸32個Flows，因此可以實現的傳輸可能：
發(fā)送傳輸4通道音頻到32個不同的接收設備；
發(fā)送傳輸8通道音頻到16個不同的接收設備；
發(fā)送傳輸16通道音頻到8個不同的接收設備；
發(fā)送傳輸32通道音頻到4個不同的接收設備。
所以，具有Brooklyn II模塊的Dante設備，可以做到32×4的音頻分配功能。例如可以將多軌播放機信號分配給擴聲、返送、播出、錄制四個系統.
通過對Dante數字網絡音頻技術協議要求的分析和總結，可以為專業(yè)音頻工程師在Dante網絡系統架構的搭建和調試時提供一定的入門指引。隨著科技的進步與發(fā)展，網絡化的應用將更多地滲透到各行各業(yè)中，因此綜合的學科運用亦是音頻工作者不斷追求的目標。
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