Основная структура протокола AES / EBU

Формат передачи цифрового аудиосигнала AES/EBU разработан для передачи по электрическим проводам двух каналов цифрового аудио, каждый из которых использует 16…24 бита. Первоначально стандарт AES/EBU был рассчитан на использование витого экранированного провода. Более поздняя версия этого формата предполагает передачу данных по коаксиальному кабелю с волновым сопротивлением 75 Ом. Аудиоданные правого и левого каналов помещаются в один последовательный цифровой поток данных: сначала данные левого канала, затем — правого. Во-вторых, для передачи данные кодируются в двухфазный сигнал — самосинхронизирующийся формат. Благодаря такому подходу формат AES3 позволяет передать по кабелю типа «витая пара» два канала звука и сигнал синхронизации как один симметричный сигнал.

 

По этой причине формат AES3 позволяет реализовать два монофонических канала звуковых данных. Цифровой аудиомикшер затем разделяет сигнал AES3 на два самостоятельных канала звука, а только потом выполняет их смешивание. После окончания производства материал форматируется для получения желаемого количества сигналов AES3 с соответствующим назначением каналов для передачи. Большинство устройств оснащены интерфейсами для аналогового звука или цифрового в формате AES3.

 

Важно отметить, что формат AES3 предполагает независимость от частоты дискретизации при преобразовании звука. Однако скорость потока при передаче данных в этом формате в 64 раза превышает частоту дискретизации. Поскольку наиболее распространенной в области видео является частота дискретизации звука 48 кГц, то скорость передачи данных для AES3 составляет 3,072 Мбит/с. Очевидно, что это намного более широкая полоса пропускания, чем для традиционного аналогового звука, и непонимание или игнорирование этого факта может привести к проблемам, которые будут обсуждаться ниже.

 

 

Видеоинженеры знают, что сигнал AES имеет полосу, сравнимую с полосой аналогового видеосигнала, и поэтому он был стандартизирован как низковольтный сигнал для передачи данных AES3 по коаксиальному кабелю.

 

 

AES/EBU был разработан первоначально для поддержки звуковых данных, двух форматов — DAT и CD, c частотой дискретизации 48 кГц и 44 кГц соответственно.

Базовая информация о стандарте MADI (AES10)

Профессиональный многоканальный интерфейс передачи цифровых звуковых сигналов MADI (Multichannel Audio Digital Interface) существует в качестве индустриального стандарта с 1989 года. MADI (AES10) является многоканальным расширением формата AES3 — «классического» двухканального AES/EBU.

В самом простом описании стандартная версия интерфейса MADI объединяет 28 сигнальных пар формата AES/EBU (56 дискретных каналов), передаваемых последовательно по единой линии связи. Пропускная способность интерфейса — 100 Мбит/с, разброс частоты дискретизации для каждой пары сигналов — в пределах ±12,5%.

Как правило, многоканальные цифровые звуковые системы синхронизируются общей, строго определенной частотой дискретизации. В связи с этим в 2001 году был принят усовершенствованный стандарт MADI Extended, обеспечивающий передачу 64 каналов на частотах дискретизации до 48 кГц ±1%, или 32 каналов на удвоенных частотах — 88,2 и 96 кГц. Стандартной пропускной способности в 100 Мбит/с достаточно для передачи большего количества каналов с общей частотой дискретизации. В связи с использованием дополнительного помехоустойчивого кодирования максимальная эффективная пропускная способность порта несколько выше — 125 Мбит/с.

Физическая реализация интерфейса MADI выполнена с применением стандартов, используемых в компьютерных сетях. Возможны два типа физических линий связи:

• несимметричный коаксиальный кабель с сопротивлением 75 Ом на разъемах BNC;
• многомодовый оптоволоконный кабель стандартов 62,5/125 и 50/125 с концевыми разъемами типа SC.

Использование оптоволокна обеспечивает полную гальваническую развязку входного и выходного портов. Максимальная длина такой линии связи может достигать 2 км.

RME ADI-642

Устройство представляет собой дуплексный преобразователь формата MADI в четыре независимые пары AES/EBU. Поддерживаются частоты дискретизации до 192 кГц и разрядность до 24 бит. Важной функцией устройства является свободно программируемая цифровая коммутационная матрица с 72 входами и 74 выходами (72x74), с помощью которой можно назначать каждый индивидуальный вход на любой из выходов. Возможна взаимная маршрутизация всех имеющихся в системе входов и выходов — 64 входных и выходных каналов формата MADI и 8 формата AES.

Тыловая (вверху) и фронтальная (внизу) панели RME ADI-642

 

 

Особенности ADI-642:

• поддержка режимов MADI Double/Quad Wire;
• автоматическая компенсация внутренней задержки сигнала при использовании нескольких приборов последовательно;
• аналоговый мониторный выход с поддержкой частот дискретизации до 192 кГц;
• индикация всех существенных параметров состояния сигналов MADI и AES на передней панели устройства;
• дистанционное управление по стандартному протоколу MIDI;
• возможность передачи управляющих MIDI-данных непосредственно по интерфейсу MADI;
• передовая технология Steady Clock для обеспечения максимального подавления джиттера и эффективной регенерации опорного сигнала Word Clock.

Входы/выходы MADI представлены в приборе обоими форматами — электрическим и оптическим. Входы-выходы AES/EBU выполнены на четырех разъемах XLR female и стольких же XLR male.

ADI-642 совместим по входу с обоими стандартами интерфейса MADI и может генерировать каждый из них на выходах. Таким образом, прибор можно использовать в качестве согласующего интерфейса между несовместимыми между собой в других случаях MADI-устройствами разных поколений.

Функция автоматического выбора оптического или коаксиального MADI-входов по наличию на одном из них входного сигнала обеспечивает избыточное резервирование (redundancy mode) в случаях, когда требуется повышенная

Встроенная в ADI-642 коммутационная матрица — простой в управлении, но очень мощный и гибкий инструмент для многоканальной коммутации и маршрутизации. Входной сигнал может быть направлен на каждый выходной канал — как MADI, так и AES. Это позволяет не только свободно маршрутизировать сигналы совместно с преобразованием их форматов, но и осуществлять те же самые операции в рамках одного и того же цифрового формата. Входной сигнал может быть направлен одновременно на любое количество доступных выходов. При использовании более чем одного ADI-642 отдельные группы сигналов MADI могут быть скомпонованы в единый MADI-поток.

Прибор может передавать по интерфейсу MADI 16 MIDI-каналов в пределах пропускной способности интерфейса, совместно с 64 каналами аудио. Всеми функциями можно управлять дистанционно, по протоколу MIDI. В системе из нескольких ADI-642 каждый из аппаратов получает уникальный идентификатор, позволяющий индивидуально управлять всеми приборами, используя единственный MIDI-канал..

 

Аналоговый низкоомный мониторный выход может использоваться как с головными телефонами, так и в качестве линейного. Поддерживаются частоты дискретизации до 192 кГц, динамический диапазон — 112 дБА. На этот выход может быть назначена любая из 36 входных цифровых пар сигналов.

 

Протокол S/PDIF.

S/PDIF или S/P-DIF — расшифровывается как Sony/Philips Digital Interface (или Interconnect) Format.