基于Dante-技术的网络音频矩阵研究

('基于Dante技术的网络音频矩阵研究作者：樊波周剑军来源：《声屏世界》2017年第13期摘要：Dante数字网络音频技术是目前使用最为广泛的网络音频传输技术。它基于AES67协议，Dante技术构建的网络音频系统不仅成本低而且结构简单，将Dante技术运用于广播播控系统的核心矩阵部分，不仅简化了系统的结构，而且使操作更加便利。关键词：Dante网络音频音频矩阵音频矩阵是播控系统中最为重要的设备，传统的数字音频矩阵一般只能传输ADAT、MADI、AES/EBU、模拟等信号，随着播控系统的扩大、周边设备的增多，传统矩阵有限的通道数量无法满足日益增长的需求。加上信号数量的增加，造成线材、接口数量的增加，成本加大，同时大量的线路增加了系统的复杂性。利用Dante技术构建网络音频矩阵既可以使音频信号高质量、低延时的传输，又解决了布线繁琐、远距离传输、数据冗余等问题。网络音频矩阵的建设目标网络音频矩阵是电台播控系统网络化的核心环节，利用Dante技术可以在保证安全播出的基础上，使系统更加先进、结构更加清晰。为了适应网络化发展，目前包括调音台在内的许多音频设备都搭载了Dante技术，而系统的目标就是在延续传统数字音频矩阵的优势的前提下，建设一个使用方便、结构简单的网络矩阵系统，用于整合周边的音频设备，让播控系统使用和管理上更加便利。Dante技术Dante技术是一种基于三层网络的音频传输技术，也就是让采样率至少44.1kHz、量化16bit以上的高保真音频信号以IP数据的形式在以太网上实时传输的技术，在音频设备之间建立一根普通网线就可以传输64×64路音频信号的传输通道。Dante技术遵循AES67协议，使用IEEE1588精密时钟协议进行时钟同步；采用DHCP协议，利用自动配置服务器自动检查接口设备，节省了复杂的手工网络配置；采用DiffServ服务支持QoS，在网络入口处为数据包进行分类和标记，每个数据流的IP数据包插入DSCP用来对不同的数据流设定优先级，保证时钟信号和音频数据在网络中畅通传输。通过对整个音频网络的管控，可以有效地防止音频数据在网络传输中出现拥塞和延时等问题。Dante虚拟声卡可以使普通电脑通过网线建立音频传输通道，无需其他硬件设备，MAC或者PC都可以直接使用。安装完成后电脑就变成一个具有Dante功能的音频设备，通过Dante网络音频驱动的控制面板，可以选择适合自己的配置，即使重启系统或拔插网线，依然可以使用预先设置好的功能。Dante虚拟声卡可以兼容大部分音频软件，音频软件可以像使用普通声卡一样使用Dante虚拟声卡。系统结构传统音频矩阵是由调音台等周边设备通过音频接口连接矩阵的输入输出板卡，再由矩阵的控制软件对所有信号进行切换和分配。现今大多数字音频设备都具有Dante技术，通过Dante端口连接网络交换机。没有Dante功能的音频设备需要通过音频路由器连接网络交换机，音频路由器具有多种输入输出接口，可以将所有接口类型的音频信号转化为Dante网络音频信号，方便外来信号源接入Dante网络，这样所有的输入输出信号汇聚在一起就构成一个以网络交换机为核心的Dante网络。网络结构如图所示：搭载了Dante技术的音频设备一般都会有两个端口，一个是primary(主端口)和secondary(次端口)，两个端口分别接入主、备交换机，形成两个相互冗余的IP网络。且两个网络之间的线路是相互独立的，当主线路故障或主交换机电源故障时，系统会自动切换至备用线路，保证了整个系统的安全性。网络音频矩阵应该有控制软件，用于输入输出通道的管理和路由分配。Dante技术构建的网络音频矩阵，可以在任何一台接入网络的电脑上安装DanteController软件，管理所有接入网络的Dante音频设备，包括安装了Dante虚拟声卡的电脑。通过控制软件可以实现不同音频设备之间的路由连接，利用网络交换机的特性，可以实现任意音频设备之间信号一对多的通道连接，建立完整的路由切换系统。安装了Dante虚拟声卡的电脑，可以通过软件监听网络中所有的音频信号，以达到监听的目的。利用Dante技术组建的网络，可以实现普通数字音频矩阵所有的传输功能，形成一个网络音频矩阵系统，具有传统矩阵系统没有的优点。网络中的音频设备可以自由选择信号源接入系统，无需更改物理线路；系统结构简单，不需要大量的音频布线，只需要通过网线连接音频设备与网络交换机；扩容方便，只需要将具有Dante功能的音频设备接入网络，可自动识别，无需特别设置；双通道冗余设置，极大的保证了安全播出；音频设备之间直接传输信号，没有中间环节，部分信号或设备出现问题不会影响其他信号的传输。结束语Dante数字网络音频技术已经发展到了非常成熟的状态了，利用Dante技术构建的网络音频矩阵解决了传统矩阵在信号传输方面的诸多弊端，简化了播出流程。随着统一的协议标准的出台，越来越多的产品都搭载了Dante技术，也就意味着更多的功能将加入到Dante网络中来。Dante网络音频矩阵的建设为整个广播播控系统向网络化发展打下结实的基础。（作者单位：江西广播电视台）参考文献：1.李英若，叶思成：《Dante技术:音频传输技术发展的趋势》，《电声技术》，2015(10)。2.陈猛：《基于IP的实时音频网络传输技术研究与实现》，电子科技大学硕士论文，2014。3.兆翦：《解析媒体矩阵(MediaMatrix)(五十二)新网络音频传输技术Dante(1)》，《音响技术》，2008(11)。',)