AES50, HyperMAC i MidasNET

Nie jest to dziwne, bo chociaż AES50 – jak sama nazwa wskazuje – jest standardem AES-owym, a więc „dostępnym” dla wszystkich, tak on, jak i HyperMAC zostały „przygarnięte” przez firmę Midas jako protokoły transmisji danych cyfrowych stosowanych w ich produktach. Czym więc są AES50 i HyperMAC?

AES50, HYPERMAC

są technologiami oferującymi przesyłanie wielu kanałów audio przez kable Cat5e, z ekstremalnie niską latencją, wysoką niezawodnością oraz wiązanką innych charakterystyk, co sprawia, że są one idealne do zastosowań audio, również w systemach „live”. AES50 jest standaryzowana przez Audio Engineering Society i przesyła do 48 kanałów w obu kierunkach równocześnie, przy użyciu technologii pochodzącej ze 100 Mbit-owego Ethernetu. HyperMAC przesyła do 384 kanałów w obu kierunkach równocześnie, używając technologii Gigabit Ethernet. Tabela poniżej prezentuje przykładowe formaty i liczby kanałów:

Wszystkie kanały pracują w obu kierunkach równocześnie.

JAK WYGLĄDA ROZSYŁANIE (ROUTOWANIE) KANAŁÓW AUDIO?

AES50 i HyperMAC są połączeniami typu punkt-punkt, optymalizowanymi do zastosowań z użyciem routerów audio, ale również przesyłające standardowe sieciowe dane sterujące i kontrolne.

Routery audio mogą łączyć jakiekolwiek kanały wejściowe w dowolnych portach AES50 lub HyperMAC z dowolną liczbą kanałów wyjściowych. Latencja routerów audio jest faktycznie zerowa, ponieważ jest absorbowana przez latencję indywidualnych połączeń AES50 lub HyperMAC. Każde połączenie AES50 lub HyperMAC dodaje dokładnie trzy próbki opóźnienia – 68 lub 62,5 mikrosekundy, w zależności od tego, czy używamy częstotliwości próbkowania 44.1 kHz, czy 48 kHz (6 sampli przy częstotliwości próbkowania 96 kHz, czyli również 62,5 μs).

Stosując jeden lub kilku routerów audio można w łatwy sposób zestawić i zarządzać złożoną siecią połączeń AES50 lub HyperMAC, z bardzo niską i całkowicie przewidywalną latencją.

A CO Z DANYMI STERUJĄCYMI?

Za sterowanie danymi w AES50 i HyperMAC odpowiedzialny jest Ethernet. Wszystko to, co wiąże się z kontrolą i sterowaniem przesyłania sygnału audio, odbywa się w jego „wnętrzu”. Dla AES50 szerokość pasma dla danych sterujących wynosi ok. 5 Mbit/s w obu kierunkach, a dla HyperMAC jest to 100 Mbit/s w obu kierunkach. Routery AES50/HyperMAC emulują działanie switchy Ethernetowych, dedykowanych do obsługi danych sterujących, odseparowanych od routingu audio. Systemy takie jak konsolety Midas z serii PRO i XL8 wykorzystują te możliwości do sterowania DSP oraz stageboxami, używając własny protokół. Również inne urządzenia Ethernetowe mogą korzystać z tych opcji, przy wymienionych powyżej ograniczeniach pasma. Podłączamy sterowane poprzez Ethernet urządzenie (np. pracujący w sieci rack z odbiornikami mikrofonów bezprzewodowych) do routera na scenie, podłączamy laptop do routera na stanowisku FOH, i już możemy komunikować się pomiędzy nimi z wykorzystaniem zwykłego protokołu sieciowego, takiego jak TCP/IP.

Zawartość danych kontrolnych nie jest zdefiniowana, lecz pozostawiona indywidualnym producentom do zdefiniowania i interpretacji (lub nie) według ich uznania. Pożądane porozumienie wszystkich producentów rynku pro audio w sprawie wspólnego formatu sterowania nie wydaje się być możliwe na obecną chwilę. Pomimo tego jednym z najbardziej powszechnych wśród większości producentów protokołem kontrolnym jest Ethernet, i jest nadzieja, że uniwersalna dostępność komunikacji Ethernetowej pomiędzy urządzeniami AES50/Hyper- MAC zachęci do lepszej współpracy pomiędzy różnymi producentami w kwestii wymiany informacji.

W JAKI SPOSÓB DZIAŁA SYNCHRONIZACJA WORD CLOCK?

AES50 i HyperMAC są interfejsami cyfrowymi, więc, tak jak AES3, do wymiany (przesyłania) danych wymagają zegara synchronizującego. W AES50 sygnał zegarowy jest wysyłany i odbierany za pomocą dwóch, nieużywanych przez 100 Mbit-owe połączenie Ethernetowe par przewodów w skrętce. W Hyper- MAC wszystkie cztery pary używane są do przesyłania danych, a więc sygnał zegara jest resyntezowany w odbiorniku z informacji czasowych strumienia danych. W obu przypadkach efekt końcowy jest ten sam: sygnał zegara z niską latencją jest „odzyskiwany” z dokładną fazą po stronie odbiornika sygnału. Tak jak w popularnych interfejsach cyfrowych AES3 i MADI, we wszystkich urządzeniach wymagane jest wybranie właściwego źródła clock sync, a może to być dokonane przez użytkownika lub też automatycznie, poprzez oprogramowanie systemu. Jednak, inaczej niż w starszych technologiach, każdy transceiver (nadajnik/odbiornik) porównuje swój transmitowany zegar z zegarem odbiornika – jeśli się nie zgadzają, wyjścia audio pozostają wyciszone. Żadnych nieprzyjemnych, hałaśliwych „incydentów” spowodowanych przypadkowym rozsynchronizowaniem się urządzeń. Natomiast Ethernetowe dane sterujące „pracują” niezależnie od tego, czy zegar audio jest zsynchronizowany. Włączamy zdalne urządzenie i stwierdzamy, że połączenie audio nie „nadeszło”, gdyż zdalne urządzenie jest synchronizowane z niewłaściwego źródła zegara – nie ma problemu, możemy w dalszym ciągu sterować nim zdalnie i naprawić problem, przywracając połączenie audio „do życia”.

CZY MOŻE BYĆ ZESTAWIONE POŁĄCZENIE REDUNDANTNE?

Tak – mamy do wyboru dwa rozwiązania, które na to pozwalają. Latencja w połączeniach AES50 i HyperMAC jest ściśle określona, toteż można zestawić dwa połączenia równolegle i mieć pewność, że oba wyjścia będą idealnie wyrównane (w sensie próbek). Innym istotnym rozwiązaniem jest ekstremalnie szybka detekcja błędów połączenia, zanim bufor odbiornika wyłapie przerwy w sygnale audio. To pozwala na zastosowanie nadmiarowego połączenia, składającego się z dwóch równoległych połączeń z szybkim przełączaniem w odbiorniku w momencie wykrycia błędów transmisji. Midas stosuje to podejście przy dłuższych połączeniach w swoich konsoletach z serii PRO, gdzie każde pojedyncze połączenie konsolety i dowolnego urządzenia jest zabezpieczone złączem nadmiarowym.

Dodatkowo AES50 „wyposażony” jest w korekcję błędów, która przesyła przez łącze dodatkowe dane, dzięki którym, w przypadku pojedynczych błędów, można całkowicie odzyskać oryginalne dane.

JAKI RODZAJ KABLI LUB ŚWIATŁOWODÓW MOŻE BYĆ UŻYTY?

AES50 współpracuje tylko z kablem Cat5e (lub lepszym),

 

podczas gdy do HyperMAC’a można używać zarówno skrętek, jak i światłowodu.

Dla dłuższych połączeń zaleca się stosowanie połączeń kablem Cat6. Dla połączeń światłowodowych HyperMAC zalecane jest złącze zgodne ze specyfikacją fizycznej warstwy 1000Base-SX, z zastosowaniem 850 nm transceivera na światłowodzie duplex 50/125 mikronów z konektorami LC. Daje to przynajmniej 500-metrowy zasięg. Dostępne są różne rodzaje wytrzymałych złączy RJ45 i optycznych LC, jak również kabli i światłowodów zaprojektowanych specjalnie do zastosowań scenicznych oraz touringowych.

Wielu ludzi przyzwyczaiło się do używania starych kabli Cat5 do połączeń sieci komputerowych, i nawet jeśli połączenie jest marginalne i posiada wiele błędów, protokół sieci komputerowej może często ukryć ten fakt poprzez żądanie, aby złe pakiety były mimo tego przesyłane. Jednak AES50 i HyperMAC są połączeniami w czasie rzeczywistym z ultra-niską latencją, tak więc przyjmowanie danych zasadniczo musi być poprawne już za pierwszym razem (nawet pomimo zastosowania połączeń redundantnych).

Tak więc podstawowa zasada odnośnie doboru kabli do zastosowań audio, również tych „sieciowych”, w dalszym ciągu jest aktualna i brzmi – jak najlepszej jakości! Wysokiej jakości kable z głównej „kategorii połączeń” przeważnie spełniają z nawiązką wymagania międzynarodowych standardów, które wyszczególniają długość połączeń jako 100 m. Jeśli kable te są wykonane przez kompetentną osobę, można mieć pewność, że będą dobrze „pracować”.

JAKIE SĄ RÓŻNICE POMIĘDZY AES50, HYPERMAC I MIDASNET?

AES50 jest standardem AES, bazującym na technologii stworzonej przez Sony Pro Audio Lab, nazwanej przez nią SuperMAC. Niedługo po uzyskaniu standaryzacji formatu potwierdzonego przez Audio Engineering Society korporacja Sony podjęła decyzję o wystawieniu na sprzedaż oddziału Sony Oxford Pro-Lab. Przemiany, które nastąpiły w związku z przekształceniem Sony Pro-Lab, przyczyniły się z oczywistych powodów do znacznego spowolnienia procesu upowszechniania standardu. Technologia SuperMAC została wykupiona przez firmę Klark Teknik i gdy tylko wszystkie sprawy formalne zostały doprowadzone do końca, a sytuacja stała się w pełni klarowna, wdrażanie standardu zastosowanego w kolejnych urządzeniach marki Klark Teknik/Midas ruszyło naprzód ze zdwojoną energią.

HyperMAC (również zaprojektowany przez Sony) jest technologią komplementarną do AES50, jednak ze znacznie większą liczbą dostępnych kanałów oraz szerokością pasma. Pierwotnie miała być również poddana standaryzacji przez AES, ale póki co nic nie ma na ten temat żadnych informacji. AES50 i HyperMAC definiują połączenie audio, połączenie zegara synchronizującego oraz współpracę z tradycyjnym połączeniem sieciowym Ethernet dla przesyłania danych sterujących obok połączeń audio.

MidasNET jest systemem sieciowym zaprojektowanym dla konsolet cyfrowych Midas XL8 i serii PRO. Używa on AES50 i HyperMAC-a do wszystkich wewnętrznych połączeń audio i połączeń sterujących, takich jak połączenia pomiędzy stanowiskiem FOH a sceną, stageboxami a jednostkami DSP. MidasNET używa także pomocniczych kanałów AES50 do przesyłania przez Midasa własnych danych sterujących pomiędzy różnymi częściami miksera.

Obecnie właścicielem technologii zarówno SuperMAC, jak i HyperMAC, po przejęciu firm Midas i Klark Teknik, jest Music Group.

DLACZEGO AES50 I HYPERMAC SĄ TAK DOBRYMI ROZWIĄZANIAMI DO ZASTOSOWAŃ LIVE?

AES50 i HyperMAC oferują proste, a jednocześnie wydajne rozwiązanie, pozwalające na zestawienie nowoczesnych sieci cyfrowego przesyłania sygnału audio. Technologie te wnoszą wiele znaczących rozwiązań i zalet w dziedzinę technologii sieci komputerowych, takich jak powszechnie stosowane kable Cat5e oraz w pełni sieciowe sterowanie, jednocześnie routing audio jest koncepcyjnie prostszy niż znane obecnie technologie takie jak bazująca również na routerach MADI. Charakteryzują się niesamowicie niską latencją i są zaprojektowane do operacji redundantnych. I – co być może najistotniejsze – AES50 jest otwartym standardem, a HyperMAC być może wkrótce podąży tą drogą.

Armand Szary