BSS Soundweb London - cyfrowy system obróbki, dystrybucji i transmisji sygnałów

2012-05-15

Cyfrowe systemy transmisji dźwięku od lat są rozwijane, ulepszane i upowszechniane. Oczywiście, nie bierze się to z powietrza. Przekaz wielu kanałów audio zwykłymi nośnikami wymaga stosowania grubych przewodów, co - jak wiadomo - nie jest ani wygodne, ani praktyczne. Nie wspominając już o technicznych problemach, jak pętle mas, przesłuchy, przydźwięki i szereg jeszcze innych "drobnostek". To, co jeszcze nie tak dawno temu wymagało pociągnięcia grubej pyty, teraz można osiągnąć przy użyciu skrętek bądź światłowodów. Tak, tak… Pięknych czasów dożyliśmy.

BSS Soundweb London, bo o nim będzie mowa w tym artykule, jest bardzo rozbudowanym systemem. Na omówienie wszystkich aspektów jego działania, możliwości konfiguracyjnych i zakresu zastosowań musiałbym przeznaczyć nie te kilka stron, a co najmniej pół numeru. Dlatego ograniczę się tu do przybliżenia Wam natury systemu, skrótowego opisania jego elementów składowych, zasad działania i programowania. Temat jest na tyle ciekawy, że czuję, iż na tym jednym artykule się nie zakończy i cała sprawa znajdzie swój dalszy ciąg. A zatem nie traćmy czasu - mam przyjemność przedstawić Państwu BSS Soundweb London!

CHARAKTERYSTYKA OGÓLNA

BSS Soundweb London to jeden z najbardziej liczących się graczy na rynku cyfrowych systemów obróbki, dystrybucji i transmisji sygnałów audio. Za jego ogromnymi możliwościami stoi potęga konceu Harman, który dysponuje szeregiem rozmaitych rozwiązań technologicznych, umożliwiających konstruowanie i tworzenie najbardziej nawet skomplikowanych urządzeń.

Rodzina procesorów Soundweb datuje swoje początki na rok 1997, kiedy to na rynek trafił pierwszy sieciowy procesor sygnałowy Soundweb 9088iis. Bardzo szybko zdobył uznanie integratorów, co też zaowocowało pojawieniem się go w wielu prestiżowych i mniej prestiżowych miejscach na całym świecie. Urządzenie okazało się idealne do zastosowania w różnego typu instalacjach - od klubów nocnych i teatrów poczynając, poprzez kościoły i restauracje, na stadionach i centrach konferencyjnych kończąc. Ta wyliczanka pokazuje jak uniwersalnym rozwiązaniem okazał się system Soundweb.

Wspomniany procesor 9088iis oferuje 8 wejść/wyjść, które można konfigurować jako analogowe bądź cyfrowe. Sercem procesora jest mocny (przynajmniej w momencie premiery urządzenia) DSP, a zdalne sterowanie oraz programowanie pracy urządzenia umożliwia program Soundweb Designer, instalowany na komputerze PC, z którym 9088iis komunikuje się poprzez port RS232. Procesor jest też przystosowany do współpracy z systemami sterowania innych producentów.

Jednostka pozwala na dwukierunkowy przesył ośmiu kanałów cyfrowego audio w obie strony, na odległość do 300 metrów, przy użyciu zwykłej skrętki Cat5. Mimo pojawienia się Soundweb-ów nowej i jeszcze nowszej generacji, 9088iis wciąż pozostaje w użyciu. Wykorzystują go nawet projektanci systemów koncertowych dla takich gwiazd jak Oasis, Diana Krall czy Metallica.

PROCESORY SOUNDWEB LONDON

2004 to rok, w którym światu objawiona została nowa rodzina procesorów Soundweb, tym razem z członem London w nazwie. Modyfikacja, która jest zauważalna natychmiast, to… zmiana kolorystyki. W odróżnieniu od pierwszych procesorów Soundweb seria London przyjęła barwę niebieską. Nic więc dziwnego, że nazwy procesorów zawierają człon BLU (jakkolwiek "niebieski" po angielsku to blue).

Część procesorów BLU wyposażona jest w cztery sloty, w których - w zależności od potrzeb - możemy instalować karty wejść bądź wyjść, a także jedne i drugie. Daje nam to możliwość uzyskania różnych konfiguracji - 16×0, 12×4, 8×8, 4×12 lub 0×16. Co więcej, mogą to być wejścia i wyjścia zarówno analogowe (obsługujące sygnały mikrofonowe lub liniowe), ale też cyfrowe AES/EBU czy S/PDIF.

Wszystkie procesory BLU mogą być sterowane i programowane za pośrednictwem własnego, opartego na Etheecie, komunikacyjnego protokołu sieciowego HiQnet, standardowego dla wszystkich urządzeń produkowanych pod szyldem Harmana. Nie oznacza to wcale, że system London jest hermetyczny. Wręcz przeciwnie. Jedną z istotniejszych zmian w stosunku do pierwszej serii procesorów Soundweb jest bowiem implementacja obsługi protokołu CobraNet Audio. Oznacza to, że niektóre procesory BLU, bo nie wszystkie, wyposażone w interfejs CobraNetu, mogą odbierać i transmitować cyfrowe sygnały audio do urządzeń innych marek, o ile tylko te również korzystają z tego samego interfejsu.

Na tym historia rodziny Soundweb London się nie kończy, a wręcz przeciwnie - nabiera rozpędu. W roku 2008 bowiem zaprezentowano cztery nowe modele, oferujące znacznie poszerzone możliwości i funkcjonalność. Odnotować należy przede wszystkim czterokrotny wzrost zdolności obliczeniowej - w porównaniu do urządzeń Soundweb London poprzedniej generacji - oraz, co wymaga szczególnego podkreślenia, implementację nowego typu cyfrowej magistrali audio BLULINK. Ta ostatnia jest na tyle przełomowym "wynalazkiem", że zasługuje na obszeiejsze omówienie, co też uczynię w dalszej części tekstu.

Chciałbym w tym miejscu zwrócić Waszą uwagę na pewien "zgryz" nomenklaturowy. Jak dotąd cały czas wspominam o "procesorach". Problem polega na tym, iż wielu, jako podstawowe kryterium zaliczenia danego urządzenia do kategorii procesorów, uważa obecność układów DSP na jego pokładzie. Tak się przy tym składa, że nie wszystkie moduły BLU są w takowe układy wyposażone. Można więc stanąć na stanowisku, że skoro ich jedynym zadaniem jest konwersja A/C i/lub C/A oraz komunikacja z magistralami cyfrowymi, to zasługują na nazwanie ich co najwyżej "interfejsami". No, bo skoro tylko konwertują… No właśnie, nie tylko.

Konwersja sygnału, przykładowo analogowego na cyfrowy, to jedno, ale żeby uzyskane w ten sposób dane audio dało się "przepchnąć" przez cyfrową magistralę audio, trzeba nadać im odpowiedni format, czyli dokonać podziału na pakiety, ramki i co tam jeszcze, czym również zajmują się procesory pozbawione DSP. Tak czy siak, jest to jakaś forma przetwarzania danych i dlatego, w tym kontekście, nie wprowadzałbym podziału na procesory i nie-procesory, choć zastrzegam sobie prawo zamiennego używania określeń "procesor" i "moduł".

OK, przejdę teraz do omówienia procesorów

BLU

Dla przykładu, model BLU-16 jest procesorem z czterema slotami kart, a zatem może zarówno wysyłać strumień danych audio, jak i je odbierać, w zależności od konfiguracji. Uzbrojony jest w procesor DSP, ale pozbawiony interfejsu CobraNet. Oznacza to, że nie jest zdolny do transmisji danych audio, a komunikować się może jedynie z wykorzystaniem HiQnetu, a więc wyłącznie z urządzeniami ze "stajni" Harmana.

BLU-16, oprócz złącz wejściowych i wyjściowych oraz sieciowego, dysponuje także złączami sterowania logicznego - 12 wejść i 6 wyjść. Do czego one służą? Odpowiedź na to pytanie znajdziecie w punkcie poświęconym programowaniu. BLU-16 - podobnie jak pozostałe modele "dwucyfrowe" - nie obsługuje BLULINK, tzn. nie dysponuje stosownym złączem, po prostu dlatego, że w roku 2004 technologia ta jeszcze nie była dostępna. A zatem model ten oferuje nam "tylko" funkcje DSP.

W przypadku procesora BLU-32 mamy do czynienia z sytuacją nieco odmienną. Urządzenie daje nam takie same możliwości w zakresie konfigurowania wejść i wyjść, co BLU-16, z tą jednak różnicą, że nie dysponuje układem DSP, ale w zamian pozwala skorzystać z łącza CobraNet. Można zatem przyjąć, że pełni funkcję interfejsu pomiędzy światem analogowego audio i sieciami CobraNet.

Najbardziej rozbudowanym i zaawansowanym procesorem Soundweb London jest model BLU-800. Podobnie jak pozostałe jest w stanie "wchłonąć" cztery karty we/wy, ale dysponuje największą, potężną mocą obliczeniową, którą zapewniają mu cztery układy SHARC, a także interfejsami CobraNet i BLULINK, oczywiście oprócz standardowego HiQnet. Procesor jest więc predestynowany do pracy w najbardziej newralgicznych punktach sieci audio, mogąc też pełnić funkcję mostu pomiędzy magistralami audio i oferując niezrównane możliwości w zakresie przetwarzania sygnałów.

Seria BLU obejmuje także trzy procesory o stałej konfiguracji I/O. Są to modele BLU-100, BLU-101 oraz BLU-102. Pierwsze dwa wyposażone są w dwanaście wejść i osiem wyjść, ostatni zaś dysponuje mniejszą o dwa liczbą wyjść, ale za to na jego pokładzie pracuje hybryda telefoniczna, pozwalająca na komunikację z siecią telefoniczną POTS.

Oprogramowanie pozwala zdalnie konfigurować wzmocnienie sygnału na wejściach analogowych, w krokach co 6 dB, w zakresie do +48 dB, a także włączać zasilanie Phantom w poszczególnych kanałach. Urządzenia z tej grupy, jako procesory konferencyjne, uzbrojone zostały także w układy do eliminacji echa akustycznego, Acoustic Echo Cancelation. Więcej na ten temat w kolejnym artykule.

Zresztą, aby nie rozpisywać się na temat tego, w co poszczególne procesory są, a w co nie są wyposażone, zamieszczam obok małą tabelkę porównawczą. Oprócz BLU-100, 101 i 102, a także BLU-BOB i BLU-BIB wymienione w niej modele wymagają zainstalowania co najmniej jednej karty wejść lub wyjść - same z siebie nie są zaopatrzone w żadne złącza audio. Tabelka  pochodzi z materiałów reklamowych BLU-100.

BIBA Z BOBEM?

Soundweb London trudno byłoby nazwać systemem, gdyby składał się on jedynie z procesorów. Tak jednak nie jest. BSS oferuje bogaty zestaw sterowników naściennych, sieciowych oraz analogowych, a także specjalne moduły rozszerzeniowe, pozwalające zwiększyć liczbę wejść lub wyjść - BIB i BOB. Te dwa ostatnie zostały wprowadzone do oferty w roku 2009, przy czym BOB występuje w dwóch odmianach BOB1 i BOB2. Różnią się tylko konstrukcją - BOB1 ma szerokość pół raka, BOB2 natomiast przystosowany jest do montażu w standardowym raku 19".

Wszystkie te moduły mają stałą konfigurację ośmiu wejść bądź wyjść analogowych. W kontekście całego systemu pełnią więc zadania dodatkowych interfejsów we/wy, ale należy zwrócić uwagę, iż wyposażono je wyłącznie w złącza BLULINK. Oznacza to, że mogą komunikować się tylko z "trzycyfrowymi" procesorami BLU. Jeśli więc integrator zamierzałby zbudować system na bazie "dwucyfrowych", uzupełniając niedostatki wyjść lub wejść modułami BOB czy też BIB, niestety srogo się zawiedzie. Moduły pozbawione są także złącz sterowania logicznego.

Ważną rzeczą jest także to, iż poziomem wzmocnienia sygnału ani załączaniem zasilania fantomowego w BIB nie da się sterować z poziomu oprogramowania - parametry te reguluje się lokalnie, za pomocą kontrolek fizycznych.

ZASTOSOWANIA

Jak już powiedziałem, zakres zastosowań systemu London jest praktycznie nieograniczony. Najbardziej spektakulaymi są z pewnością centra konferencyjne, w których systemem objęte jest np., kilka dużych sal, a także ogromne obiekty sportowe, jak stadiony, wszelkiego rodzaju parki rozrywki. System London instaluje się również w hotelach czy instytucjach użyteczności publicznej. Wiele instalacji tego typu powstało i w naszym kraju. Zaletą systemu jest możliwość przystosowania go w zasadzie do każdych wymagań, a także rozszerzania w miarę eskalacji potrzeb.

W kolejnych artykułach postaram się przybliżyć przykłady praktycznych zastosowań systemu, które pozwolą Wam samodzielnie ocenić jego możliwości. W tym numerze nie da rady tego ogaąć.

BLULINK

Własny typ magistrali przesyłu danych audio, BLULINK, jest jednym z elementów stanowiących o sile całego systemu London. Pod względem przepustowości na głowę bije rozwiązania konkurencyjne. Przy próbkowaniu 48 kHz pozwala bowiem na przesyłanie zwykłą skrętką Cat5 aż 256 lub, jeśli częstotliwość próbkowania zostanie zwiększona do 96, 128 kanałów. Oczywiście mowa tu o sumarycznej liczbie kanałów transmisji w obie strony. Na uwagę zasługuje także fakt, że latencja transmisji jest stała, wynosi 0,23 ms i nie zmienia się wraz ze zmianą częstotliwości próbkowania czy liczby wykorzystanych kanałów.

Z BLULINKiem współpracują wszystkie "trzycyfrowe" procesory BLU i wyposażone są one w dwa złącza tego typu - wejściowe i wyjściowe. Oznacza to, że procesory mogą pracować "przelotowo", tworząc np. redundantny pierścień. Jako że BLULINK pracuje na skrętkach Cat5, toteż złączami są typowe gniazda RJ45. Każdy procesor zajmuje określoną grupę kanałów, a w przypadku BIB oraz BOB jej wyboru dokonuje się za pomocą dedykowanych mikroprzełączników.

BLULINK jest magistralą typu "punkt-punkt", co oznacza, że do transmisji pomiędzy urządzeniami nie są potrzebne żadne przełączniki, routery itp. Jedynym rodzajem urządzeń spoza grupy procesorów, które bywa podłączone do BLULINKa, jest konwerter umożliwiający przeniesienie transmitowanego sygnału na nośnik alteatywny, czyli światłowód. Stosuje się to w sytuacjach, gdy transmisja przebiega na większych odległościach - nawet do 40 kilometrów.

PROGRAMOWANIE I STEROWANIE

Konfiguracji wszystkich procesorów Soundweb London dokonuje się za pomocą komputera PC z zainstalowanym oprogramowaniem HiQnet London Architect. Jest to oprogramowanie pozwalające konfigurować system metodą wizualną "przeciągnij i upuść". Przy jego użyciu można zaprogramować wszystkie aspekty działania systemu, tak w zakresie przetwarzania sygnałów - korekcji, dynamiki, opóźnień, miksowania, bramkowania i co tam jeszcze potrzeba - jak i sterowania logicznego.

Już  chwila obcowania z programem wystarcza, by zorientować się, że jakkolwiek zadanie skonfigurowania systemu może nie być proste samo w sobie (wszystko zależy od stopnia jego złożoności i doświadczenia projektanta), to praca z Architectem nie nastręcza praktycznie żadnych trudności. Dostęp do wszystkich parametrów jest równie prosty, jak kliknięcie myszą.

Bloki urządzeń, a także procesów DSP i logicznych umieszcza się na diagramie, konfigurując następnie połączenia pomiędzy nimi. Mało tego, oprogramowanie dostarczane jest wraz z całą, bardzo obszeą biblioteką makr, tworzonych dla poszczególnych urządzeń produkowanych przez Harmana. Dzięki nim projektant nie musi samodzielnie ustalać i dobierać parametrów obróbki sygnałów, bo wszystko ma podane "na talerzu". O łatwości pracy z tym softem każdy może się przekonać osobiście, pobierając go z witryny inteetowej BSS.

Projektant ma pełny dostęp do wszelkich ustawień systemu (może go mieć także administrator), zabezpieczony hasłem. Bez jego znajomości nic się nie da w systemie zmienić. Jednak żeby nie pozbawiać użytkowników możliwości dokonywania choćby podstawowych zmian, projektant może zdefiniować tzw. panele użytkownika, stanowiące zbiór kontrolek parametrów dostępnych dla każdego, kto ma prawo korzystać z komputera przyłączonego do systemu. Zwykle chodzi tu przede wszystkim o regulację głośności sygnału w poszczególnych strefach lub wybór źródła sygnału. Podobne funkcje mogą pełnić kontrolery naścienne, dostępne w czterech typach. Wybór zależy zresztą od potrzeb.

Wejścia i wyjścia logiczne w procesorach BLU można wykorzystać na wiele sposobów, w tym jako złącza GPIO. Zestaw boolowskich operacji logicznych oraz obiektów, jakie projektant systemu ma do wyboru, jest bardzo obszey i pozwala uwzględnić wszelkie potrzeby systemu w zakresie sterowania logicznego. Do czego ono jest przydatne? Najkrócej rzecz ujmując, do uruchamiania wybranych reakcji systemu, czy też poszczególnych jego elementów, w zależności od zaistnienia określonych warunków. Temat ten jest jednak zbyt obszey, by zajmować się nim szczegółowo w tak krótkim materiale. Obiecuję powrócić do niego w niedługim czasie.

PODSUMOWANIE

Czas kończyć - ale tylko artykuł, nie temat. Ten bowiem, jak już sygnalizowałem, jest tak obszey, że wymaga dalszego zajęcia się nim. A zatem do zobaczenia wkrótce!

Marek Korbecki


Więcej informacji o systemie BSS Soundweb London można znaleźć na stronie producenta: www.bssaudio.com oraz polskiego dystrybutora: www.essaudio.pl.