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“7个为什么?”带你认识Dante网络音频传输协议

来源:av010com    发布时间:2019-04-14 19:43:28



  在音频行业,我们常听说某个音响产品支持“Dante协议”。“Dante协议”到底是什么?这种传输协议有何优势?对此,本文将对其做具体阐述。


1、什么是“Dante协议”?


  Dante协议一个在标准的IP网络上运行的现代化高性能数字媒体传输系统。就是说,它是以IP数据结构在以太网中传递实时音频信号的技术,为点对点的音频系统连接提供了一种低延时、高精度和低成本的解决方案。是Audinate公司在2003年研发的,和传统的CobraNet技术一样,也是一个集硬件、软件和通信协议为一体的产品。


  DANTE可以任由音频信号在以太网中使用TCP/IP方式任意传送,而且在这个过程中能保持信号的精确还原。下面的图一反应了DANTE网络的连接工作方式:



Dante系统的连接示意图

2、Dante有什么优势?


  Dante技术允许在一个以太网线上同时发送和接收许多的音频通道,并且避免了早期解决方案的复杂性和局限性。Dante的低延迟严格的同步播放,可以满足最苛刻的音响系统的要求,并且与现有的IT设备的兼容性非常好。和传统的产品的不同之处是,Dante已经跨越了二层网络通信协议,完全采用更为先进和方便的IP三层通信协议,并且可以通过对Firmware的升级,直接过渡到AVB(AudioVideoBridging)协议,这是非常重要的一步。


3、Dante协议支持多少个音频通道?



  千兆网:在单一的链接上支持512✕51248KHz/24Bit个音频通道,也就是共1024个双向通道。对于96KHz/24Bit的音频数据流,信道容量减半

  百兆网在单一的链接上支持48✕4848KHz/24Bit个音频通道,也就是共96个双向通道对于96KHz/24Bit的音频数据流,信道容量减半

  Dante协议支持48KHz和96KHz两种音频采样率,具体根据不同厂家、不同系列的产品的不同而不同。


4、使用Dante时,网络中的两个音频节点的延迟是多少?


  原理上,两个音频接点之间直接使用千兆网连接,并且网络是非常完美的情况下,一个单一的音频数据被采集并且通过自己的IP数据包传送,Dante已经测得的延迟与千兆网的标准是一样的,都是83.3μs(0.08ms)



  下面表格表示出了一个基本的音频信号以一倍或者多倍超采样(2倍就是96KHz采样,4倍、8倍类同)传输时,当网络利用率达到90%左右时网络可以承受的传输音频通道的数量(包含单播和多播的总和)以及相对应的网络延时。


 


网络带宽

每个数据包包含的音频通道

每个音频通道的采样率(倍)

总的传输音频通道数量

网络连接利用率

传送延时(μm

100Mbps

1

1

3

89.86%

34

100Mbps

8

1

16

76.03%

37

100Mbps

2

2

10

83.52%

56

100Mbps

4

4

32

94.46%

103

100Mbps

8

8

56

89.71%

209

1Gbps

1

1

31

92.85%

22

1Gbps

16

1

304

89.74%

23

1Gbps

2

2

108

90.20%

43

1Gbps

4

4

300

88.56%

85

1Gbps

8

8

560

89.71%

171


  从上表可以看出,对于不同的网络带宽和通道传输的需要,Dante系统可以自动调整可用的网络带宽,在网络传输安全的前提下尽量多的使用空余带宽,以降低传送延时。


5、Dante与EtherSound的性能比较?


  Dante没有拓扑的限制和安装的复杂性;Dante协议采样率最高支持192KHz,单一链路上最多支持1024个通道的双向传输,最低延迟可以达到83.3μs,而EtherSound协议的采样率最高只支持到96KHz,单一链路上最多支持512个通道,并且音频数据流只能单向通过HUB或Switch,最低延迟是125μs,所以Dante在性能上超过EtherSound。而且Dante可以提供故障备份,这对于现场活动来讲,是一个非常明显的优势。


 6.Dante与CobraNet的性能比较


  CobraNet协议是美国PeakAudio公司在1996年开发的网络化音频传输技术。迄今为止,CobraNet被广泛公认为所有网络化音频技术的“始祖”,它被视为有效的音频协议,并将继续很好的为行业服务。虽然受到50多家CobraNet产品制造商的拥护,但是CobraNet仍未成为行业标准。

  CobraNet协议采样率最高支持96KHz,单一链路上的音频通道数量为128通道双向传输,并且不支持路由,最低延迟是1/3ms,这些数据性能和Dante协议比起来还是逊色一些。并且CobraNet协议没有故障备份。


7.关于Dante与AVB的认识


  由于CobraNet、EtherSound等通信协议都是各个厂家独立建立的协议标准,尽管其中的一些都遵循以太网的协议标准,但是并不是真正的国际标准,所以对日后的通用性和兼容性的设定存在一定的障碍(例如CobraNet设备和EtherSound设备之间无法通信)。在这种情况下电气和电子工程师学会IEEE的音频视频桥接工作组IEEE802.1标准委员会出台了AVB(AudioVideoBridging)技术标准。

  AVB的出台就是为了弥补这一领域的漏洞,并以ISO的标准规格发布出来,并提供给厂家免费使用。所以在AVB出台以后,通信协议百家争鸣的现象就应该逐步消失了,毫不夸张的说AVB的出台堪称音视频行业的新时代。

  AVB允许多通道的不同采样率的音频流和视频流在不同的网络、不同的距离之间传输,并且支持标准的时序和时钟信号,所有的AV设备参照统一的时间基础,协同播放。

  AVB消除了网络的缓冲延迟。通过网络进行数据传输时,可靠性优于时间,短时间的延迟在数据传输中可以接受,但是在音频和视频传输中延迟造成的音视频不同步是不能接受的。队列和转发规则,确保不同的AV流按照指定的延迟通过网络,确定非AVB设备。AVB协议可以识别网络中的非AVB设备。

  Dante协议目前的Firmware版本虽然是一个过渡版本,但仍然是自称体系的传输协议。由于Dante的协议的架构完全符合AVB规范,所以在系统升级时,Dante只需要更新所有网卡的Firmware版本即可以自动升级到AVB系统,而无需更改任何硬件设备,这也使得Dante协议成为目前能完全兼容AVB而投入商用领域的少数产品之一。




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