网络音频传输协议CobraNet

1、网络音频传输协议cobranet代号“眼镜蛇” -cobranet无论你是演出租赁公司还是大型t程项u的音频承包商，现今的数字音频网络技术都能 给你带來无比的竞争优势。在这当中最为先进的技术之一就是peak audio尖峰音频公司 的cobranet眼镜蛇网络。如果我告诉你现在很多摇滚音乐会都用“网络技术”來传送信号，进行最劲爆的现场扩 声，你会不会感到吃惊呢？ “网络技术”早已超越了在办公室屮安安静静传输电子表格的 界限。现在“网络技术”已经渗透到现代生活的各个角落，它所能传递的信息包罗力象， 广泛川于视频、灯光控制、保安监控、演出进程控制等众多领域，所以网络能够传输髙质 量的咅频也就不是天

2、方栈谭的故事了。用网络技术來传输信号能带给我们众多的好处，比如在一根电缆上能传输多路信号、系 统组织可以非常灵活、系统的兀余安全性和容错方案很容易实现、可随时对信号的路由进 行动态调整以及可以实时监控系统中任意信号的状况等等。在一个音频网络中，一根5类 双绞线（办公室屮使川的普通网线）或者一根光缆可以取代模拟系统中无数根音频电缆， 而11网线中还可以增加遥控和监控信息。由丁网络系统中实际需要铺设的线缆大大减少， 线槽的尺寸也可以随z减小，线缆铺设所花费的人工和时间也就大大减少和降低。另外由 于光缆对于各种电磁干扰和射频干扰具有天生的免疫特性，所以整个系统的调试和维护也 变得更为简便。在音频网络

3、系统当中，冗余备份和容错设计非讯容易实现。通过合理设 计，当系统检测到任何一件设备或者网络电缆发生故障，都可以进行应急切换，保证系统 继续运行。在网络管理方面，可以在中心机房或任何需要的地方设置专门的监控计算机， 对网络上所有的设备进行监控，如果有设备发生损毁，在应急切换的同时也町以给出报警 信号，比如电脑监视器上原先的绿灯变成红灯，或考发出电子邮件、bp机呼叫和手机短 信，提请工程师注意进行系统维护。対系统进行中央监控可以节省大量的时间和劳力，尤 其是当音频网络系统应用于人型场馆的情况下，有人型主题公园工作经丿丿j的工程师对这一 点可能会特别欣赏。用网络系统來调配音频信号的时候，灵活性是无与

4、伦比的。在一个设计合理的音频网络 系统中，可以轻松地把任何输入信号切换到任何输出通道，而且完全不用重新接线，甚至 连跳线板也不用。这种信号路由的灵活调整特性，可以使系统适应不同的使用要求，对于 未來的可扩展性和系统的调整也留有充分余地，而这一切都不需要繁重的体力劳动來搬动 机柜机架，更不需要繁琐的重新焊线接头工作。眼镜蛇协议cobranet protocol,利用成熟的快速以太网技术來传输和分配实时、非压 缩的数字音频信号。现在已经成为被广泛采用的音频网络技术标准，冃前已经有超过40 多家世界知名的音频产品制造商取得了使川该技术的执照，他们所生产的产品从标准的输 入输出设备、功率放大器、有源扬

5、声器系统直到各类网络化的信号处理设备，可以说是应 有尽有。能接入眼镜蛇网络，通过网络接收、发送信号的设备，一般统称为cobranet devices,即眼镜蛇设备。所有眼镜蛇设备均由遵循眼镜蛇协议的设备制造商制造，它们 之间可以互和传递信息，具冇很好的互操作性。因此，系统设计人员可以口曲地选择各个 厂家生产的眼镜蛇设备，组成一个完整的系统，这对于根据不同需求和预算搭建不同的系 统具冇很好的优势。每个眼镜蛇设备至少具有一个以太网接口（rj45接头），通过这个 接口就可以与网络相连接。在一个快速以太网上，数据传输的速度可以达到每秒100兆比 特（mbps） 0在这样的带宽条件下，眼镜蛇网络可以支持

6、64路音频信号。由于大部分眼锐 蛇设备具有同时发送和接收网络数据的能力（也叫做全双工），所以每个眼镜蛇设备能享 受双向100 mbps的带宽（即接收100 mbps、发送100 mbps） o这样眼镜蛇设备实际享受 的带宽达到200 mbpso这也就是说在一根5类双绞线或1对光缆上可以传输128路音频信 号。由于很多以太网交换机具有千兆上行接口或扩展接口，在这些速度更高的端口上传输 的音频信号可以达到1280路。有些眼镜蛇设备具有2个以太网接i i。尽管这些接口不能 同时工作來增加有效带宽，但却是提高系统兀余度和容错性的好方法。如果主用的以太网 口岀现问题，比如网线断裂，或考是交换机上的相应端

7、口出了故障，备川的以太网口就能 口动启用，保证网络传输不会中断。眼镜蛇设备上的模拟接口可以是话筒电平或者线路 电平的接口。作为输出甚至可以有扬声器的接口，在貝有眼镜蛇接口的功放上，这是非常 常见的。有些眼镜蛇设备也提供数字音频接ikaes/ebu）, m至有些产品可以提供从眼镜 蛇网络到其他咅频网络的转换接口。眼镜蛇协议一个独到的优势在于协议木身并不限制输 入输出信号的类型，比如说，你对以用模拟线路电平向眼镜蛇网络输入一个信号，然后再 从连在网络上的另一件眼镜蛇设备屮以数字方式将该信号取出。这一优点使眼镜蛇网络用 于iii场馆的改造，实现模拟数字设备的无缝连接变得非常容易。冃前眼镜蛇协议支持的

8、标 准采样频率是48khz,量化比特16、20、24可选。96khz的高釆样频率目前正在进行测 试，渴望在新版的眼镜蛇协议屮提供。眼镜蛇协议同样支持各种控制信号的传输，比如常见的rs232, rs422和rs485信号。 这使得不同制造商所采用的不同控制协议町以同时在网络上传输，彼此互不干扰。在以太 网带宽屮除了传输音频信号，余下的带宽都可以用來传输控制信号。冃前的tt产业中有很多网络技术町供选用，但以太网仍然是最为稳定可靠和广泛使用 的协议。所以当美国cirrus logic 的peak audio尖峰音频公司着手开发眼镜蛇协议 的时候，以太网成了理所当然的选择。现在基于以太网的新技术不断涌

9、现，以太网本身的 功能也在不断增强和完善，依靠着tt技术的不断前进，音频行业也可以不断与时俱进。 许多网络行业的大公司为了争夺市场份额，不断推出新的技术和产品，而价格却在不断下 降，作为音频行业，我们可以容易地享受到技术进步所带来的好处。因为整个眼镜蛇协议 是建立在标准以太网驶件和底层协议基础上的，我们不需耍特别的或冇技术专利的产品来 构建网络基础。it行业大批网络硬件设备厂商能够捉供种类繁多的标准产胡，从工程当地 的电脑商城，甚至通过网上购物都町以轻松买到。设备、功率放大器、有源扬声器系统直到各类网络化的信号处理设备，可以说是应有尽 有。能接入眼镜蛇网络，通过网络接收、发送信号的设备，一-般

10、统称为cobranet devices,即眼镜蛇设备。所冇眼镜蛇设备均曲遵循眼镜蛇协议的设备制造商制造，它们 之间可以互相传递信息，具有很好的互操作性。因此，系统设计人员可以自出地选择各个 厂家生产的眼镜蛇设备，组成一个完整的系统，这对于根据不同需求和预算搭建不同的系 统具有很好的优势。每个眼镜蛇设备至少具有一个以太网接口（rj45接头），通过这个 接口就可以与网络相连接。在一个快速以太网上，数据传输的速度可以达到每秒100兆比 特（mbps） o在这样的带宽条件下，眼镜蛇网络可以支持64路音频信号。由于大部分眼镜 蛇设备具有同时发送和接收网络数据的能力（也叫做全双工），所以每个眼镜蛇设备能享

11、 受双向100 mbps的带宽（即接收100 mbps、发送100 mbps）。这样眼镜蛇设备实际享受 的带宽达到200 mbps。这也就是说在一根5类双绞线或1对光缆上可以传输128路音频信 号。由于很多以太网交换机具有千兆上行接口或扩展接口，在这些速度更高的端口上传输的音频信号可以达到1280路。有些眼镜蛇设备具有2个以太网接口。尽管这些接口不能 同时工作来增加有效带宽，但却是提高系统冗余度和容错性的好方法。如杲主用的以太网 口出现问题，比如网线断裂，或者是交换机上的相应端口出了故障，备用的以太网口就能 口动启用，保证网络传输不会中断。眼镜蛇设备上的模拟接口可以是话筒电平或者线路 电平的接

12、口。作为输出甚至可以有扬声器的接口，在具有眼镜蛇接口的功放上，这是非常 常见的。有些眼镜蛇设备也提供数字音频接口 (aes/ebu),甚至有些产品町以提供从眼镜 蛇网络到其他音频网络的转换接口。眼镜蛇协议一个独到的优势在于协议木身并不限制输 入输出信号的类型，比如说，你对以用模拟线路电平向眼镜蛇网络输入一个信号，然后再 从连在网络上的另一件眼镜蛇设备屮以数字方式将该信号取岀。这一优点使眼镜蛇网络用 于旧场馆的改造，实现模拟数字设备的无缝连接变得非常容易。h前眼镜蛇协议支持的标 准采样频率是48khz,量化比特16、20、24可选。96khz的高釆样频率目前正在进行测 试，渴望在新版的眼镜蛇协议

13、中提供。眼镜蛇协议同样支持各种控制信号的传输，比如常见的rs232, rs422和rs485信号。 这使得不同制造商所采用的不同控制协议可以同时在网络上传输，彼此互不干扰。在以太 网带宽中除了传输音频信号，余下的带宽都可以用來传输控制信号。目前的it产业中有很多网络技术可供选用，但以太网仍然是最为稳定可靠和广泛使用 的协议。所以当美国cirrus logic下属的pesk audio尖峰音频公司着手开发眼镜蛇协议 的时候，以a网成了理所当然的选择。现在基于以太网的新技术不断涌现，以太网木身的 功能也在不断增强和完善，依靠着it技术的不断前进，音频行业也可以不断与时俱进。 许多网络行业的人公司为

14、了争夺市场份额，不断推出新的技术和产品，而价格却在不断下 降，作为音频行业，我们可以容易地享受到技术进步所带來的好处。因为整个眼镜蛇i办议 是建立在标准以太网硬件和底层协议基础上的，我们不需要特别的或有技术专利的产品來 构建网络基础。it行业大批网络硬件设备厂商能够提供种类繁多的标准产品，从工程当地 的电脑商城，甚至通过网上购物都町以轻松买到。ricobronot i/l.va.图2：星云拓扑结构在星云结构屮，交换机之间的5类双绞线长度也必须控制在100米以内。如果超出这个 范围，则应该选用光缆传输。用于快速以太网的多模光缆最远可以传输2公里。如杲使用 单模光缆，传输距离可以进一步增加，这时影

15、响传输距离的主要是光发射接收装置的功率 和灵敏度，这一数值根据各个厂商的技术标准冇很大出入。通过不断向外层连接以太网交 换机，可以建成更大的星云结构网络。如果设计合理的话，眼镜蛇网络的大小是没有局限 的。眼镜蛇协议把音频信号打成数据包，以便在以太网上传输，这种数据包被称为bundle。 个bundle的数据量可以包含8路20比特的咅频信号。采用这种最大尺寸的bundle数 据包是最值得推荐的做法，因为这样可以最有效地利用网络带宽。在数据包中也可以装入 16比特或24比特的音频信号，但这种做法非常少见。采用16比特的信号，-个数拯包能 容纳8个音频通道。采用24比特的信号，一个数据包只能容纳7个

16、音频通道。在眼镜蛇网络屮，音频信号的路由分配是通过数据包号bundle number來实现的。具体 来说又有所谓多点传输multicast和单点传输unicast的分另!|<> multicast可以支持1点 到多点的信号分配，这样的数据包将耗占整个网络的带宽。这意味着如果用多点传输数据 包向网络上某个设备定向传送信号，网络上其他木不用接受这-信号的设备也都能看到这 个数据包。因此多点传输数据包因该只在需要时使用，以免浪费网络带宽。多点传输数据 包的包号在1-255 z间。ldiicourwnei itx 8blqj| switch |cobranelswitchsrx8图3=多点

17、传输占用整个屈络的带宽资源在图3中，眼镜蛇设备a将连接在其上的话筒信号打包到8号数据包，并向外发送 (tx),网络中只有设备h被设定为接受(rx)8号数据包的信息。由于8号数据包属于多点 传输数据包，所以这个数据包被发往网络上所有的设备。设备h由于被设定接受该数据 包，所以连接在其上的喇叭就能够重播话筒的信号，而其他设备则忽略了这一信号。无论网络上是否有接受设备，多点传输数据包都将发往所有网络设备。如果眼镜蛇设备ii改为 接受其他数据包，或者完全关断（数据包号为0）,图3中红色箭头所代表的数据流动将 依然存在，这样宝贵的带宽资源就被浪费了。单点传输数据包，顾名思义，支持点对点的 数据传输。单点数据包实际上利用了以a网交换机的一个基木功能，即读取数据包的tl的 地址，并把该数据包定向发送到该地址。这可以有效防止带宽的浪费，从而增加网络上所 能使用的音频通道数。因此在使用交换机网络构建眼镜蛇网络时没有确定的数据包极限， 网络所能容纳的音频通道数很大程度取决于网络的拓扑结构。单点传输数据包的包号在 256-65279 z 间。下图4中，眼镜蛇设备a改用310号数据包传送话筒信号，而设备h也改为接受310号 数据包。由于310号数据包属于单点传输数据包，所以该数据包被定向发往设备h。红色 箭头显示只冇在直接连接2设备的网络端口，带宽才被消耗，这样网络资源就