高級音響師實用教程（下部6-12章）

高級音響師實用教程下部6-12章目錄\h第6章CobraNet技術\h6.1CobraNet設備的類型\h6.1.1只用于信號傳送\h6.1.2用于信號輸入、信號處理、信號輸出\h6.2CobraNet技術的應用\h6.2.1CobraNet技術的應用范圍\h6.2.2CobraNet以太網(wǎng)的使用\h6.2.3使用網(wǎng)絡交換機作為CobraNet的網(wǎng)絡交換設備\h6.3以太網(wǎng)與CobraNet的數(shù)據(jù)幀結構\h6.3.1MAC數(shù)據(jù)幀結構\h6.3.2數(shù)據(jù)包結構\h6.4大容量數(shù)據(jù)與CobraNet網(wǎng)絡優(yōu)化\h6.4.1生成樹協(xié)議（SpanningTree）IEEE802.1d\h6.4.2干線生成協(xié)議IEEE802.3ad\h6.4.3VLAN的應用（IEEE802.1q）\h6.5簡單網(wǎng)絡管理協(xié)議\h6.6Conductor與BuddyLink\h6.6.1Conductor\h6.6.2BuddyLink\h第7章AUDIONET網(wǎng)絡音頻平臺系統(tǒng)\h7.1AUDIONET網(wǎng)絡音頻平臺系統(tǒng)的構成\h7.1.1RS1200軟件\h7.1.2AUDIONET網(wǎng)絡音頻傳輸器\h7.1.3AUDIONET網(wǎng)絡音頻處理器\h7.1.4AUDIONET網(wǎng)絡音頻平臺系統(tǒng)的功能特點\h7.2AUDIONET網(wǎng)絡數(shù)字功放和網(wǎng)絡有源音箱\h7.2.1NET6000D網(wǎng)絡數(shù)字功放\h7.2.2網(wǎng)絡有源音箱\h7.3AUDIONET網(wǎng)絡音頻平臺系統(tǒng)的應用\h第8章EASE的原理與應用\h8.1EASE的基本概念\h8.1.1什么是EASE\h8.1.2EASE軟件研究與發(fā)展的過程\h8.1.3EASE的主要功能\h8.2利用EASE軟件創(chuàng)建房間模型\h8.2.1啟動EASE\h8.2.2創(chuàng)建房間模型\h8.2.3加上聽眾區(qū)\h8.2.4加上聽眾座椅\h8.2.5加載揚聲器和墻面吸聲材料\h8.3利用EASE軟件建立電聲學模擬\h8.3.1選擇揚聲器\h8.3.2確定揚聲器的瞄向\h8.4EASE工程項目的檢查與修正\h8.4.1工程項目的一般檢查\h8.4.2聲場特性的檢查與修正\h8.4.3聲音質(zhì)量效果的檢查\h第9章Smaart原理與應用\h9.1Smaart的主要測量功能與配置單元\h9.1.1Smaart的主要測量功能\h9.1.2Smaart基本單元配置\h9.2系統(tǒng)設置與電平調(diào)整\h9.2.1系統(tǒng)設置\h9.2.2電平調(diào)整\h9.3測量實例\h9.3.1實時頻譜分析儀（RTA）\h9.3.2模擬式均衡器測量\h9.3.3揚聲器系統(tǒng)測量\h9.3.4對揚聲器系統(tǒng)進行均衡處理\h第10章PA數(shù)字音頻處理器的原理與應用\h10.1面板功能旋鈕與連接\h10.1.1后面板\h10.1.2前面板\h10.1.3快捷啟動\h10.2基本編輯功能\h10.3操作運行\(zhòng)h10.3.1程序定義\h10.3.2工廠程序向導\h10.4參數(shù)及調(diào)整\h10.4.1前置分頻器\h10.4.2聲反饋抑制器\h10.4.3分諧波合成發(fā)生器\h10.4.4分頻器\h10.4.5后置分頻器的參數(shù)均衡PEQ\h10.4.6壓縮器/限幅器\h10.4.7揚聲器延時調(diào)整\h10.5分頻器的使用\h10.5.12×6分頻器\h10.5.22×5分頻器\h10.5.32×4分頻器\h10.5.42×3分頻器\h第11章音質(zhì)主觀評價\h11.1音質(zhì)評價的意義與評定方法\h11.1.1音質(zhì)評價的意義\h11.1.2音質(zhì)評價的術語\h11.1.3評定小組的組成\h11.1.4評定方法\h11.2審聽室的技術性能\h11.2.1容積\h11.2.2各邊比例\h11.2.3混響時間\h11.2.4噪聲級\h11.2.5審聽人員的位置\h11.2.6審聽區(qū)內(nèi)的聲級和傳輸頻率特性\h11.2.7審聽室內(nèi)吸聲材料的布置\h11.2.8其他干擾\h11.2.9燈光\h11.2.10室內(nèi)氣候條件\h11.2.11室內(nèi)顏色\h11.3評價用電聲設備的技術要求\h11.3.1磁帶錄音機\h11.3.2調(diào)音控制臺\h11.3.3功率放大器\h11.3.4監(jiān)聽揚聲器箱的聲學特性\h11.3.5耳機的特性\h11.3.6CD唱機\h11.3.7家用監(jiān)聽系統(tǒng)\h第12章音響設備的使用與維修\h12.1音響設備的使用\h12.1.1正確進行系統(tǒng)配置與連接\h12.1.2養(yǎng)成正確的開／關機順序習慣\h12.1.3防止聲反饋引起的嘯叫\(zhòng)h12.1.4晶閘管干擾及防止措施\h12.1.5避免損壞擴音機和揚聲器的措施\h12.2擴聲系統(tǒng)設備故障檢修的基本方法\h12.2.1直接觀察法\h12.2.2測量電壓法\h12.2.3測量電阻法\h12.2.4元器件替代法\h12.2.5波形觀察法\h12.2.6觸擊檢查法\h12.2.7模擬檢查法\h12.2.8電路分割法\h12.2.9在線測量法\h12.2.10短接旁路法\h12.3系統(tǒng)設備常見故障的檢修程序\h12.3.1無聲故障\h12.3.2電源故障\h12.3.3揚聲器故障\h12.3.4主放大器故障\h12.3.5立體聲設備一個聲道故障\h12.3.6AV放大器及調(diào)音臺常見故障\h12.4音響系統(tǒng)故障維修實例第6章CobraNet技術CobraNet是一種將硬件、軟件和通信協(xié)議綜合為一體的網(wǎng)絡聲頻實時傳輸技術。它是由美國PeakAudio公司開發(fā)并推廣的，目的是在高速發(fā)展的計算機網(wǎng)絡平臺上找到一種實時的、穩(wěn)定的專業(yè)聲頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?。這一技術很快就被世界各地的專業(yè)聲頻器材制造廠家所關注，并相繼提出、開發(fā)了多套解決方案。隨著時間的推移，在眾多方案中，CobraNet以其良好的互通性、低成本的造價、可靠穩(wěn)定的測試，以及可預見的發(fā)展速度和良好的商業(yè)運作機制迅速地占領了市場，并得到了包括Peavey、QSC、Hamman、Biamp、R-H等數(shù)十家國際一流聲頻設備公司的支持。從某種意義上講，由CobraNet技術帶動的整個專業(yè)音響行業(yè)正向著計算機網(wǎng)絡化方向發(fā)展，它也將會在我國的專業(yè)音響領域得到進一步發(fā)展和應用。6.1CobraNet設備的類型雖然CobraNet技術是由PeakAudio公司開發(fā)推廣的，但該公司并不生產(chǎn)產(chǎn)品，而是由其他廠家向PeakAudio購買技術專利和CobraNetCODEC（即CobraNet的編/解碼器，是一組芯片，也稱為CobraNetCore）。為此，不同廠家生產(chǎn)的基于CobraNet技術的聲頻傳輸設備就會在使用中存在一些差異，但因為它們都遵守相同的通信協(xié)議，所以不同品牌的產(chǎn)品基本上都是可以互相通信的。下面按照設備的使用方法，將CobraNet產(chǎn)品分為以下兩類。6.1.1只用于信號傳送由于CobraNet技術本來就是用來解決聲頻信號傳輸問題的，所以針對信號的傳輸問題設計的信號接口箱應用就比較廣泛。例如，QSC的RAVE、Symtrix的SymNet、Biamp的CobraNet接口箱等，經(jīng)過固化號碼的PeaveyCAB也可以這樣應用。由于CobraNet的基本信號傳輸單元Bundle是以8個聲頻通道為一個數(shù)據(jù)包，所以上面提及的這些產(chǎn)品都是以8個聲頻通道為一組的（有的設備是16個通道一組，但是里面包含了兩個Bundle）。在實際應用中，輸出到功放的往往是兩個通道，所以一些功放的制造廠家就制造了一些兩個通道的CobraNet終端產(chǎn)品，用來將CobraNet信號直接引入功放，例如，CrestAudio（高峰）的Cki系列、Crown（皇冠）的IQPIP2插件和R-H的有源音箱系列等。6.1.2用于信號輸入、信號處理、信號輸出這就要求設備不僅僅能完成數(shù)字與模擬信號之間的D/A、A/D轉換，還要有相配套的聲頻處理設備，其中最為成熟和成功的就是我們熟知的Peavey公司的MediaMatrix（媒體矩陣）。目前其他公司也在加快開發(fā)這類的產(chǎn)品，比如Biamp已經(jīng)有這種帶有CobraNet接口的小型處理機了。6.2CobraNet技術的應用6.2.1CobraNet技術的應用范圍并非所有的聲頻工程都需要使用計算機網(wǎng)絡進行聲頻信號傳輸。對于那些獨立使用音響器材的Disco舞廳、中小型會議室和多功能廳等場合，目前還不適合使用網(wǎng)絡型設計，因為這樣做只能是增加設計難度和提高成本。但是對于像運動場、主題公園、歌舞劇院、廣播電臺、大型現(xiàn)場演出、大規(guī)模智能會議系統(tǒng)和樓宇智能聲頻系統(tǒng)等大型工程則比較適合。因為CobraNet信號是在以太網(wǎng)設備中傳輸?shù)?，所以一條普通的5類雙絞線可以在雙方向傳輸128個通道的高質(zhì)量、無壓縮的聲頻信號，如果使用光纖則可以輕易地將上百路信號傳輸數(shù)千米而無損耗。顯而易見，這會大大降低多通道、遠距離多點控制聲頻系統(tǒng)的設計和運行成本。標準的CobraNet信號采用和CD唱片同樣的無壓縮PCM數(shù)據(jù)，而采樣頻率和量化分辨率卻使用了廣播級的48kHz和20bit，遠遠高于CD唱片的數(shù)據(jù)指標，這就能滿足廣播電臺直播間信號的傳送、錄音棚中各錄音間之間的信號共享等高質(zhì)量要求。6.2.2CobraNet以太網(wǎng)的使用20世紀80年代末期，各種網(wǎng)絡技術相繼出現(xiàn)，其中具有代表性的主要有Xerox公司1973年提出的Ethernet（以太網(wǎng)）、IBM公司1970年提出的Token-ring（令牌環(huán)）網(wǎng)和Apple公司在80年代開發(fā)的AppleTalk。這些網(wǎng)絡都有各自的優(yōu)點和缺點。例如以太網(wǎng)應用軟件的種類很多，開放性能好，成本低，但是存在網(wǎng)絡沖突等問題；令牌環(huán)網(wǎng)雖然有效地避免了網(wǎng)絡的沖突，穩(wěn)定性得以增強，帶寬利用率高，但是由于開放性差，導致支持這一技術的廠家甚少；AppleTalk造價很低，但是其低效率和低速的數(shù)據(jù)傳遞已經(jīng)不能適應現(xiàn)代化的網(wǎng)絡發(fā)展，所以必定會被淘汰。這些都是當時的一些實際情況。隨著網(wǎng)絡技術在20世紀90年代的飛速發(fā)展，特別是中小型局域網(wǎng)和因特網(wǎng)的廣泛使用，以太網(wǎng)得到了前所未有的高速發(fā)展。目前全世界已經(jīng)有2億多個以太網(wǎng)節(jié)點，快速的普及帶來的就是技術的發(fā)展和成本的下降，而其靈活的開放特性使得以太網(wǎng)的傳輸速度以呈對數(shù)的速度增長，從十兆比特的標準以太網(wǎng)到百兆比特快速以太網(wǎng)甚至吉比特、十吉比特和百吉比特以太網(wǎng)都已經(jīng)開始運行……這些都已經(jīng)證明CobraNet選擇以太網(wǎng)作為媒介是正確的。采用這種網(wǎng)絡設備以后，在以太網(wǎng)上可以傳輸上千個無壓縮的聲頻數(shù)據(jù)通道，而價格卻像日用品一樣便宜。IBM公司宣布放棄令牌環(huán)網(wǎng)的開發(fā)也證明了以太網(wǎng)的強大優(yōu)勢。6.2.3使用網(wǎng)絡交換機作為CobraNet的網(wǎng)絡交換設備網(wǎng)絡交換設備一般指的是網(wǎng)絡集線器（Hub）、網(wǎng)絡交換機和路由器。其中，對路由器而言，讀者可能會聯(lián)想到TCP/IP協(xié)議簇，聯(lián)想到因特網(wǎng)，但CobraNet是建立在標準以太網(wǎng)構架下的網(wǎng)絡傳輸協(xié)議，是工作在數(shù)據(jù)層的低層傳輸協(xié)議，所以涉及不到網(wǎng)絡層以上的高層協(xié)議。也就是說，CobraNet不屬于TCP/IP，也不能穿過路由器進入因特網(wǎng)，它只能在局域網(wǎng)中傳遞。因為現(xiàn)在全球因特網(wǎng)的網(wǎng)絡帶寬還遠遠不能達到CobraNet的要求，同樣IEEE802.11的無線局域網(wǎng)帶寬也是不夠的，所以目前能傳輸CobraNet的物理介質(zhì)只有雙絞線和光纖。我們知道，網(wǎng)絡中的設備進行相互通信時，數(shù)據(jù)要經(jīng)過操作系統(tǒng)、通信程序、網(wǎng)卡、網(wǎng)絡交換設備等各個環(huán)節(jié)，而為這些環(huán)節(jié)生產(chǎn)相應設備的廠家也不計其數(shù)，如何能讓這些產(chǎn)品能“相互溝通”和“相互協(xié)作”，那就必須有一套規(guī)則，只要大家都遵守這個通信規(guī)則，無論是買誰家生產(chǎn)的產(chǎn)品都能保證通信的正常進行。由于網(wǎng)絡連接涉及軟件和硬件以及通信協(xié)議的問題，所以國際標準化組織（ISO）專門為網(wǎng)絡傳輸定義了一個模型，讓大家共同遵守，這個模型稱為OSI（OpenSystemInterconnectReferenceModel，開放系統(tǒng)互連參考模型）。該模型由下向上共分為7層，從1～7層分別稱為物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡層、傳輸層、會話層、表示層和應用層，如圖6-1所示。圖6-1中第1層物理層完全是針對網(wǎng)絡硬件設備提出的，層數(shù)越高越向軟件方面發(fā)展，到第7層已經(jīng)完全是高級應用軟件了，例如我們熟悉的WindowsOffice軟件。同時，也能看出集線器（Hub）是工作在最底層，亦即物理層，它是直接和物理傳輸硬件，例如光纖、同軸電纜定義在一起的。而第2層數(shù)據(jù)鏈路層則是定義網(wǎng)卡通信的，網(wǎng)絡交換機也是工作在這一層的，所以網(wǎng)卡和網(wǎng)絡交換機是可以互相通信的，這就是網(wǎng)絡交換機和Hub的本質(zhì)區(qū)別。在應用上Hub只是一個網(wǎng)絡信號的“放大器”，它是不能識別信號“來龍去脈”的，如圖6-2所示。圖6-1OSI參考模型圖6-2Hub的工作原理當信號從任一端口進入Hub以后，Hub將這個信號進行放大后傳輸?shù)狡渌卸丝?。也就是說，Hub并不關心從Port1進入的數(shù)據(jù)要去哪里，只是將信號放大后傳輸?shù)絇ort2和Port3就算完成任務。這樣對于100MHz帶寬的Hub來說，某一時刻整個網(wǎng)絡只有一個信號在傳輸，而且這個端口只要是在接收數(shù)據(jù)的時候就不能發(fā)送數(shù)據(jù)，也就是我們所說的半雙工共享100MHz帶寬。而網(wǎng)絡交換機就不同了，可以將它理解為“智能化的集線器”。因為交換機內(nèi)部設置有CPU和內(nèi)存，存儲器中有邏輯單元列表（LUL），列表中保存著所有和這臺交換機連接的網(wǎng)絡設備的MAC地址，當某個通道有數(shù)據(jù)輸入時，CPU會打開這個數(shù)據(jù)包的第1層確認這個數(shù)據(jù)包的去向，然后按照目的地的MAC地址將這個數(shù)據(jù)包送到指定的端口，如圖6-3所示。這樣，網(wǎng)絡交換機就具備了智能的條件，它只將需要相互溝通的兩個端口之間建立數(shù)據(jù)連接，而其他通道的數(shù)據(jù)傳輸也在同步進行而不相交叉。所以交換機的端口是“獨享帶寬”，而且是全雙工工作的。說到這里我們就知道了由于CobraNet協(xié)議是工作在數(shù)據(jù)鏈路層的，所以和上層網(wǎng)絡層的IP以及更高級的TCP無關，同樣也就和工作在網(wǎng)絡層的路由器無關了。圖6-3網(wǎng)絡交換機的工作原理雖然我們推薦大家還是使用網(wǎng)絡交換機作為CobraNet的網(wǎng)絡交換設備，但是某些CobraNet設備依然是可以和Hub連接在一起的。例如QSC的CobraNet產(chǎn)品RAVE，就是使用Hub作為網(wǎng)絡設備的。但是要注意，并非所有CobraNet設備都支持良好的Hub通信，比如MediaMatrix系統(tǒng)就不能使用Hub進行網(wǎng)絡搭建，否則會造成通信不暢或無法通信。當使用Hub搭建CobraNet網(wǎng)絡時必須注意以下的網(wǎng)絡設計問題。1．網(wǎng)絡中不能存在其他非CobraNet設備如PC等，就不能在這種網(wǎng)絡上進行其他數(shù)據(jù)交換，甚至SNMP（簡單網(wǎng)絡管理協(xié)議）的巡查。這是由于CobraNet在網(wǎng)絡數(shù)據(jù)層使用了O-Persistent機制，使得所有CobraNet設備并不遵循CSMA/CD（帶碰撞檢測的載波偵聽多址）協(xié)議而由網(wǎng)絡中的Conductor進行管理。如果在這樣的網(wǎng)絡中加入其他類型網(wǎng)絡設備，如普通的PC，則計算機網(wǎng)絡數(shù)據(jù)就會在總線上與CobraNet數(shù)據(jù)包發(fā)生沖突，導致數(shù)據(jù)丟失或連接中斷。這里提到的CSMA/CD只不過是以太網(wǎng)為了避免數(shù)據(jù)沖突而采用的一種監(jiān)聽機制。2．網(wǎng)絡可傳輸?shù)淖畲舐曨l通道將不能超過64個這是由Hub以太網(wǎng)的特性決定的。因為Hub的所有端口在同一時刻只能共享100MHz的帶寬，這就把CobraNet數(shù)據(jù)包Bundle的數(shù)量限制到了8個（每個Bundle包含8個20bit48kHz的PCM聲頻通道）。3．網(wǎng)絡直徑（NetworkDiameter）隨著以太網(wǎng)設備和電纜技術的提高，很多電纜（包括CAT5和光纖）都可以使信號傳輸很遠的距離而保持較低的誤碼率，例如高性能單模光纖甚至已經(jīng)能夠傳輸超過50km的距離，但是還不能應用到Hub連接的CobraNet上來，因為它將受到數(shù)據(jù)沖突（Collisions）和傳播時間（PropagationTime）的限制。為了使Conductor發(fā)送的同步碼能同步達到終端設備，并且不造成信號沖突，必須限制網(wǎng)絡直徑：CAT5搭建的Hub網(wǎng)絡最大直徑是200m，而多模光纖不能超過2000m。在實際設計中，網(wǎng)絡直徑可以按照下面的原則進行設計：1bit數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡上的傳輸延時＋Hub延時≤2560個比特周期（或2.56μs@100Mbit/s以太網(wǎng)）?？赡苡械淖x者會覺得現(xiàn)在的因特網(wǎng)上連實時的視頻信號都能傳輸，怎么只傳輸聲頻信號的CobraNet會要求這么大的數(shù)據(jù)帶寬呢？這是因為CobraNet傳輸?shù)氖遣粔嚎s的聲頻數(shù)據(jù)流，而幾乎所有的其他網(wǎng)絡媒體數(shù)據(jù)流都是壓縮傳輸?shù)?。例如我們熟悉的CD唱片信號是不壓縮的，每張唱片能容納十幾首立體聲歌曲，而同樣容量的使用MP3格式卻可以裝入近200首歌曲，所以這個差別還是很大的。CobraNet的聲頻PCM數(shù)據(jù)量在一個通道時是48kHz×20bit＝0.96Mbit/s，再加上通道的控制數(shù)據(jù)和其他公共數(shù)據(jù)，使得每個Bundle（包含8個聲頻通道）的實際數(shù)據(jù)流接近9Mbit/s，而使用100Mbit/s快速以主網(wǎng)交換機時，每個端口最大吞吐量為單向8個Bundle，也就是72Mbit/s的帶寬，這已經(jīng)接近了交換機的最大吞吐量極限。當多口交換機的數(shù)據(jù)疊加時，則更是要求交換機的主板有足夠的帶寬，并且CPU的速度也要夠快才行。所以在大數(shù)據(jù)量的CobraNet系統(tǒng)中我們建議使用經(jīng)PeakAudio測試過的品牌和型號的交換機，否則在通信時可能會出現(xiàn)數(shù)據(jù)溢出甚至不同步的嚴重后果。6.3以太網(wǎng)與CobraNet的數(shù)據(jù)幀結構上面已經(jīng)提到，國際標準化組織（ISO）在制定的開放系統(tǒng)互連模型（OSI）中，以太網(wǎng)幀結構歸屬于數(shù)據(jù)鏈路層，而我們關心的CobraNet也是面向這個層面的協(xié)議。6.3.1MAC數(shù)據(jù)幀結構在以太網(wǎng)構建的局域網(wǎng)中，MAC幀是最大的一個數(shù)據(jù)包，其他所有的同步或非同步信息都包含在這個數(shù)據(jù)包中進行傳輸，圖6-4所示為標準以太網(wǎng)（即DIX格式）MAC幀的格式。在圖6-4中，實線框內(nèi)表示的是MAC幀的全部1518字節(jié)的分配。在以太網(wǎng)創(chuàng)建之初就規(guī)定了每個幀的最大長度（1518字節(jié)）和最小長度（64字節(jié)），所以任何有效MAC幀長度必須在這個范圍內(nèi)。虛線框內(nèi)表示的是在MAC幀發(fā)送之前，物理層封裝上去的前導字段（連續(xù)7個10101010）和起始界定符（10101011）共8字節(jié)。這8字節(jié)是要提醒網(wǎng)絡內(nèi)的所有接收器——現(xiàn)在開始傳送新的MAC幀了。圖6-4MAC幀格式接下來就該傳送MAC幀所要發(fā)往的目標地址，以及發(fā)送方的源地址各6字節(jié)的信息。由于MAC地址在網(wǎng)絡中是全球唯一的，這就意味著全世界的所有網(wǎng)卡都不能有相同的MAC地址編號。國際上負責分配MAC地址編號的組織是美國電氣電子工程師學會（InstituteforElectricalandElectronicEngineers,IEEE），他們負責給每位申請者分配一個稱為“機構唯一標志符”（OUI）的3字節(jié)地址前綴。例如Intel公司的OUI是X＇00-90-27（注：X＇表示后面的數(shù)字是十六進制），而我們關心CobraNet的版權公司PeakAudio的OUI是X＇00-60-2B。IEEE分配給各公司前3字節(jié)的MAC地址，而后面的3字節(jié)的地址則由獲得OUI的公司自行分配。所以所有具有CobraNet接口的設備，它的MAC地址前3字節(jié)一定是X＇00-60-2B。MAC幀的第三部分是以太網(wǎng)的協(xié)議問題，也稱為以太網(wǎng)類型（EtherType）。當一個網(wǎng)卡按照MAC地址接收到了一系列數(shù)據(jù)包后，依據(jù)什么來判斷這個數(shù)據(jù)包是CobraNet數(shù)據(jù)包，而不是其他類型的數(shù)據(jù)包，這兩個字節(jié)就包含了以太網(wǎng)類型的全部信息。按照IEEE的命名，將世界上所有開發(fā)以太網(wǎng)協(xié)議的公司按照申請的順序進行命名排列，CobraNet的EtherType為X＇88-19，而因特網(wǎng)的EtherType是X＇08-01。所以當一個網(wǎng)卡按照“收信地址”收到一個以太網(wǎng)幀以后，就可以通過MAC包頭第13、14幀的內(nèi)容判斷出這個數(shù)據(jù)包應該交給哪個處理模塊進行處理。例如當網(wǎng)卡發(fā)現(xiàn)以太網(wǎng)類型是X＇88-19時，就將這個數(shù)據(jù)包轉交給CobraNetCore進行處理；如果是X＇08-00則網(wǎng)卡將這個數(shù)據(jù)包交給上層（網(wǎng)絡層），按IP數(shù)據(jù)包進行處理等。MAC幀報頭數(shù)據(jù)完成以后，最大1500字節(jié)的數(shù)據(jù)就交給網(wǎng)絡類型協(xié)議對應的處理模塊進行處理。在每個MAC幀的最后還有4字節(jié)的幀校驗序列（FrameCheckSequence,FCS），負責檢查整個MAC幀的數(shù)據(jù)的準確性。這個檢查是非常必要的，對于整個數(shù)據(jù)幀，1bit的錯誤信息就有99.9％的概率被檢測出來。而對于這些錯誤，更高級的協(xié)議（如TCP）甚至可以要求源服務器重發(fā)這個幀。當然這種重發(fā)對于像CobraNet這樣的同步傳輸?shù)腗AC幀來說是沒有意義的。這樣數(shù)據(jù)鏈路層就完成了一個完整MAC幀的傳輸工作，準備接收下一個幀。一個MAC幀的結構如圖6-5所示。需要注意的是，MAC幀只是完成了數(shù)據(jù)鏈路層（OSI第2層）協(xié)議的工作，當數(shù)據(jù)傳輸?shù)侥康牡匾院?，MAC幀就已經(jīng)被打開，而只將圖6-5中“數(shù)據(jù)”這個部分傳輸?shù)缴蠈訁f(xié)議中，上層協(xié)議（或處理單元）還要繼續(xù)分析這個數(shù)據(jù)包。假設圖6-5表示的數(shù)據(jù)包是為因特網(wǎng)服務的（也就是協(xié)議字節(jié)為X＇08-01），那么這個“數(shù)據(jù)”塊中還包含目的地址（IP地址）、源地址（IP地址）、協(xié)議（TCP）和數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)。這樣看起來就像一個大的數(shù)據(jù)包包含著一個小的數(shù)據(jù)包一樣，我們把這個過程叫“封裝”，如圖6-6所示。從這個例子可以看出，網(wǎng)絡數(shù)據(jù)按照各自的功能，由各層的處理模塊進行處理。高層協(xié)議數(shù)據(jù)包在底層數(shù)據(jù)包中封裝，而不能相互“越權”處理。前面我們提到的CobraNet以太網(wǎng)類型編號是X＇88-19，這樣它的MAC幀從數(shù)據(jù)鏈路層開始就被CobraNet解碼器處理而不可能再進入到網(wǎng)絡層（IP協(xié)議所在的層）。圖6-5MAC幀結構圖6-6IP數(shù)據(jù)包在MAC幀中的封裝6.3.2數(shù)據(jù)包結構前面我們假設的MAC幀中包含的是因特網(wǎng)數(shù)據(jù)，那么我們關心的CobraNet數(shù)據(jù)又是怎樣的一個數(shù)據(jù)結構呢？CobraNet數(shù)據(jù)包也類似于圖6-6那樣被“封裝”在MAC幀中，但是由于MAC幀中標注的協(xié)議類型是X＇88-19，所以這個數(shù)據(jù)包不會再向高層傳送而直接被送到了CobraNet的同步解碼器（我們稱為CobraNetCore）。在同步解碼器中識別的CobraNet數(shù)據(jù)包，根據(jù)CobraNet的包頭信息協(xié)議還要再分為Beat數(shù)據(jù)包協(xié)議、預約數(shù)據(jù)包協(xié)議和聲頻數(shù)據(jù)包協(xié)議3種類型。1．Beat數(shù)據(jù)包Beat數(shù)據(jù)包結構如圖6-7所示。圖6-7Beat數(shù)據(jù)包結構Beat數(shù)據(jù)包是由網(wǎng)絡中唯一的Conductor發(fā)出的。一個數(shù)據(jù)包大約100字節(jié)，每秒鐘發(fā)送750次，總共占用大約1MHz的帶寬。目的是在整個網(wǎng)絡中建立起一個同步的“時鐘節(jié)奏”，這樣才能保證全網(wǎng)絡中的CobraNet設備在一個“步調(diào)”上傳送。這里需說明的是，使用CobraNet發(fā)送網(wǎng)絡同步傳輸信息是基于兩方面的原因：一是由于100Mbit/s的以太網(wǎng)仍然保留了CSMA/CD的傳輸機制來防止發(fā)生沖突，CobraNet通過O-Persistent機制抑制了它以后，為了避免發(fā)生沖突而采用了類似“令牌環(huán)網(wǎng)”的手段而引入了這個Beat數(shù)據(jù)包；二是以太網(wǎng)本身是一個非同步傳輸網(wǎng)絡（我們熟悉的同步傳輸技術包括IEEE1394或者USB通信協(xié)議），所以是沒有網(wǎng)絡基準時鐘的，這對于聲頻這種同步信號來說是無法傳輸?shù)?。同時，以太網(wǎng)報頭目的地址是以X＇01-60-2B開始的，與前面提到的PeakAudio的OUI在第二個字節(jié)上有差別，這里的第二個字節(jié)最低有效位是“1”而不是“0”，說明Beat數(shù)據(jù)包是“多播”信息而不是“單播”信息。此外，圖6-7中許可傳送機列表就是指網(wǎng)絡中所有的Bundle發(fā)送器（如媒體矩陣的CAB8i或CAB16i等）。這樣網(wǎng)絡中的所有傳送器接收到這個數(shù)據(jù)包后，依據(jù)傳送列表中被分配的傳送順序開始傳送聲頻數(shù)據(jù)。2．預約數(shù)據(jù)包預約數(shù)據(jù)包結構如圖6-8所示。圖6-8預約數(shù)據(jù)包結構預約數(shù)據(jù)包是網(wǎng)絡內(nèi)所有的CobraNet設備向外定期（一個設備1s發(fā)一次）發(fā)送的多播數(shù)據(jù)包，每個包包含100字節(jié)的數(shù)據(jù)量，總共占用10kHz左右的帶寬。這個數(shù)據(jù)包的作用有兩個：一是每個CobraNet設備（無論是發(fā)送機還是接收機）定期向Conductor發(fā)出預約傳送（或接收）請求，并等待批準；二是定期向網(wǎng)絡公布自己的CobraNet優(yōu)先級和IP地址。公布CobraNet優(yōu)先級的目的是：全部CobraNet設備的優(yōu)先順序必須在網(wǎng)絡中時刻進行排隊，這樣當網(wǎng)絡中突然失去Conductor（比如斷電）時，排在后面的CobraNet設備立刻充當Conductor的角色。此外，這里需再次強調(diào)的是CobraNet設備是不能進入到網(wǎng)絡層參與IP協(xié)議的，因為每一個CobraNet設備在開機時都會動態(tài)地得到一個IP地址，而這個IP地址不是為CobraNet信息本身服務的，而是為其他非同步信息的高級管理軟件使用的（如PeakAudio開發(fā)的Discovery、CobraCAD等上層管理軟件）。3．聲頻數(shù)據(jù)包聲頻數(shù)據(jù)包結構如圖6-9所示。圖6-9聲頻數(shù)據(jù)包結構當傳送機的傳送請求得到批準以后，開始向目的地址發(fā)送同步聲頻數(shù)據(jù)。這個目的地址可以是一個（單播），也可以是多個（多播）。區(qū)分的依據(jù)就是按Bundle號碼進行判別，即1～255的Bundle號碼表示的是多播地址，此時該數(shù)據(jù)包的以太網(wǎng)包頭目的地MAC地址以X＇01-60-2B開始；256～65279之間的Bundle號碼則表示單播地址，此時該數(shù)據(jù)包的以太網(wǎng)包頭目的地MAC地址以X＇00-60-2B開始。聲頻數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)在整個CobraNet數(shù)據(jù)中占據(jù)了絕大多數(shù)，一個包大約包含了1280字節(jié)的數(shù)據(jù)，加之其他包頭和包尾數(shù)據(jù)，一個Bundle（在48kHz、20bit采樣頻率下，每個Bundle包含8個PCM聲頻數(shù)據(jù)通道）大約要消耗8MHz的帶寬。6.4大容量數(shù)據(jù)與CobraNet網(wǎng)絡優(yōu)化通過前面對CobraNet的MAC數(shù)據(jù)包的介紹，我們知道CobraNet的3個數(shù)據(jù)包滿負荷工作時會給網(wǎng)絡設備帶來相當大的壓力，當系統(tǒng)中大數(shù)據(jù)量達到極限時（總發(fā)送Bundle數(shù)量大于8），必須對網(wǎng)絡設備進行優(yōu)化。下面介紹3種CobraNet網(wǎng)絡優(yōu)化的設計方法。6.4.1生成樹協(xié)議（SpanningTree）IEEE802.1d該協(xié)議雖然不能增加網(wǎng)絡流量，但是可以為網(wǎng)絡增加“備份”功能。當一條主干線出現(xiàn)故障時，該協(xié)議會自動生成其他“樹枝”來取代損壞的鏈路。這對于大系統(tǒng)來說是非常重要的。通常，不論是Hub網(wǎng)絡（中繼式）還是交換機網(wǎng)絡（交換式），我們是不能把CobraNet網(wǎng)絡連接成“環(huán)狀”結構的。在Hub中，由于所有的數(shù)據(jù)都是“分發(fā)”到其他端口的，如果將Hub連接成“環(huán)狀”，勢必會在Hub之間形成循環(huán)數(shù)據(jù)而中斷其他數(shù)據(jù)的交換，這是Hub網(wǎng)絡自身的問題，是無法克服的；在交換機網(wǎng)絡中，我們已經(jīng)知道其中存在著Beat數(shù)據(jù)協(xié)議包和預約數(shù)據(jù)包，這兩個數(shù)據(jù)包是以“廣播”形式分發(fā)到每個端口的，如果采用通常的交換機技術，則這些數(shù)據(jù)包就會在“環(huán)形”網(wǎng)絡中形成自循環(huán)，導致“廣播風暴（BroadcastStorm）”。不過當選用的網(wǎng)絡交換機支持生成樹（SpanningTree）協(xié)議時，該協(xié)議會自行斷開環(huán)形連接，如圖6-10所示。圖6-10支持生成樹協(xié)議的交換機會自動建立單向連接當連接鏈路出現(xiàn)問題的時候，生成樹協(xié)議會自動建立新的連接，但是新連接不會立刻生效，一般在30s內(nèi)系統(tǒng)會恢復通信，如圖6-11所示。生成樹協(xié)議IEEE802.1d并非是所有的交換機都支持，但一般國際名牌的交換機（如Cisco、3Com、HP等的交換機）大部分型號都支持這個協(xié)議。所以國內(nèi)的工程商如果在架構“環(huán)形冗余”交換式以太網(wǎng)時，購買交換機一定要確定它是支持IEEE802.1d協(xié)議的。圖6-11生成樹協(xié)議對網(wǎng)絡的自動修復特性6.4.2干線生成協(xié)議IEEE802.3ad該協(xié)議又稱鏈路聚合（LinkAggregation）協(xié)議。在100Mbit/s交換式以太網(wǎng)的設計中，當CobraNet信號在單方向大于8個Bundle（即64個聲頻通道）時，是必須要考慮的問題，如圖6-12所示。圖中表示的是兩臺交換機之間要傳遞超過8個Bundle時，必須采用兩條雙絞線連接這兩個交換機。此時交換機必須支持IEEE802.3ad協(xié)議，即鏈路聚合，否則CobraNet信號會在兩臺交換機之間形成“自激循環(huán)（Loop）”，如圖6-13所示。當兩臺交換機同時支持IEEE802.3ad協(xié)議時，它們就會平均分配數(shù)據(jù)流量，使得交換機與交換機之間的帶寬成倍增加，如圖6-14所示。這種連接方法，為工程人員設計高于8個Bundle的CobraNet信號通道提供了可能。但是這個協(xié)議也和上面的生成樹協(xié)議一樣，是IEEE對100Mbit/s交換機廠商提出的一個可選功能，而不是所有的交換機都支持，所以在選購交換機時必須注意。通常，這個功能是和VLAN一起被應用到局域網(wǎng)當中的。圖6-12干線上交換機要支持鏈路聚合協(xié)議圖6-13普通交換機連接出現(xiàn)的自激循環(huán)圖6-14鏈路聚合協(xié)議使干線帶寬加倍6.4.3VLAN的應用（IEEE802.1q）VLAN（VirtualLocalAreaNetwork）即虛擬局域網(wǎng)，該技術是指在一個制定的交換式以太網(wǎng)中，重新建立若干個“子網(wǎng)”，而子網(wǎng)之間是不能相互通信的，但是從物理結構上說，它們卻又同時存在于一個網(wǎng)絡中，就像在物理硬盤上可以劃分幾個“邏輯分區(qū)”的意思一樣。那么如何將VLAN技術應用到CobraNet中呢？在很多的實際工程中，并非單獨為CobraNet劃分了獨立的以太網(wǎng)，但是若將CobraNet和其他數(shù)據(jù)PC放置到一起，則會出現(xiàn)爭搶帶寬的現(xiàn)象。當大數(shù)據(jù)量到來時，要么PC得不到帶寬，要么CobraNet丟失數(shù)據(jù)包。這時我們就可以借助VLAN技術將交換機進行子網(wǎng)劃分，把CobraNet獨立出來使用，這樣就解決了網(wǎng)絡資源占用的問題，如圖6-15所示。圖6-15VLAN在CobraNet系統(tǒng)中的連接使用這種技術連接的以太網(wǎng)，為我們提供了在一個網(wǎng)絡下面?zhèn)鬏敳煌盘柕姆椒?。這種連接方法看似和分開的兩個物理網(wǎng)絡是一樣的，但是實際上VLAN還有一個重要的優(yōu)勢，就是某些端口是可以同時出現(xiàn)在兩個子網(wǎng)的MAC地址列表上。這就意味著網(wǎng)絡上的某臺授權的PC不但可以進行通常的PC通信，還可以遠程管理網(wǎng)絡（SNMP）、遙控CobraNet設備（如MediaMatrix主機）等。同樣，VLAN同樣是交換機的一個可選功能，并非是所有的交換機都支持，設計師在使用前必須確認。當購買了支持可管理的VLAN交換機以后，就可以通過交換機的COM口分配每個端口的MAC地址列表，進而將CobraNet和其他數(shù)據(jù)區(qū)分開來。另外，從圖6-15可以看到，交換機在支持VLAN協(xié)議IEEE802.1q的同時，一般也同時支持IEEE802.3ad協(xié)議，這樣就可以在網(wǎng)絡上進行擴展并管理用戶的有效帶寬。值得注意的是，由于VLAN協(xié)議的管理方式還沒有形成國際標準，所以不同廠家生產(chǎn)的交換機之間可能無法生成共享VLAN列表，所以目前還必須在多點使用同一廠家的交換機才能進行良好的數(shù)據(jù)通信。目前支持VLAN的交換機有支持基于端口的虛擬網(wǎng)和基于MAC地址的虛擬網(wǎng)等技術，這里提到的VLAN都是指基于MAC地址的以太網(wǎng)交換機。6.5簡單網(wǎng)絡管理協(xié)議一般來說，網(wǎng)絡上的計算機雖然可以相互通信，但是通信效率和通信安全基本上只能是“自顧自”的。這對于那些大信息量通信和高風險性的計算機網(wǎng)絡來說無疑是“危機重重”。為了盡量降低這些風險，就必須提出一套高效而簡單的網(wǎng)絡管理方案來。隨著因特網(wǎng)的高速發(fā)展，TCP/IP在全世界迅速流行，針對網(wǎng)絡效率和安全兩方面的解決方案也開始興起，其中有我們非常熟悉的、針對TCP/IP的Ping程序，就是一個初期的網(wǎng)絡管理程序。同時隨著網(wǎng)絡復雜化和多元化的發(fā)展，Ping所能返回的信息量無法反映被管理設備的更多詳細情況，而且對于多個設備的大系統(tǒng)來說，Ping要逐一進行檢查，效率非常低下。正是在這種背景下出現(xiàn)了專門用于TCP/IP的網(wǎng)絡管理標準—簡單網(wǎng)絡管理協(xié)議，即SNMP。盡管SNMP只是一個過渡性標準（這是指相對于OSI全面但復雜的網(wǎng)絡管理標準CMIS/CMIP而言的），但是由于它支持全世界最流行的TCP/IP，而無論是哪個廠家生產(chǎn)的設備，或運行于哪種操作系統(tǒng)，只要支持TCP/IP就都可以運行，這也是SNMP能得以迅速發(fā)展的關鍵之一。提到管理，就必須有“管”和“被管”的區(qū)別，所以從主從的關系上被劃分為“管理站”（ManagementStation）以及被管理設備（ManagedDevice）。這只是對兩方進行了命名，在SNMP實際操作中主要有4個元件：管理程序（Manager）、管理代理程序（ManagementAgent）、網(wǎng)絡管理通信協(xié)議（NetworkManagementProtocol）和管理信息庫（ManagementInformationBase,MIB）。其中管理程序存在于網(wǎng)絡管理員的管理站計算機上，管理代理程序和MIB則存在于被管理設備上。受管理設備會將目前的運行狀態(tài)存入MIB內(nèi)隨時準備接受管理或向管理站提交問題報告；而管理站則通過網(wǎng)絡管理通信協(xié)議“指揮”管理代理程序去訪問MIB上的信息，如圖6-16所示。圖6-16SNMP運作結構盡管SNMP定義了網(wǎng)絡管理的運作結構和管理及代理程序的基本訪問指令，但是并沒有制定網(wǎng)絡管理設備的MIB必須有哪些被管理項目，所以給網(wǎng)絡管理帶來了很大的靈活空間。不同的廠家認為需要管理的項目會添加到MIB中，而不重要的或者無需管理的項目則可以隱蔽。這樣可以節(jié)省管理的數(shù)據(jù)量，而不會因為增加了網(wǎng)絡管理而使網(wǎng)絡變得更加復雜和低效。MIB中包含了被管理設備的數(shù)據(jù)結構和變量，為了便于管理器的訪問和日后功能的擴展，MIB采用了類似于DNS的“樹形”結構，按照命名機構和用途的不同從“樹根”開始逐步向“樹葉”發(fā)展，而具體的每個被管理的項目就是一個樹葉，我們把這個結構稱作“對象命名樹”（ObjectNamingTree），而每一個“樹葉”就叫“目標標識符”（ObjectIdentifier,OID）。例如我們要在遠端查找一臺使用CobraNet傳輸信號的媒體矩陣接口箱CAB8i，通過在線查找我們知道這臺CAB8i傳送機的OID為：.4.1.2680.1.2，如圖6-17所示。這個圖也許乍看起來不好理解，其實這只是對象命名樹的一個小小的分支，全部的樹是不可能畫出來的，它是沒有“根”的，最高一層就是CCITT（記為數(shù)字0，CCITT現(xiàn)在更名為ITU-T）、ISO（記為數(shù)字1）以及兩個組織的合并Jointisoccitt（記為數(shù)字2）。我們常用的OID一般都是在ISO名稱下的第三個分支org（也就是政府組織，記為數(shù)字3）下的dod（美國國防部，記為數(shù)字6），所以我們以后見到的很多MIB中的被管理項目的OID都是以1.3.6……開頭的，CobraNet也不例外。當然這個數(shù)字不可能是企業(yè)自己命名的，而是必須向IANA（InternetAssignedNumbersAuthority）申請才能獲得的（就像我們現(xiàn)在要申請一個公司的網(wǎng)站一樣，必須向互聯(lián)網(wǎng)注冊管理機構申請并繳納費用才能合法地使用）。PeakAudio向IANA申請的企業(yè)OID就是.4.1.2680，這些參數(shù)都是公開的，有興趣的讀者可以自行在上查找。此時2860以后的分支（樹葉）PeakAudio就可以自己定義并使用了。例如它將CobraNet命名為“1”，然后再將CobraNet底下的傳送機transmitters命名為“2”等，這時提到的CAB8i的OID即為.4.1.2680.1.2。但是，這個樹還沒有結束，CAB8i下面依然還有很多的被管理參數(shù)要定義名稱，所以這棵樹還要“繼續(xù)生長”。這也就是為什么要采用對象命名樹這種結構來管理網(wǎng)絡了。它的最大好處就是可以不斷地發(fā)展，還能保證向上的兼容性。圖6-17對象命名樹結構以及OID的查找例如，我們要從遠端的管理計算機通過SNMP查看某個CobraNet網(wǎng)絡的Conductor優(yōu)先級的排列，必須查找到這個優(yōu)先級的OID是多少，在PeakAudio的網(wǎng)站上我們得到了它的OID為.4.1.26.2.0。PeakAudio有一套基于Windows開發(fā)的SNMP管理程序，稱為Discovery，而任何一個CobraNet器件（例如媒體矩陣的CAB160）都固化了相應的代理程序，可以在一臺普通的WindowsPC上運行Discovery程序來對網(wǎng)絡上存在的每一臺CobraNet設備進行監(jiān)控（這個程序用戶可以在/download上免費下載），如圖6-18所示。當然我們也可以自行開發(fā)一些SNMP程序，需要CobraNet的MIB依然可以在PeakAudio的主頁下載中心下載，它是完全免費的。圖6-18Dicovery軟件界面使用SNMP管理網(wǎng)絡，有兩種主要的模式，一是“輪詢”，二是“事件”。所謂輪詢就是SNMP管理進程定時向被管理設備周期地發(fā)送輪詢信息，以獲得被管理端的當前信息。使用時設定周期時間比較重要，周期過短，網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)開銷過大；而周期過長又不能準確地反映被管理設備的情況。在CobraNet系統(tǒng)的管理上，輪詢可以隨時知道網(wǎng)絡上全部CobraNet設備的基本運行狀態(tài)，出現(xiàn)故障會自動改變顏色甚至發(fā)出報警信號。事件或稱“陷阱”（Trap），是當被管理設備出現(xiàn)嚴重事情時提出的一種中斷，并將事件及時報告給網(wǎng)絡管理器。它的字節(jié)數(shù)很少，作為對輪詢的補充，有效地提高了SNMP的性能?；诜€(wěn)定性的考慮，SNMP的管理服務器多使用Unix作為系統(tǒng)支持，其效率和安全性明顯高于Windows平臺。如媒體矩陣的大型尋呼管理系統(tǒng)ControlMatrix都是在Unix系統(tǒng)下建立的。6.6Conductor與BuddyLink6.6.1ConductorConductor在該系統(tǒng)中充當著一個系統(tǒng)“總指揮”的角色。我們知道，以太網(wǎng)原本的設計就不是一個同步傳輸系統(tǒng)，各個節(jié)點之間是沒有優(yōu)先級的，同一時間大家都有可能向網(wǎng)上傳遞數(shù)據(jù)而造成沖突，此時沖突的數(shù)據(jù)包在等待“隨機退卻”以后繼續(xù)重發(fā)……這樣的傳輸對于實時同步信號來說是不能接受的。對于這種情況，解決的方法就是采用IBM公司開發(fā)的令牌環(huán)網(wǎng)結構，不論采用的是令牌環(huán)總線網(wǎng)還是令牌環(huán)網(wǎng)，都是采用了傳遞令牌的方式?jīng)Q定誰能發(fā)送、誰能接收數(shù)據(jù)的權利。這就避免了以太網(wǎng)的沖突問題，而且還容易劃分出終端設備的優(yōu)先級。但是令牌環(huán)網(wǎng)依然不是一個同步傳輸網(wǎng)絡，因為它在相同優(yōu)先級的設備中誰來發(fā)送信息是隨機的，這在同步傳輸中還是不能允許，否則某些通道的聲音可能因為“搶”不到令牌而出現(xiàn)聲音斷續(xù)的情況。此時就必須要求網(wǎng)絡中存在一個“裁判”，它按照各設備請求發(fā)送時間的順序來判斷誰現(xiàn)在可以發(fā)送，誰可以接收，下一個允許發(fā)送的設備是誰等。在CobraNet中這個“裁判”或者叫“總指揮”就是Conductor。也就是說CobraNet的傳輸是移植了部分令牌環(huán)網(wǎng)的理念，再加上同步信號傳遞的特點，才能真正實現(xiàn)在以太網(wǎng)中傳輸實時信號的愿望。一個系統(tǒng)中的所有CobraNet設備都有一個事先固化好的Conductor優(yōu)先級參數(shù)，在連接到大系統(tǒng)上以后，它們都會自動向網(wǎng)絡上的其他CobraNet設備通報各自的優(yōu)先級參數(shù)，各設備在經(jīng)過比較之后，優(yōu)先級最大的一臺設備就自動成為了Conductor。在前面我們講到了一種叫做“預約數(shù)據(jù)包”的以太網(wǎng)幀，它是由除去Conductor以外的其他CobraNet每秒發(fā)出的一個數(shù)據(jù)包，這個數(shù)據(jù)包中除了含有預約請求信息以外，依然包含一個自己的Conductor優(yōu)先級的信息，并向整個網(wǎng)絡廣播。為什么已經(jīng)推選出“領導”了，其他的設備還要發(fā)布優(yōu)先級信息？這是為了避免目前的Conductor突然離開網(wǎng)絡（如斷電）時，整個系統(tǒng)沒有“總指揮”了。此時原來排在第二優(yōu)先級的CobraNet就自動成為了Conductor。在存在相同優(yōu)先級的情況下，那就看誰發(fā)布的優(yōu)先級快了?？傊粋€大系統(tǒng)中只能有一個Conductor。6.6.2BuddyLinkBuddyLink是CobraNet設備的一種自動備份機制，也是系統(tǒng)的冗余（Redundancy）設計。當系統(tǒng)中的一對CobraNet發(fā)射機（或接收）處于BuddyLink狀態(tài)下時，它們必須具有相同的Bundle發(fā)送請求（或相同Bundle接收請求），這樣當主發(fā)射機（或接收機）出現(xiàn)問題時，備用發(fā)射機（或接收機）會自動被激活并被Conductor所承認，開始繼續(xù)傳送信號。注意在MediaMatrix中，MWare也有BuddyLink功能，它是通過RS232接口來識別備份轉換的，與CobraNet的自動備份原理是完全不同的。但是它又必須是和CobraNet搭配工作才有實際意義，所以MediaMatrix的BuddyLink功能必須是在使用網(wǎng)絡搭建的系統(tǒng)下才能發(fā)揮作用，而使用BOB接口箱的矩陣系統(tǒng)是不能使用BuddyLink進行備份的。此外，在CobraNet的網(wǎng)絡設計中，一定不能使用交換機加集線器（Hub）的網(wǎng)絡結構，否則會使Conductor和終端設備出現(xiàn)通信不暢，而Conductor還不能發(fā)現(xiàn)這樣的問題。而我們使用的光端轉換器（一邊是RJ45插頭，另一邊是光纖接口）通常都不支持自動協(xié)商（IEEE802.3u）功能，所以兩端的CobraNet設備其實根本就“看不見”，此時出現(xiàn)聲音斷斷續(xù)續(xù)的情況就不奇怪了。第7章AUDIONET網(wǎng)絡音頻平臺系統(tǒng)7.1AUDIONET網(wǎng)絡音頻平臺系統(tǒng)的構成數(shù)字化、網(wǎng)絡化是專業(yè)音響領域的發(fā)展方向，使用網(wǎng)絡傳輸?shù)囊惑w化數(shù)字處理系統(tǒng)正逐步取代傳統(tǒng)的均衡器、壓限器、分頻器、延時器、混音器等分立的模擬設備。寶業(yè)恒公司生產(chǎn)的AUDIONET網(wǎng)絡音頻平臺是一種將硬件和軟件以及通信協(xié)議集成為一體化的專業(yè)音響設備，是集矩陣切換、音頻傳輸、綜合音頻處理、遠程控制、多功能于一體的應用平臺。它由多種不同功能的傳輸器、處理器及RS1200操用軟件組成，用戶可以根據(jù)系統(tǒng)的要求靈活選擇。AUDIONET采用國際音頻設備制造公司認可的CobraNet標準網(wǎng)絡音頻技術，完全依從IEEE802.3Ethernet標準規(guī)定，是一種全新的數(shù)字化網(wǎng)絡音頻信號傳輸手段。音頻的數(shù)據(jù)流和控制信號可以通過雙絞線以快速以太網(wǎng)100BASE-T標準格式的方式入網(wǎng)，每條網(wǎng)線可傳輸64路48kHz/24bit優(yōu)于CD標準音質(zhì)的數(shù)字音頻流，既經(jīng)濟、實用、簡捷，又可以利用廉價的CAT5100Mbit/s雙絞線，傳輸多路高質(zhì)量的音頻信號。一般情況下，其傳輸距離為100m；若采用光纖傳輸接口，其最大傳輸距離可達到60km，沒有任何衰減，徹底解決了普通擴聲系統(tǒng)遠距離傳輸信號衰減過大、線路鋪設復雜、有電磁干擾的難題。在已經(jīng)搭建好的AUDIONET音頻網(wǎng)絡中，無須手動拔插改變硬件設備的連接方式，要做的只是使用RS1200軟件，通過鼠標單擊一下各模塊間所需要的連線，然后單擊編譯就完成設備間的音頻連接線的連接。如果需要一臺均衡器，只需用鼠標將均衡模塊拖放到RS1200軟件桌面，其他功能模塊的添加也是如此。這樣可方便地對AUDIONET中的所有音頻信號的音頻處理方案和參數(shù)進行設置或實時控制，實現(xiàn)音頻信號傳輸、處理的全數(shù)字化。它將數(shù)字處理器和計算機平臺進行了最合理與優(yōu)化的組合，將音響設計和應用集于一身來完成，使得音響設計工程師在進行音響工程系統(tǒng)設計的時候，充分享受了計算機網(wǎng)絡帶來的便利。7.1.1RS1200軟件軟件是網(wǎng)絡音頻系統(tǒng)的靈魂，整個網(wǎng)絡音頻平臺系統(tǒng)和整個音響系統(tǒng)全依賴于軟件而存在。RS1200軟件是專門針對DRC傳輸器和DRB處理器而設計的，它為DRC傳輸器、DRB處理器與網(wǎng)絡功放、網(wǎng)絡有源音箱等硬件設備提供了圖形化的數(shù)字操作平臺。使用RS1200軟件并配合硬件設備，可實現(xiàn)數(shù)字音頻信號的處理、分配與控制。1．RS1200軟件對計算機硬件系統(tǒng)的要求系統(tǒng)配置如下。CPU：PentiumⅢ800MHz及以上；內(nèi)存：256MB及以上。操作系統(tǒng)：Windows2000Professional,Windows2000Server,Windows2000AdvancedServer,WindowsXP,Windowsvista,Windows7。2．RS1200軟件的安裝方法（以WindowsXP下安裝為例）啟動計算機管理員身份登錄系統(tǒng)；安裝預安裝文件夾里的CNOT軟件、WinPcap軟件和MicrosoftNetFramework軟件，否則將無法正常運行RS1200軟件。隨后按照安裝界面（見圖7-1）提示步驟操作即可。圖7-1RS1200安裝界面3．RS1200軟件的界面介紹如圖7-2所示，RS1200界面上方是菜單欄和工具欄，工具欄上給出了常用菜單的快捷按鈕，它們與常用的Windows界面的用法和功能基本相同，下面介紹該軟件中一些特殊按鈕的功能。圖7-2RS1200軟件界面執(zhí)行：執(zhí)行文檔，使其進入運行狀態(tài)；退出運行：使運行文檔退出運行狀態(tài)；柵格（圖形）：顯示或隱藏柵格；顯/隱：顯示/隱藏設備工具欄；顯/隱輸出：顯示/隱藏輸出窗口；顏色設置：用于設置顏色；查看已建立連接：查看已建立的連接關系并可打印。4．軟件的功能介紹RS1200軟件為DRB與DRC等硬件設備提供了圖形化數(shù)字操作平臺，配合硬件設備使用可實現(xiàn)如下功能：數(shù)字音頻信號的分配與控制、數(shù)字音頻信號的處理、數(shù)字音頻信號的實時監(jiān)控、三級分類使用權限管理、自動網(wǎng)絡地址IP分配、自動故障檢測提示、RS1200軟件支持有線和無線兩種控制方式。RS1200軟件分別由兩種不同的圖形化模塊組成：路由關系設置模塊與DSP模塊，可分別保存為*.rs文檔與*.dsp文檔。路由關系設置模塊用于數(shù)字音頻信號的分配與控制功能，DSP模塊用于實現(xiàn)數(shù)字音頻信號處理功能的圖形化操作與實時控制。在路由關系設置模塊中可以進行設備管理和設備的路由設置等操作，包括增加/刪除設備、建立設備間連線等操作，可實現(xiàn)軟件界面連接關系與硬件需求之間映射；在完成文檔的編輯之后，單擊下載，硬件設備即可完成件指定的路由方案。此模塊還可以對傳聲器設備的輸入增益進行動態(tài)控制。圖7-3所示為RS1200軟件顯示的設備路由關系圖，其中顏色相同的塊是同一設備。圖7-3設備路由連接關系圖在數(shù)字信號處理（DSP）模塊界面中可根據(jù)用戶的需求對DRB設備內(nèi)部DSP功能進行設置，并將命令下載到DRB設備。在執(zhí)行下載后，還可對DSP算法模塊的參數(shù)進行實時的調(diào)節(jié)。圖7-4所示為RS1200軟件顯示的DSP連接關系圖。圖7-4DRB-1DSP連接關系圖7.1.2AUDIONET網(wǎng)絡音頻傳輸器傳輸器就是網(wǎng)絡音頻的輸入/輸出接口，也就是能夠進行A/D、D/A轉換的設備。1．前面板說明AUDIONET網(wǎng)絡音頻傳輸器前面板如圖7-5所示，其主要功能如下。圖7-5AUDIONET網(wǎng)絡音頻傳輸器前面板①電源燈：電源狀態(tài)指示LED（紅色）。②網(wǎng)絡燈：網(wǎng)絡狀態(tài)指示LED（綠色）。若DRC與網(wǎng)絡正常連接，則該燈常亮；反之，該燈為滅。③狀態(tài)燈：DRC工作狀態(tài)指示燈（黃色）。若DRC工作正常，則該燈常亮；反之，該燈為滅。④液晶顯示：正常初始化界面如圖7-6所示。待初始化結束后，若設備型號為DRC0808A，其界面顯示如圖7-7所示；其中，I：“1，2，3，4，…”表示輸入通道數(shù)，排列在液晶顯示界面的左側，O：“1，2，3，4，…”表示輸出通道數(shù)，排列在液晶顯示界面的右側，符號“○、●”表示模擬音頻信號，符號“○”表示音量低于底限（-58dB），“●”表示音量高于底限。當對DRC的存儲器進行寫操作時，液晶顯示界面如圖7-8所示。圖7-6液晶顯示初始化界面圖7-7設備型號為DRC0808A時的液晶顯示界面圖7-8寫FLASH時液晶顯示界面2．后面板說明AUDIONET網(wǎng)絡音頻傳輸器后面板如圖7-9所示，其主要功能如下。圖7-9AUDIONET網(wǎng)絡音頻傳輸器后面板①電源插座；②電源開關；③RPIO（保留）；④RS232接口（保留）；⑤同步時鐘輸出；⑥平衡式音頻輸入/輸出接口；⑦保護接地；⑧RJ45接口（主）；⑨RJ45接口（備）。3．DRC系列傳輸器的特點①通過CobraNet網(wǎng)絡實時傳送音頻信號；②配置靈活，具備＋48V幻像供電輸入接口；③最多16個通道模擬平衡式輸入；④最多16個通道模擬平衡式輸出；⑤獨立MCU控制，可脫離計算機獨立運行；⑥可獨立控制每個接收通道；⑦所有的設置參數(shù)被存儲在DRC的存儲器中；⑧可通過RS232接口更新固件；⑨網(wǎng)絡傳輸冗余設計；⑩可選備份電源設計；?安裝簡便。4．傳輸器型號介紹為適應各種不同的應用場合，DRC網(wǎng)絡音頻傳輸器提供了不同的功能、型號，各型號與功能定義如表7-1所示。表7-1DRC網(wǎng)絡音頻傳輸器型號與功能定義5．傳輸器網(wǎng)絡連接模式DRC網(wǎng)絡傳輸器工作在網(wǎng)絡化模式時，可由RS1200軟件進行控制，通過交換機連接所有的DRC設備，如圖7-10所示，網(wǎng)絡傳輸器通過網(wǎng)絡可實現(xiàn)多點雙向傳輸和矩陣路由切換。圖7-10通過交換機連接所有DRC設備7.1.3AUDIONET網(wǎng)絡音頻處理器DRB系列網(wǎng)絡音頻處理器使用了先進的SHARC處理芯片，提供高達100MIPS的處理能力，40位的浮點運算，具有強大的數(shù)字音頻處理能力。另外，利用其具有CobraNet網(wǎng)絡接口的特點，可廣泛應用于Cobr