코브라넷

CobraNet
코브라넷
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CobraNet 로고
제조원 정보
제조원Cirrus 로직
개발일자1996년; 26년 전(1996년)
네트워크 호환성
전환 가능네.
라우팅 가능아니요.
이더넷 데이터 레이트패스트 이더넷
오디오 사양
최소 지연 시간1+1/3 씨[1]
링크당 최대 채널 수64
최대 샘플링 속도96 kHz[1]
최대 비트 깊이24비트

CobraNet은 표준 이더넷 네트워크를 통해 압축되지 않은 멀티 채널, 짧은 지연 시간 디지털 오디오를 제공하도록 설계된 소프트웨어, 하드웨어 및 네트워크 프로토콜의 조합입니다.1990년대에 개발된 CobraNet은 상업적으로 성공한 최초의 오디오 오버 이더넷 [2][3]구현으로 널리 알려져 있습니다.

CobraNet은 컨벤션 센터, 경기장, 공항, 테마 파크 및 콘서트 홀과 같은 대규모 상업용 오디오 설비를 위해 설계되었으며 주로 사용됩니다.다수의 오디오 채널을 장거리 또는 여러 장소에 [4]전송해야 하는 애플리케이션을 갖추고 있습니다.

CobraNet은 아날로그 오디오의 대체 수단입니다.아날로그 오디오는 전자파 간섭, 고주파 감쇠 및 전압 강하에 의해 장시간 케이블 접속에 걸쳐 신호 열화가 발생합니다.또한 디지털 멀티플렉싱을 사용하면 아날로그 오디오보다 [5]적은 케이블로 오디오를 전송할 수 있습니다.

역사

코브라넷은 콜로라도 주 볼더에 본사를 둔 피크 오디오에 의해 1996년에 개발되었다.초기 시연은 채널 용량이 제한된 10 Mbit/s 포인트 투 포인트 시스템에 대한 것입니다.이 초기 형태에서 코브라넷의 첫 영구 설치는 디즈니의 동물 왕국 테마 파크 [6]전체에 배경 음악을 제공하는 것이었다.코브라넷의 첫 상업적 [7]사용은 1997년 슈퍼볼 XXXI에서의 하프타임 쇼 때였다.

CobraNet은 QSC Audio Products 제조업체와 협력하여 상호 운용 가능한 표준으로 처음 도입되었습니다.QSC는 Peak Audio에서 이 기술을 최초로 라이선스하여 RAVE 브랜드로 판매했습니다.이 시점에서 CobraNet은 패스트이더넷으로 등급을 매겨 독자적인 충돌 회피[8] 기술을 사용하여 이더넷 충돌 도메인당 최대 64개의 채널을 전송합니다.

그 후 CobraNet은 스위치드 이더넷 네트워크를 지원하도록 확장되어 최종적으로 필요하게 되었습니다.원격 제어 및 모니터링을 위해 SNMP 에이전트가 추가되었습니다.높은 샘플링 레이트, 높은 비트 해상도 및 낮은 레이텐시 기능에 대한 지원은 나중에 증분 및 하위 호환 방식으로 도입되었습니다.

2001년 5월 Cirrus Logic은 Peak [9][10]Audio의 자산을 인수했다고 발표했습니다.Cirrus DSP 기술을 활용하여 CobraNet의 저렴한 SoC 구현을 개발 및 판매했습니다.

장점과 단점

이점

CobraNet과 패스트이더넷을 사용하면 64채널의 비압축 디지털 오디오가 하나의 카테고리5 케이블을 통해 전송됩니다.기가비트 이더넷 또는 광섬유이더넷 베리에이션을 사용하면 고속 이더넷 구현에 비해 오디오채널별 케이블 접속 비용이 더욱 절감됩니다.CobraNet 데이터는 기존 이더넷 네트워크를 통한 데이터 트래픽과 공존할 수 있으므로 단일 네트워크 인프라스트럭처가 오디오 배포 및 기타 네트워킹 [11][12]요구를 충족할 수 있습니다.

음성 라우팅은 network명령어로 언제든지 변경할 수 있으며 재배선이 [13]필요하지 않습니다.

오디오는 디지털 형식으로 전송되며 케이블 [14][15]임피던스에 의해 전자파 간섭, 크로스 토크, 색채 및 감쇠에 대한 영향을 줄입니다.

CobraNet에서 이더넷을 사용하면 Spanning Tree Protocol, 링크 집약, 네트워크 관리 등 많은 고가용성 기능이 제공됩니다.중요한 애플리케이션의 경우, CobraNet 장치는 네트워크에 용장 접속으로 배선할 수 있습니다.이 설정에서는 CobraNet 디바이스, 케이블 또는 이더넷스위치 중 하나에 장애가 발생하면 다른 스위치가 거의 [16][17]즉시 인계됩니다.

단점들

CobraNet 전송 매체 자체의 지연은 네트워크 트래버설당 최소 1+1µ3밀리초입니다[note 1].일부 애플리케이션에서는 이러한 지연이 허용되지 않을 수 있습니다. 특히 전파 시간, 디지털 신호 처리 및 아날로그와 디지털 간의 변환으로 인한 추가 지연과 결합될 경우 더욱 그렇습니다.

CobraNet 신호를 인코딩 및 디코딩하는 기술 라이선스 또는 필요한 CobraNet 인터페이스 구입은 비용이 많이 들 수 있습니다.

전송

CobraNet 기술을 사용하는 오디오 시스템의 간단한 블록 다이어그램입니다.빨간색 선은 아날로그 오디오 신호를 나타내고 녹색 선은 표준 이더넷 신호를 나타냅니다.

CobraNet은 표준 이더넷패킷을 사용해 송신됩니다.TCP/IP 패킷을 사용하는 대신, CobraNet은 데이터 링크 계층 패킷을 사용하여 데이터를 전송합니다. 데이터 계층 패킷은 허브, 브리지 및 스위치를 빠르게 통과하며 높은 전송 계층을 사용하는 스트리밍 프로토콜에서 흔히 볼 수 있는 지연 및 QoS 문제에 취약하지 않습니다.단, CobraNet은 IP 프로토콜을 사용하지 않기 때문에 패킷은 라우터를 통과할 수 없기 때문에 LAN 상에서의 사용이 제한됩니다.CobraNet은 인터넷을 통해 사용할 수 없습니다.CobraNet이 전송되는 네트워크는 최소 100 Mbit/s로 작동할 수 있어야 합니다.모든 CobraNet 패킷은 Cirrus [13]Logic에 할당된 고유 이더넷 프로토콜 식별자(0x8819)로 식별됩니다.

코브라넷은 무선 네트워크를 통해 작동하도록 설계되지 않았습니다.일반적인 802.11 무선 네트워크와 관련된 대역폭과 신뢰성의 문제로 인해 드롭아웃이나 오류가 [18]자주 발생합니다.그러나 레이저를 사용하여 [19]코브라넷 데이터의 무선 통신을 안정적으로 수행할 수 있습니다.

채널 및 번들

CobraNet 데이터는 채널 및 번들로 구성됩니다.일반적인 CobraNet 신호에는 각 방향으로 이동하는 최대 4개의 오디오 번들을 포함할 수 있으며, 장치당 총 8개의 번들을 포함할 수 있습니다.각 번들에는 최대 8채널의 48kHz, 20비트 오디오를 수용하여 총 64채널의 용량을 제공합니다.CobraNet은 16비트 오디오를 사용하면 채널 용량이 증가하고 24비트 오디오를 사용하면 채널 용량이 감소한다는 점에서 어느 정도 확장성이 있습니다.번들당 허용되는 채널 수는 1,500바이트 이더넷 [13]MTU로 제한됩니다.

번들에는 멀티캐스트, 유니캐스트 및 프라이빗의 [13]3가지 유형이 있습니다.

  • 멀티캐스트 번들은 이더넷멀티캐스트어드레싱을 사용하여 1개의 CobraNet 디바이스에서 네트워크 내의 다른 모든 CobraNet 디바이스로 전송됩니다.각 CobraNet 디바이스는 번들을 사용할지 폐기할지를 개별적으로 결정합니다.따라서 멀티캐스트번들은 다른 번들유형보다 대역폭을 많이 사용합니다.번들 번호 1~255는 멀티캐스트번들용으로 예약되어 있습니다.
  • 유니캐스트 번들은 하나의 CobraNet 디바이스에서 번들 번호를 수신하도록 설정된 다른 디바이스로 전송됩니다.유니캐스트 번들은 네트워크스위치가 실제로 수신하는 디바이스에만 라우팅하기 때문에 훨씬 효율적입니다.유니캐스트 번들은 이름에도 불구하고 오디오 데이터의 여러 복사본을 전송하거나 멀티캐스트어드레싱을 사용하여 여러 디바이스에 송신할 수 있습니다.번들 번호 256 ~65279는 유니캐스트번들용으로 예약되어 있습니다
  • 프라이빗 번들은 유니캐스트 또는 멀티캐스트어드레싱으로 송신할 수 있습니다.번들 번호 65280~65535는 개인 번들용으로 예약되어 있습니다.프라이빗 번들 번호는, 번들 번호를 송신하는 디바이스의 MAC 주소와 페어링 됩니다.프라이빗 번들을 수신하려면 , 송신기의 번들 번호와 MAC 주소를 모두 지정할 필요가 있습니다.각 송신기에서 256개의 프라이빗번들을 사용할 수 있기 때문에 네트워크상의 프라이빗번들 총수에는 제한이 없습니다.

멀티캐스트 번들을 거의 사용하지 않는 한 CobraNet 데이터를 사용하여 100 Mbit 네트워크의 대역폭을 초과하는 것은 사실상 불가능합니다.단, 컨덕터는 네트워크상의 번들마다 비트패킷에 데이터를 포함할 필요가 있고 비트패킷은 1,500바이트로 제한되어 있기 때문에 네트워크상에서 송신할 수 있는 번들의 최대 수에는 제한이 있습니다.각 디바이스가 1개의 번들을 송신하고 있는 경우는, 동시에 최대 184개의 트랜스미터가 액티브하게 되는 경우가 있습니다(총 184개의 번들).각 디바이스가 4개의 번들을 송신하고 있는 경우, 액티브하게 할 수 있는 것은 105대의 트랜스미터뿐입니다만, 합계 421대의 액티브번들을 생성합니다.프라이빗 번들을 사용하는 경우 비트 패킷에 추가 데이터가 필요하지 않으므로 프라이빗 [20]번들을 사용함으로써 이러한 네트워크 제한을 피할 수 있습니다.

동기

CobraNet 네트워크는 컨덕터로 알려진 단일 CobraNet 장치에 동기화됩니다.컨덕터 선택에 영향을 미치도록 컨덕터 우선순위를 구성할 수 있습니다.도체 우선순위가 같은 디바이스 중 네트워크상에서 가장 먼저 자신을 확립하는 디바이스가 도체로 선출된다.그 외의 디바이스는 모두 퍼포먼스라고 불립니다.컨덕터가 고장난 경우 밀리초 이내에 다른 CobraNet 장치가 컨덕터로 선택됩니다.CobraNet은 [21]컨덕터 없이 작동할 수 없습니다.

패킷

CobraNet [13]의 송신과 동기에는, 다음의 4 종류의 패킷이 사용됩니다.

  • 비트 패킷 – 컨덕터는 비트 패킷을 초당 750 패킷의 속도로 네트워크상의 다른 모든 CobraNet 디바이스에 출력합니다.네트워크상의 다른 모든 CobraNet 디바이스는 오디오 클럭과 데이터 전송을 비트 패킷에 동기화합니다.비트 패킷에는 멀티캐스트번들과 유니캐스트번들에 대한 네트워크 동작 파라미터, 클럭 데이터 및 전송 권한이 포함됩니다.
  • 오디오 패킷: Isocronous 데이터 패킷이라고도 합니다.이러한 패킷은 비트패킷을 수신한 후 모든 CobraNet 디바이스에 의해 송신됩니다.표준 지연 설정에서는 수신된 비트 패킷마다 1개의 음성 패킷이 송신되며, 각 음성 패킷에는 채널당 64개의 음성 데이터 샘플이 포함됩니다.지연 시간이 짧은 설정에서는, 수신한 비트 패킷 마다 음성 패킷을 2 회 또는 4 회 송신할 수 있습니다.번들은 패킷을 공유하지 않습니다.같은 디바이스에서 송신되는 번들마다 다른 패킷이 순서대로 송신됩니다.
  • 예약 패킷 – 이러한 패킷은 필요에 따라, 또는 보통 1초에 1회 이상 전송됩니다.그 기능은 대역폭 할당을 제어하고, CobraNet 장치 간의 연결을 시작하며, CobraNet 장치의 상태를 모니터링하는 것입니다.
  • 시리얼 브리지 패킷– 같은 네트워크상의 CobraNet 디바이스 간에 비동기 시리얼 데이터를 송신할 수 있습니다.RS-232, RS-422, RS-485 및 MIDI 등 많은 표준 비동기 시리얼 형식이 지원됩니다.

레이텐시

이더넷 패킷의 오디오데이터 버퍼링 및 전송은 보통 256 샘플의 지연 또는 5+1µ3 밀리초의 지연을 발생시킵니다.아날로그-디지털 변환 및 디지털-아날로그 변환을 통해 추가 지연이 발생합니다.더 작은 패킷을 더 자주 전송함으로써 지연 시간을 줄일 수 있습니다.대부분의 경우 프로그래머는 특정 CobraNet 디바이스(5+1µ3, 2+2µ3, 또는 1+1µ3 밀리초)[13]에 대해 원하는 CobraNet 지연을 선택할 수 있습니다.단, 오디오 지연을 줄이면 다음과 같은 결과가 발생합니다.

  • 지연 시간을 줄이려면 CobraNet 인터페이스에 의한 처리가 더 필요하며 채널 용량이 감소할 수 있습니다.
  • 지연을 줄이면 네트워크 퍼포먼스에 대한 요구가 높아집니다.또, 전송 지연이 너무 길면, 일부의 네트워크 구성에서는 불가능할 수도 있습니다.
  • 지연을 줄이면 더 작은 패킷을 더 자주 전송할 수 있으므로 이더넷 패킷의 1,500바이트 [13]페이로드 제한을 초과하지 않고 번들당 고해상도(96kHz, 24비트) 오디오 채널을 전송할 수 있습니다.
레이텐시 번들당 채널 수
16비트, 48kHz 20 비트, 48 kHz 24비트, 48kHz 16비트, 96kHz 20 비트, 96 kHz 24비트, 96kHz
5+1µ3밀리초 8 8 7 5 4 3
2+2µ3밀리초 8 8 8 8 8 7
1+1µ3밀리초 8 8 8 8 8 8

지연시간과 더 짧은 지연으로 더 많은 정보를 전송할 수 있는 번들테이블별 채널하지만 그렇지 않다.번들마다 더 많은 채널을 전송할 수 있지만 동시에 처리할 수 있는 번들의 수는 더 적습니다.따라서 8개의 24비트 96kHz 채널을 1+1µ3ms의 지연으로1개의 번들로 송신할 수 있지만 처리 제약으로 인해 CobraNet 디바이스는 통상적인 4개의 번들이 아닌1개의 번들만을 송수신 할 수 있습니다.CobraNet 디바이스의 번들캐퍼시티는 특정 디바이스에 고유하며 항상 동일하지는 않습니다.Channels per bundle vs. test case latencies 표는 Biamp AudiaFLEX-CM DSP 디바이스의 번들 용량을 나타내고 있습니다.Rx 열과 Tx 열은 수신 또는 전송할 수 있는 채널의 절대 최대 수를 나타냅니다.Rx/Tx 열은 동시에 [22]수신 및 전송할 수 있는 채널의 최대 수를 나타냅니다.

번들당 채널 수 1+1µ3밀리초의 레이텐시 2+2µ3밀리초의 레이텐시 5+1µ3밀리초의 레이텐시
Rx Tx Rx/Tx Rx Tx Rx/Tx Rx Tx Rx/Tx
8 32 32 32/32 32 32 32/32 32 32 16/16
7 32 32 32/32 32 32 29/29 28 32 14/15
6 32 32 32/32 32 32 29/29 24 32 12/13
5 32 32 32/32 32 32 25/27 21 32 12/13
4 32 32 32/32 32 32 24/24 20 28 12/12
3 32 32 32/32 32 32 20/21 15 24 9/11
2 32 32 28/29 27 32 16/16 12 18 6/7
1 16 16 16/16 16 16 9/10 7 10 4/4

하드웨어 및 소프트웨어

CobraNet 네트워크 카드

CobraNet 인터페이스는 여러 가지 종류가 있으며, 그 중 일부는 다른 것보다 더 많은 채널을 지원할 수 있습니다.또한 CobraNet 인터페이스에는 'primary'와 'secondary'라는 라벨이 붙은2개의 이더넷포트가 있어요프라이머리 이더넷포트만 연결하면 되는데, 양쪽 포트가 모두 연결되어 있으면 프라이머리 이더넷포트가 페일 세이프로 동작합니다.이 기능을 활용하는 세심한 네트워크 설계와 토폴로지는 중요한 애플리케이션에서 [16][17]매우 높은 신뢰성을 제공할 수 있습니다.

Cirrus Logic에서 제공되는 일반적인 CobraNet 인터페이스는 CM-1과 CM-2입니다.[23]

  • CM-1 – 표준 CobraNet 카드로 32개의 입력 및 32개의 출력 오디오 채널을 제공합니다.
  • CM-2 – 컴팩트한 저전력 저비용 설계로 8채널 또는 16채널의 오디오 채널을 제공합니다.

두 카드 모두 제조원에 의해 오디오 제품에 추가되도록 설계되어 있습니다.

소프트웨어

Cirrus Logic은 CobraNet 시스템이 실행되는 네트워크 설계를 지원하는 CobraCAD라고 하는 소프트웨어 애플리케이션을 제공합니다.2대의 CobraNet 디바이스 간에 라우터가 너무 많은지, 네트워크 설정 및 기타 태스크에서 특정 지연이 가능한지 여부를 판별하는 데 도움이 됩니다.단, Cirrus Logic에서는 하드웨어를 조작하기 위한 소프트웨어는 제공되지 않습니다.사실, 가장 간단한 경우에서는 최종 사용자에게 소프트웨어가 필요하지 않습니다.예를 들어, CobraNet 신호를 8개의 아날로그 오디오 신호로 변환하는 단순한 브레이크아웃박스는 번들 [24]번호를 선택하는 것 외에 최종 사용자에 의한 설정은 거의 또는 전혀 필요하지 않습니다.구성이 필요한 경우(예를 들어 CobraNet I/O가 통합된 DSP 박스 내) 장치 제조업체는 일반적으로 해당 목적을 [citation needed]위한 전용 소프트웨어를 제공합니다.

장치들

CobraNet을 통합하는 디바이스 중 하나는 오디오 DSP입니다.셀프 파워 스피커가 보급됨에 따라 [25]DSP로부터의 오디오 신호를 전달하기 위해 Cobranet이 자주 사용되었습니다.이러한 장치는 일반적으로 CobraNet(및 다른 디지털 또는 아날로그 소스로부터 동시에 오디오를 수신하고 디지털 필터와 효과(예: 볼륨 컨트롤, EQ, 압축, 지연, 크로스오버 등)를 사용하여 오디오를 처리한 다음 CobraNet(또는 다른 디지털 또는 아날로그 출력)[26]을 통해 오디오를 출력합니다.일부 DSP는 통합된 전화 하이브리드를 갖추고 있으며, CobraNet 및 기타 소스를 원격 회의 [27]애플리케이션에 통합할 수 있습니다.

CobraNet이 내장된 앰프는 신호 체인을 더 긴 스팬 동안 디지털 상태로 유지하는 데 도움이 됩니다.CobraNet 입력이 포함된 앰프도 DSP 및 네트워크 모니터링 기능이 [28]제한적일 수 있습니다.

내장 CobraNet을 갖춘 확성기는 신호 체인을 더 긴 시간 동안 디지털로 유지하는 데 도움이 됩니다.일반적인 전원 공급되지 않은 스피커 애플리케이션에서는 앰프가 스피커에서 멀리 떨어진 곳에 수용되며 스피커와 앰프 사이에 긴 스피커 케이블(아날로그)이 연결됩니다.스피커 케이블은 전기 저항에 의한 간섭 및 신호 손실에 노출될 수 있습니다.단, 전기 케이블로 전원을 공급받고 내장 CobraNet 입력이 장착된 파워드 스피커는 스피커 케이블을 제거하고 [14][15]네트워크 케이블로 교체합니다.스피커는 번들 중 하나의 오디오 채널만 사용하기 때문에 CobraNet을 사용하는 많은 스피커는 번들 내의 나머지 채널에 대해서도 다수의 아날로그 출력을 가지고 있어 스피커 [original research?]클러스터 애플리케이션에서 유용합니다.

채널 용량을 늘리고 케이블을 줄이기 위해 많은 디지털 믹싱 [citation needed]콘솔을 옵션인 CobraNet 인터페이스와 함께 사용할 수 있습니다.

제조원

장치에 CobraNet 연결을 통합하고자 하는 제조업체는 이 기술을 라이센스하거나 Cirrus [29][30][31][32]Logic에서 CobraNet 인터페이스 모듈 또는 칩을 구입합니다.많은 오디오 기기 제조업체들이 그들의 제품에 코브라넷을 포함시켰다.다음은 일부 [33][34]목록입니다.

「 」를 참조해 주세요.

메모들

  1. ^ CobraNet은 1+1µ3, 2+2µ3, 5+1µ3ms의 3가지 지연 모드를 지원합니다.자세한 내용은 § 지연을 참조하십시오.

레퍼런스

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외부 링크