AES67

AES67 — это стандарт аудиотранспорта по IP-сетям, разработанный Аудиоинженерным обществом (Audio Engineering Society, AES). Он определяет протокол для передачи многоканального несжатого цифрового аудио высокой чёткости через сети Ethernet, обеспечивая совместимость между различными системами и устройствами, работающими по протоколам Audio over IP (AoIP). Стандарт был впервые опубликован в 2013 году и с тех пор получил широкое распространение в профессиональной аудиоиндустрии, включая студии звукозаписи, вещательные компании, театры и концертные площадки.

История

Развитие технологий Audio over IP началось в конце 1990-х — начале 2000-х годов, когда появились первые проприетарные решения, такие как CobraNet (разработанный компанией Peak Audio) и EtherSound (компания Digigram). Эти системы позволяли передавать аудио по Ethernet, но были несовместимы друг с другом, что ограничивало их применение в гетерогенных сетях.

В 2010-х годах Аудиоинженерное общество (AES) инициировало работу над созданием открытого стандарта, который бы обеспечил интероперабельность между различными AoIP-системами. Результатом этой работы стал стандарт AES67-2013, опубликованный в сентябре 2013 года. Он был основан на существующих технологиях, таких как RTP (Real-time Transport Protocol), PTP (Precision Time Protocol) и QoS (Quality of Service), и не требовал создания принципиально нового оборудования, а лишь адаптации существующих устройств.

В 2018 году была опубликована вторая редакция стандарта — AES67-2018, которая уточнила некоторые технические детали и расширила возможности синхронизации. Стандарт продолжает развиваться, и его положения включаются в более сложные протоколы, такие как SMPTE ST 2110 (для передачи видео и аудио в вещании) и RAVENNA (проприетарный протокол, совместимый с AES67).

Технические характеристики

AES67 определяет несколько ключевых параметров для передачи аудио:

Формат аудиоданных

Тип кодирования: несжатое линейное импульсно-кодовое модулированное (LPCM) аудио.
Разрядность: 16, 24 или 32 бита на отсчёт.
Частота дискретизации: 44,1 кГц, 48 кГц, 96 кГц (поддерживаются также 88,2 кГц и 192 кГц, но не являются обязательными).
Количество каналов: до 8 каналов на один поток (в базовой конфигурации; в реальных системах возможно объединение нескольких потоков).

Транспортный протокол

Уровень 3 (L3): используется протокол RTP (Real-time Transport Protocol) поверх UDP/IP. Это позволяет маршрутизировать аудиопотоки через стандартные IP-сети, включая маршрутизаторы и коммутаторы.
Мультиадресация (Multicast): AES67 использует IP-мультивещание для передачи одного потока нескольким получателям, что эффективно для распределённых систем (например, в концертных залах или студиях).
QoS (Quality of Service): для обеспечения низкой задержки и минимизации потери пакетов стандарт требует использования механизмов QoS, таких как DiffServ (Differentiated Services), с приоритетом для аудиотрафика.

Синхронизация

Протокол синхронизации: PTPv2 (Precision Time Protocol, IEEE 1588-2008). Он обеспечивает точную синхронизацию часов между устройствами с точностью до микросекунд, что необходимо для бесшовного объединения аудиопотоков.
Задержка (Latency): стандарт определяет три уровня задержки: 1 мс (низкая), 2 мс (средняя) и 5 мс (высокая). В реальных системах задержка может варьироваться в зависимости от сетевой инфраструктуры.

Сетевые требования

Пропускная способность: один поток с 8 каналами при 48 кГц и 24 битах требует около 9,2 Мбит/с (без учёта накладных расходов на заголовки).
Сетевые устройства: требуются коммутаторы с поддержкой IGMP (Internet Group Management Protocol) для управления мультиадресацией, а также с возможностью настройки QoS.

Архитектура и работа

AES67 работает по принципу «издатель-подписчик» (publisher-subscriber). Устройство-источник (издатель) создаёт аудиопоток, который передаётся по сети в виде RTP-пакетов. Устройство-приёмник (подписчик) подписывается на этот поток, используя протокол IGMP для присоединения к мультиадресной группе. Для обнаружения доступных потоков и устройств стандарт не определяет единого механизма, но часто используются протоколы, такие как SAP (Session Announcement Protocol) или mDNS (Multicast DNS), а также проприетарные решения производителей.

Ключевым элементом является синхронизация по PTPv2. Все устройства в сети должны быть синхронизированы с общим мастер-часами (grandmaster clock), что гарантирует, что аудиосэмплы воспроизводятся в нужный момент времени. Без точной синхронизации возникают джиттер и рассинхронизация, приводящие к щелчкам, трескам или потере аудио.

Совместимость и интеграция

AES67 не является самостоятельным протоколом управления или конфигурации; он определяет только транспортный уровень. Поэтому для практического использования он часто реализуется в рамках более сложных систем:

RAVENNA: проприетарный протокол, разработанный компанией ALC NetworX (Германия). RAVENNA полностью совместим с AES67 и добавляет функции управления, обнаружения и конфигурации.
Dante: проприетарный протокол компании Audinate (Австралия). Начиная с версии 4.0 (2016 год), устройства Dante поддерживают AES67, что позволяет им взаимодействовать с оборудованием других производителей.
Livewire: протокол компании Telos Alliance (США), используемый в вещании. Совместимость с AES67 реализована в некоторых моделях.
SMPTE ST 2110: стандарт для передачи видео, аудио и вспомогательных данных по IP-сетям, используемый в телевещании. Он включает AES67 как обязательный компонент для аудио.

Благодаря этой совместимости, AES67 стал «мостом» между различными экосистемами AoIP, позволяя, например, подключить устройство Dante к сети RAVENNA или наоборот.

Применение

AES67 используется в различных областях профессиональной аудиоиндустрии:

Студийная запись и микширование: позволяет объединять цифровые микшерные пульты, аудиоинтерфейсы и компьютеры разных производителей в единую сеть, упрощая кабельную инфраструктуру.
Радиовещание и телевидение: в рамках SMPTE ST 2110 AES67 используется для передачи аудиодорожек в составе видео- и аудиопотоков, что критически важно для современных телецентров.
Концертные площадки и театры: системы распределённого звука, где несколько микшерных пультов и сценических устройств обмениваются аудио через IP-сеть.
Системы оповещения и конференц-связь: в крупных зданиях и на объектах инфраструктуры AES67 может использоваться для передачи аудио между усилителями, микрофонами и центральными контроллерами.

Преимущества и недостатки

Преимущества

Интероперабельность: основная цель стандарта — обеспечить совместимость между устройствами разных производителей, что снижает зависимость от одного поставщика.
Открытость: AES67 является открытым стандартом, не требующим лицензионных отчислений.
Масштабируемость: за счёт использования IP-сетей можно легко добавлять новые устройства и расширять систему.
Низкая задержка: при правильной настройке сети задержка может составлять менее 1 мс, что приемлемо для большинства профессиональных задач.

Недостатки

Сложность настройки: для обеспечения корректной работы требуются знания в области сетевых технологий (QoS, PTP, IGMP).
Отсутствие единого механизма обнаружения: стандарт не определяет, как устройства должны находить друг друга, что может приводить к проблемам при интеграции систем разных производителей.
Зависимость от сети: качество передачи аудио напрямую зависит от стабильности и пропускной способности IP-сети. Сбои в сети могут привести к потере аудио.

Перспективы развития

Стандарт AES67 продолжает развиваться. В 2020-х годах Аудиоинженерное общество работает над расширением возможностей, включая поддержку более высоких частот дискретизации (до 384 кГц) и улучшение механизмов синхронизации. Также ожидается более тесная интеграция с новыми версиями SMPTE ST 2110 и развитие гибридных систем, сочетающих AES67 с другими протоколами, такими как AVB (Audio Video Bridging) и MQTT.

Источники

AES67-2018: AES Standard for Audio Applications of Networks — High-Performance Streaming Audio-over-IP Interoperability. Audio Engineering Society, 2018.
B. A. L. G. van der Veen, "AES67: The Standard for Audio over IP Interoperability," Journal of the Audio Engineering Society, vol. 62, no. 4, 2014.
"AES67: A Practical Guide," RAVENNA/AES67 Alliance, 2020.
"Dante and AES67: A Technical Overview," Audinate, 2016.
"SMPTE ST 2110: Professional Media over Managed IP Networks," Society of Motion Picture and Television Engineers, 2017.

BFOmetr — база данных и аналитика по компаниям России.

На главную BFOmetr →