WikiDer > AES3

Было высказано предположение, что AES-2id быть слился в эту статью. (Обсудить) Предлагается с октября 2020 года.

AES3 (также известен как AES / EBU) это стандарт для обмена цифровой звук сигналы между профессиональное аудио устройств. Сигнал AES3 может передавать два канала PCM аудио более нескольких средства передачи в том числе сбалансированные линии, несбалансированные линии, и оптоволокно.^[1]

AES3 был разработан совместно Аудио инженерное общество (AES) и Европейский вещательный союз (EBU). Стандарт был впервые опубликован в 1985 году и пересматривался в 1992 и 2003 годах. AES3 был включен в Международная электротехническая комиссиястандарт IEC 60958, и доступен в потребительском варианте, известном как S / PDIF.

История и развитие

Разработка стандартов для цифровой звук соединение для профессионального и домашнего аудиооборудования, началось в конце 1970-х гг.^[2] в результате совместных усилий Audio Engineering Society и Европейского вещательного союза, кульминацией которых стало издание AES3 в 1985 году. Стандарт AES3 был пересмотрен в 1992 и 2003 годах и опубликован в версиях AES и EBU.^[1] Вначале стандарт часто назывался AES / EBU.

Варианты, использующие различные физические соединения, указаны в IEC 60958. По сути, это потребительские версии AES3 для использования в домашних условиях. высокая точность среды с использованием разъемов, которые чаще встречаются на потребительском рынке. Эти варианты широко известны как S / PDIF.

Аппаратные соединения

Стандарт AES3 соответствует части 4 международного стандарта IEC 60958. Из физических типов межсоединений, определенных в IEC 60958, обычно используются два.

IEC 60958 тип I

Разъемы XLR, используемые для соединений IEC 60958 типа I.

Соединения типа I используют сбалансированный, 3-проводный, 110 Ом витая пара кабели с Разъемы XLR. Соединения типа I чаще всего используются в профессиональных установках и считаются стандартными разъемами для AES3. Аппаратный интерфейс обычно реализуется с использованием RS-422 линейные драйверы и приемники.

IEC 60958 тип II

IEC 60958 Тип II определяет несбалансированный электрический или оптический интерфейс для бытовая электроника Приложения. Предшественником спецификации IEC 60958 Type II был цифровой интерфейс Sony / Philips или S / PDIF. Оба были основаны на оригинальной работе AES / EBU. S / PDIF и AES3 взаимозаменяемы на уровне протокола, но на физическом уровне они определяют разные уровни электрических сигналов и сопротивление, что может иметь значение для некоторых приложений.

Разъем BNC

Разъем BNC, используемый для соединений AES-3id.

Сигналы AES / EBU также могут передаваться через несимметричные разъемы BNC a с коаксиальным кабелем на 75 Ом. Несбалансированная версия имеет очень большое расстояние передачи по сравнению с максимумом 150 метров для сбалансированной версии.^[3] Стандарт AES-3id определяет сопротивление 75 Ом. BNC электрический вариант AES3. При этом используются те же кабели, коммутация и инфраструктура, что и для аналогового или цифрового видео, и поэтому широко распространено в индустрии вещания.

Протокол

Простое представление протокола для AES3 и S / PDIF

Протокол низкого уровня для передачи данных в AES3 и S / PDIF в основном идентичен, и следующее обсуждение применимо к S / PDIF, за исключением случаев, указанных выше.

AES3 был разработан в первую очередь для поддержки стерео PCM закодированный звук в любом DAT формат при 48 кГц или компакт диск формат 44,1 кГц. Не было предпринято никаких попыток использовать оператора связи, способного поддерживать обе скорости; вместо этого AES3 позволяет запускать данные в любой скорость и кодирование часов и данных вместе с использованием код двухфазной метки (BMC).

Каждый бит занимает один Временной интервал. Каждый аудиосэмпл (до 24 битов) комбинируется с четырьмя битами флага и преамбулой синхронизации, которая имеет длину четыре временных интервала для создания подрамник из 32 временных интервалов. 32 временных интервала каждого подкадра назначаются следующим образом:

Два подкадра (A и B, обычно используемые для левого и правого аудиоканалов) образуют Рамка. Кадры содержат 64-битные периоды и создаются один раз за период выборки аудио. На самом высоком уровне каждые 192 последовательных кадра сгруппированы в аудиоблок. Хотя образцы повторяются каждый раз во время кадра, метаданные передаются только один раз на аудиоблок. При частоте дискретизации 48 кГц имеется 250 аудиоблоков в секунду и 3 072 000 временных интервалов в секунду, поддерживаемых двухфазной частотой 6,144 МГц.^[4]

Преамбула синхронизации

Преамбула синхронизации - это специально закодированный преамбула который идентифицирует подкадр и его положение в аудиоблоке. Преамбулы не являются обычными битами данных в кодировке BMC, хотя они все еще имеют ноль. Смещение постоянного тока.

Возможны три преамбулы:

• X (или M): 11100010₂ если предыдущий временной интервал был 0, 00011101₂ если бы это было 1. (Эквивалентно 10010011₂ NRZI закодировано.) Помечает слово для канала A (слева), кроме начала аудиоблока.
• Y (или W): 11100100₂ если предыдущий временной интервал был 0, 00011011₂ если бы это было 1. (Эквивалентно 10010110₂ NRZI закодировано.) Обозначает слово для канала B (справа).
• Z (или B): 11101000₂ если предыдущий временной интервал был 0, 00010111₂ если бы это было 1. (Эквивалентно 10011100₂ NRZI закодировано.) Помечает слово для канала A (слева) в начале аудиоблока.

Три преамбулы называются X, Y, Z в стандарте AES3; и M, W, B в IEC 958 (расширение AES).

8-битные преамбулы передаются во время, выделенное первым четырем временным интервалам каждого подкадра (временные интервалы от 0 до 3). Любой из трех обозначает начало подкадра. X или Z обозначают начало кадра, а Z обозначает начало аудиоблока.

 | 0 | 1 | 2 | 3 | | 0 | 1 | 2 | 3 | Временные интервалы _____ _ _____ _ /  _____ /  _ /  _____ /  _ /  Преамбула X _____ _ ___ ___ /  ___ /  ___ /  _____ /  _ /  Преамбула Y _____ _ _ _____ /  _ /  _____ /  _____ /  _ /  Преамбула Z ___ ___ ___ ___ /  ___ /  ___ /  ___ /  ___ /  Все 0 бит в кодировке BMC _ _ _ _ _ _ _ _ /  _ /  _ /  _ /  _ /  _ /  _ /  _ /  _ /  Все 1 бит в кодировке BMC | 0 | 1 | 2 | 3 | | 0 | 1 | 2 | 3 | Временные интервалы

В двухканальном AES3 преамбулы образуют шаблон ZYXYXYXY…, но эту структуру просто расширить на дополнительные каналы (больше субкадров на кадр), каждый с преамбулой Y, как это сделано в МАДИ протокол.

Слово состояния канала

В каждом подкадре есть один бит состояния канала, всего 192 бита или 24 байта для каждого канала в каждом блоке. Между стандартами AES3 и S / PDIF содержимое 192-битного слова состояния канала значительно различается, хотя они согласны с тем, что первый бит состояния канала различает их. В случае AES3 стандарт подробно описывает функцию каждого бита.^[1]

• Байт 0: основные управляющие данные: частота дискретизации, сжатие, выделение
  • бит 0: значение 1 указывает, что это данные состояния канала AES3. 0 означает, что это данные S / PDIF.
  • бит 1: значение 0 указывает, что это данные линейного аудио PCM. Значение 1 указывает на другие (обычно не аудио) данные.
  • биты 2–4: указывает тип сигнала. упреждение применяется к данным. Обычно устанавливается на 100₂ (никто).
  • бит 5: значение 0 указывает, что источник заблокирован для некоторой (неуказанной) внешней синхронизации времени. Значение 1 указывает на разблокированный источник.
  • биты 6–7: частота дискретизации. Эти биты являются избыточными при передаче звука в реальном времени (приемник может непосредственно наблюдать за частотой дискретизации), но полезны, если данные AES3 записываются или сохраняются иным образом. Параметры не указаны, 48 кГц (по умолчанию), 44,1 кГц и 32 кГц. Дополнительные параметры частоты дискретизации могут быть указаны в расширенная частота дискретизации поле (см. ниже).
• Байт 1: указывает, является ли аудиопоток стерео, моно или какой-либо другой комбинацией.
  • биты 0–3: указывает взаимосвязь двух каналов; это могут быть несвязанные аудиоданные, стереопара, дублированные моно данные, музыка и голосовые комментарии, стереокод суммы / разности.
  • биты 4–7: используются для обозначения формата слова канала пользователя.
• Байт 2: длина звукового слова
  • биты 0–2: использование вспомогательных битов. Это указывает, как используются вспомогательные биты (временные интервалы 4–7). Обычно устанавливается на 000₂ (не используется) или 001₂ (используется для 24-битных аудиоданных).
  • биты 3–5: длина слова. Задает размер выборки относительно 20- или 24-битного максимума. Можно указать 0, 1, 2 или 4 недостающих бита. Неиспользуемые биты заполняются 0, но функции обработки звука, такие как микширование, обычно заполняют их действительными данными без изменения эффективной длины слова.
  • биты 6–7: Не используются
• Байт 3: используется только для многоканальных приложений^{[требуется дальнейшее объяснение]}
• Байт 4: дополнительная информация о частоте дискретизации^{[требуется дальнейшее объяснение]}
  • биты 0–1: Указывает уровень эталонной частоты дискретизации на AES11
  • бит 2: зарезервирован
  • биты 3–6: Расширенная частота дискретизации. Это указывает на другие частоты дискретизации, не представленные в битах 6–7 байта 0. Значения назначены для 24, 96 и 192 кГц, а также 22,05, 88,2 и 176,4 кГц.
  • бит 7: флаг масштабирования частоты дискретизации. Если установлено, означает, что частота дискретизации умножается на 1 / 1.001 для соответствия NTSC частота кадров видео.
• Байт 5: зарезервирован
• Байты 6–9: четыре ASCII символы для обозначения происхождения канала. Широко используется в больших студиях.
• Байты 10–13: четыре символа ASCII, указывающие назначение канала, для управления автоматическими переключателями. Реже используется.
• Байты 14–17: 32-битный адрес выборки, увеличение от блока к блоку на 192 (поскольку в каждом блоке 192 кадра). На 48 кГц это происходит примерно каждый день.^[а]
• Байты 18–21: 32-битное смещение адреса отсчета для обозначения отсчетов с полуночи.^[5]
• Байт 22: индикация надежности слова состояния канала
  • биты 0–3: зарезервированы
  • бит 4: если установлен, байты 0–5 (формат сигнала) ненадежны.
  • бит 5: если установлен, байты 6–13 (метки каналов) ненадежны.
  • бит 6: если установлен, байты 14–17 (адрес выборки) ненадежны.
  • бит 7: если установлен, байты 18–21 (отметка времени) ненадежны.
• Байт 23: CRC. Этот байт используется для обнаружения повреждения слова состояния канала, которое может быть вызвано переключением среднего блока.^[b]

Встроенный тайм-код

Временной код SMPTE данные могут быть встроены в сигналы AES3. Его можно использовать для синхронизация и для регистрации и идентификации аудиоконтента. Он встроен как 32-битное двоичное слово в байты с 18 по 21 данных состояния канала.^[6]

В AES11 Стандарт предоставляет информацию о синхронизации цифровых звуковых структур.^[7]

то AES52 Стандарт описывает, как вставлять уникальные идентификаторы в битовый поток AES3.^[8]

SMPTE 2110-31: передача AES3 по IP-сети

SMPTE 2110-31 определяет, как инкапсулировать поток данных AES3 в Транспортный протокол в реальном времени пакеты для передачи по IP-сети с использованием многоадресной IP-инфраструктуры SMPTE 2110.^[9]

Другие форматы

Цифровой аудиоформат AES3 также может передаваться через асинхронный режим передачи сеть. Стандарт для упаковки кадров AES3 в ячейки ATM: AES47.

Смотрите также

• ADAT Lightpipe - Многоканальный оптический цифровой аудиоинтерфейс
• AES-2id - Рекомендации по использованию интерфейса AES3

Примечания

Рекомендации

дальнейшее чтение

• Уоткинсон, Джон (2001). Искусство цифрового аудио, третье издание. Focal Press. ISBN 0-240-51587-0.
• Уоткинсон, Джон (август 1989 г.). «Цифровой аудиоинтерфейс AES / EBU». Конференция в Великобритании: интерфейс AES / EBU. EBU-02.

внешняя ссылка

• Страница загрузки стандартов AES
• Европейский вещательный союз, Спецификация цифрового аудиоинтерфейса (интерфейс AES / EBU) Tech 3250-E третье издание (2004 г.)
• Эммет, Джон (1995). "Технические рекомендации: цифровой аудиоинтерфейс EBU / AES" (PDF). EBU.
• Марк Йонг (июнь – июль 2005 г.). "Статус канала AES3 пересмотрен" (PDF). Расстановка (101): 20–22. Архивировано из оригинал (PDF) на 2015-05-01. Получено 2013-09-01.
• «Настройки байта состояния канала AES3 / AES-EBU».