《音响网络的构建传输与监控》教案.docx

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《音响网络的构建传输与监控》教案

《音响网络的构建、传输与监控》教案

第一周

教学目的：

普及部分基础知识，了解音响系统与网络系统

教学内容：

1.1以太音响网络综述

EtherSound的概念，Digigram公司介绍。

以太网络传输在专业音响领域中的应用。

补充知识：

介绍Ethernet的概念：

Xerox公司创造，基带局域网规范。

介绍CSMA/CD载波监听多路访问及冲突监测技术。

介绍IEEE802.3x以太网标准。

介绍可编程序门阵列FPGA的概念。

介绍VLAN的基本概念。

ES-100和ES-Giga模块

1、开放式控制机构

SDK的概念

2、以太音响也是现场的实时音响P2图1-2

网络延时的概念

人耳分辨率

简单介绍菊花链的概念

简单介绍网络延时，与单设备加入延时。

3、应用简单易行

简介网络传输设备、网络核心设备（CAT-5ECAT-6光纤交换机媒体转换器）

ES-10024bit48KHz64通道

ES-Giga24bit48KHz256通道100Mbit/s的IP地址控制与监视数据

4、构建灵活方便

混合采样率的概念48K1个通道，96K2个通道，192K4个通道……

布局灵活、信息畅通的各种连接方式：

环路、菊花链、星型链、组合链（分析P4图1-4）

5、以太音响有3中特许授权级

a）参与级

b）领先级

c）研发级

教学重点：

ES-100ES-Giga的区别、网络传输设备及核心设备、混合采样率、各种连接方式

教学难点：

CSMA/CD、VLAN

第二周

教学目的：

ES-100和ES-Giga的相关知识

教学内容：

1.2以太音响模块ES-100的综合技术特性

ES-10024bit48KHz64通道

ES-Giga24bit48KHz512通道100Mbit/s的IP地址控制与监视数据

1、与以太网IEEE802.3的兼容

补充知识：

七层网络模型的概念（ISO/OSI）

单工、双工（半双工/全双工）的概念

数据链路层的功能作用

2、音频时钟

内部时钟与外部时钟的区别，分析数字电路中内部同步与外部同步

3、Digigram公司标准设计的待机时间

待机时间的概念

点对点5个采样周期的待机时间，有A/DD/A的待机时间

4、音频格式与音频通道数

混合采样率及混合通道的关系（P6）

5、网络结构

a）点对点（图1-5）

b）菊花链布局结构（图1-6）

c）星型链布局结构（图1-7）

d）环形布局结构（图1-8）

6、控制以太音响设备

a）内置控制

b）计算机控制

7、以太音响技术评估

1.3以太音响模块ES-Giga的传输技术

1、ES-Giga模块的主要特性

P9-P10

2、无缝的产品集成

通过图1-10分析ES-Giga的各种接口

3、灵活多样的控制

分析图1-11，解释运用SDK和IP控制音频、视频、数据流及设备。

1.4怎样构建以太音响网络

1.4.1以太音响设备的各种类型

主机（Master）、从机（Slave）、主从机（Master/Slave）

通过表1-1分辨主机、从机、主从机的区别。

1.4.2单向性、双向性的以太音响设备

1、单向性的以太设备：

分析图1-12

2、双向性的以太设备：

分析图1-13

1.4.3以太网使用的缆线

1、双绞线对

a）CAT-5、CAT-5E、CAT-6、CAT-7缆线

b）平铺缆线和转接缆线

2、光纤媒体转换器

1.4.4以太网连接器

教学重点：

ES-Giga的各种接口、主机从机主从机的概念、单向性双向性分析

教学难点：

ISO/OSI七层模型、图1-11的分析

第三周

教学目的：

交换机解决方案与通用以太音响设备的应用1

教学内容：

1.4.5交换机解决方案

1、集线器

2、交换机

a）2层交换机

b）3层4层交换机及路由器

c）无线虚拟网

d）无线电控制

e）手动交换机

分析各种交换机以及集线器的区别（运用以太网中设备的功能分析）

1.4.6以太网布局

图1-17的分析（具体到设备、链路、主从设备、链路关系）

1.5通用以太音响设备的应用

1.5.1用于剧场火音乐厅里巡回演出的实况转播

1、问题的提出

难题：

多电缆、多种接插件、多股双绞蛇形电缆（作用：

信号传入主控，混合后返回到舞台、监听）

故障难以排除

解决方法：

增设一条专用线路

增设以太舞台次级混合器

更换新的蛇形电缆

2、解决方案

a）以太音响设备ES8in、ES8mic、ES8out介绍图1-18

b）分析图1-19剧场或音乐厅演出用以太音响设备进行实况转播（着重介绍上述设备在这套系统中的位置以及作用）

3、技术特点与商务效益

a）以太网缆线替代多股双绞线

b）可用计算机软件或本地设备实现遥控

c）同一电缆（控制+音频）双向控制

d）GPIO+RS232用于监控

4、以太音响设备的技术指标（表1-3~表1-5）

教学重点：

交换机解决方案、以太网布局、图1-19

教学难点：

交换机解决方案

第四周

教学目的：

分析不同场合使用的以太音响设备及连接方式

教学内容：

1.5.2用于各种会议场合的寻呼系统

1、问题的提出

a）音响系统的冗余花费高昂

b）旧建筑不适合大型捆绑电缆铺设

c）模拟设备不可取（高端电缆，中继放大）

2、解决方案

a）设备选取ES8mic、Mixart8ES或Lx6464ES声卡

b）分析图1-20（着重分析媒体转换器和光纤的使用）

3、技术特性与商务效益

a）以太网缆线替代多股双绞线及转接板、路由矩阵等交换设备

b）调试简单、设定容易重新构建信号通路无需更改线路

c）同一电缆（控制+音频）双向控制

d）GPIO+RS232用于监控

e）扩容方便

f）ESControl保存方便随时调用

1.5.3用于教堂、审判庭、集散地的系统

1、问题的提出

a）空间大年代久远资金有限

b）铺设电缆距离长建筑结构复杂

c）运行信号的电缆要求高

d）缆线必须屏蔽需增设滤波部件

2、解决方案

分析图1-21教堂区域的以太音响传输系统

3、技术特性和商务效益

可共享已有的VLAN（虚拟局域网）

教学重点：

使用的ES设备、ES声卡的引入

教学难点：

ES网络与IP网络混合的关系

第五周

教学目的：

寻呼系统的设计与NCX的相关知识

教学内容：

1.5.4用于各种场所的背景音乐机相关的寻呼系统

1、问题的提出

2、解决方案

a）音频管理程序器+NCX以太音响终端机

b）MPEG的概念（MovingPictureExpertsGroup）

i.MPEG-1数字盒式录音带Audio384kbps4:

1

DAB、VCDAudio256~192kbps8:

1~6:

1

InternetMP3Audio128~112kbps12:

1~10:

1

ii.MPEG-2支持5.7~7.1的MPEG1

iii.MPEG-4视频

iv.MPEG-7多媒体内容描述接口（标准）

v.MPEG-21数字视听框架集成标准协调为管理多媒体商务

c）像局域网一样构建音响网

d）NCX可连接功放和音箱

e）利用音频管理如武器软件实现

f）数字控制矩阵的灵活使用

3、技术特性和商务效益

a）NCX网与数据网络线路协调使用

b）利用虚拟局域网共享设备

c）软件控制易于开发

d）终端可扩展RS232TTL

e）NCX对MPEG编码、记录、解码、播放并混合音频

f）NCX的特点：

i.可容纳音频信号数量多

ii.能实现本地或局部区域遥控

iii.达到常用的数字音频的质量

iv.连接多种设备

v.安装、构建、应用和管理极其简单

vi.使用灵活，性能可靠。

1.5.5音频网络终端机NCX的灵活应用

●支持PCM和MPEG

●可作为声卡和单机使用也可用作电路板

●快速安装多种控制

通过表1-7认识多种NCX终端机

1、NCX终端机的一些典型应用

a）多区域音频分配

b）音频点播

c）音频归档

2、NCX终端机的技术指标

a）通用指标

b）音频输入和输出

c）音频指标

d）系统音频特性

e）附加的传输与状态显示

f）以太网和服务器

g）机械性能

教学重点：

寻呼系统的概念、NCX终端机相关知识

教学难点：

MPEG的各种标准、NCX终端机相关知识

第六周

教学目的：

认识音响管理软件及ES-100/Spkr

教学内容：

1.5.6音响管理软件的应用

计算机控制——常规手段

音响管理软件——新手段可创新

控制：

区域划分、系统组建、音频信息记录、音频信号流动

1、音响管理的范畴

音频监测、音响库管理、播放列表创建、CD转MPEG、FTP协议传输音响库和播放列表（XML）

补充知识：

FTP与XML的概念及应用

2、音响管理的内容

a）创建系统、设置输入/输出、管理播放列表及音响库

b）运行音频编排程序

c）进行实况广播

d）出发已录素材

e）设定各点的电平

3、音响管理的广告（插播）

4、音响管理的项目（触发）

5、音响管理的遥控

6、与设备安装的有关参数

7、可应该用与4套设备上

a）CobraNet

b）以太音响网

c）带模拟电缆的音响配套设备

d）运用CAT-5的音频信息网络

8、音响管理软件的主要特点P39

1.5.7以太音响网终端的扬声器ES-100/Spkr

复习第一章所有内容

教学重点：

音响管理软件的应用

教学难点：

补充的FTP和XML的概念及应用

第七周

教学目的：

CobraNet简介及先关部件接口等

教学内容：

第二章CobraNet音响网络

2.1CobraNet音响网络技术概述

1、CobraNet技术的关键优势

2、CobraNet常用设备

3、CobraNet部件

a）CS1810xxCobraNet数字音频网络接口

三种集成电路模式

48KHz/96KHz16bit/20bit/24bit2路/8路/16路

补充知识：

VCXO压控晶体振荡器：

由石英晶体、变容二极管、振荡电路通过控制电压改变变容二极管的电容，从而牵制石英谐振器的频率——频率调制

b）CS4961xxCobraNet音响系统处理器

32bit120M条/s处理能力

补充知识：

微机原理的CPU相关知识

c）CobraNet接口模块CM-1和CM-2

4、CobraNet开发工具

a）CobraNetDiscovery

b）CobraCAD

c）数字信号处理器（DSP）传导器

d）CobraNet对象工具（补充关于面向对象的相关知识）

e）EV-2测评和开发工具

2.2CobraNet技术原理

1、CobraNet技术应用范围——大规模

2、CobraNet硬件设施要求

部分支持半双工、完全支持全双工、Switch优于Hub

3、CobraNet设备的类型

a）只做信号传送

CobraNet基本信号传输单元Bundle，8个音频通道

b）按信号输入——信号处理——信号输出的方法使用

4、CobraNet为什么是用以太网

补充知识：

Ethernet、Token-Ring、AppleTalk之间的区别

5、为什么建议是用Switch作为CobraNet的网络交换设备

Hub、Switch、Router的区别，ISO/OSI开放的七层网络模型的全面阐述

使用Hub应注意的事情：

a）网络中不应存在非CobraNet设备

b）网络中对打通道小于64

c）网络直径的问题

教学重点：

CobraNet部件及开发工具

教学难点：

CobraNet为什么使用以太网、为什么建议Switch作为CobraNet的交换设备

第八周

教学目的：

了解CobraNet音响网络路由

教学内容：

2.3CobraNet音响网络路由的设计

1×Conductor+n×Performance=1×CobraNet

Conductor——（时钟节拍）——Performance

数据包模式：

点对点、点对多点、广播

1、CS1810xx音频处理器

内嵌TCP/IP、运行CobraNet技术固件

外部总线、主机接口、数字音频、异步通信

补充知识：

封装结构

a）处理器外部总线

16根数据线DATA15~DATA0

20跟地址总线ADDR19~ADDR0

存储器选通信号#CS1、#CS2

读写信号#WE、#OE

外设等待信号IOWAIT

b）主机控制接口

c）数字音频（分析图2-6，图2-7）

i.时钟类

ii.同步串行音频输入数据

iii.同步串行音频输出数据

iv.异步通信

2、CobraNet音频路由器的硬件设计（分析图2-8）

a）CS1810xx部分电路

b）MCU部分

3、CobraNet音频路由器的软件部分

a）CS1810xx固件装载

Bootloader装载+应用程序装载

Elcm2.cmd+Discovery

驱动（以太网接口+主机接口）+查找设备、分配IP、UpdateFirmware

b）MCU软件设计

c）寄存器与寻址

教学重点：

音频处理器内部结构以及先关计算机知识

教学难点：

总线、寄存器、寻址等相关概念

第九周

教学目的：

CobraNet技术的应用和了解矩阵控制系统N8000

教学内容：

2.4CobraNet音频技术在上海国际赛车场公共广播系统的应用

PAS（PublicAddressSystem）——公共广播系统的概念

1、系统简介

a）一个总控，18个远程PAS设备间，70个分区，19路输入，111路输出

b）连接方式：

局域网连接，TCP/IP、RS485、RS232等

c）实现功能：

P53~P54

2、CobraNet相关技术简介

a）CobraNet数据格式

b）CobraNet数据传输

c）CobraNet数据延时

d）CobraNet同步数据

3、公共广播控制系统

MM-960CN媒体矩阵主机包括MM-DSP-RJ数字音频处理卡1块，MM-DSP-CN数字音频处理卡6块，Mware3.3.5软件一套

功能：

a）处理所有音频信号输入、输出

b）对音频信号进行普通和特殊的自动控制

c）封装CobraNet数据包

d）联动处理

e）实现触发信号

f）监测CobraNet系统状态

g）远程登录监控主机

4、音频光纤传输网络

模块化的主音频交换机“主机、主控板、业务板、模块口

补充知识：

VLAN、802.1Q、802.1P

5、功率放大器检测与功率放大器备份系统

2.5音响网络中的矩阵控制系统——N8000系统

NETMAX模块的概念，IRIS-Net软件

1、N8000的特点

a）120dB音重范围、24bitA/DD/A

b）高质量模拟输入输出

c）数字信号双精度48bit

d）四个接口槽做东容纳32个本地音频通道

e）IRIS-Net软件编程

f）N8000的实物认识及接口板图（图2-9，图2-10）

2、智能化遥控与综合集中管理软件IRIS-Net

操作界面介绍（图2-11）

3、N8000的浏览界面（图2-12）

4、构建网络配置（表2-1）

a）IP地址的配置

b）多台N8000的IP地址配置

5、检测计算机与N8000之间的网络连接

a）配置计算机

b）连接N8000

c）命令行模式命令PING。

6、矩阵控制器N8000的结构方块图（图2-18）及详细说明

7、应用举例（图2-19）两种运行和控制的方式

a）IRIS-Net控制

b）RS232控制

教学重点：

N8000系统

教学难点：

N8000结构方块图、N8000连接和配置方式

第十周：

教学目的：

复习第一章及第二章内容

教学内容：

2.6CobraNet音响网络常见问题解答

30条问题的分析

复习第一章及第二章描述的内容

第十一周

教学目的：

了解HiQnet音响网络的设备

教学内容：

第三章HiQnet音响网络

3.1HiQnet音响网络概述

1、界面接口（介绍哈曼）

2、体系

3、连接（串行+USB+以太网）（图3-1）

4、构建

5、控制

a）HiQnet的系统结构软件操作界面介绍

b）HiQnet的系统结构软件构成的触摸控制界面介绍

6、特性（P74）

7、支持的设备（P74）

8、系统的应用

a）大型流动演出系阵

b）商业设施扩声系统

c）固定场所扩声系统

d）公共广播系统

e）小型演出扩声系统

9、HiQnet的基本连接图（图3-3）

3.2HiQnet音响网络设备BLU-800及其他相关的设备成员BLU-320、BLU-160、BLU-120

伦敦音响网络设备BLU系列设施的面板图（图3-4~图3-5）

补充知识：

AES/EBU和S/PDIF、幻象电源

BLU-800的特点：

（P76）

3.3新款式音响网络输出扩展箱BLU-BOB1、BLU-BOB2

下沉开关（DIP开关）与二进制数计算机控制的关系

1、主要特性

a）拥有8路模拟输出，采用标准的模拟终端连接板块

b）具有256路数字通道，低待机延时，有容错数字音频总线

c）运用下沉开关进行通道范围选取

d）面板上有绿色LED和蓝色LED显示

e）机壳标准19in1RU

2、主要技术指标（P79）

3.3光纤媒体转换器MC-1

图3-8

1、本机特点

a）千兆位

b）自动链接回复功能

c）采用1310ns单模光纤，传输距离10km

d）SC型光纤连接头和RJ45型铜制连接头

e）LED状态指示灯

2、主要技术指标

a）技术标准

b）连接器

c）光纤连接规格

d）六段式开关

e）状态发光二极管指示

f）外接电源

g）工作环境

3、应用举例

a）利用数字音频总线的连接（图3-9）

b）利用CobraNet初级、次级的连接（图3-10）

3.4会议系统回声消除输入卡

1、回声消除输入卡的特点

2、与回声消除输入卡兼容的硬件设备

3、回声消除输入卡的连接插座（图3-11）

4、回声消除输入卡的主要技术指标

5、远程会议方案设计举例（图3-12）

教学重点：

HiQnet的特点以及各种相关设备

教学难点：

各种设备的特点技术指标中提及的各种参数含义

第十二周

教学目标：

HiQnet音响网络设备进行通信

教学内容：

3.6如何连接HiQnet音响网络设备进行通信

10个步骤解释通信问题

1、安装伦敦结构软件（LondonArchitect）

2、断开视窗的防火墙（介绍防火墙的概念，已经防火墙的应用，理解为何要断开防火墙）

3、设置网络属性

4、连接所有的伦敦音响网设备

5、启动伦敦音响网络结构软件

6、检查网络连接

7、设备固化软件的升级

8、打开伦敦音响网络构建软件文档

9、配置设备名称及IP地址

10、载入伦敦音响网结构软件文档

补充知识：

防火墙、IP地址的分类、DHCP相关知识

复习第三章的内容

教学重点：

建立HiQnet音响网络设备通信过程和步骤

教学难点：

与其相对应的网络知识

第十三周

教学目的：

了解SymNet音响网络及其部分硬件设备

教学内容：

第四章SymNet音响网络与音频矩阵

4.1概述

4.1.1有关SymNet硬件

三组硬件：

SymLink（思美链接组件）、ExpressCobra（快捷眼镜蛇组件）、Express（快捷组件）（表4-1）

1、SymLink

2、ExpressCobra

3、SymNetExpress

4.1.2有关SymNetDesigner设计软件

基于Windows，保存方式，利用CAD模式

1、SiteFiles：

场所文档

2、Site：

场所

3、SiteFileArchive：

场所文档存储器

4、DigitalSignalProcessingModules表

5、ControlModules：

控制模块

6、ControlScreen：

控制屏

7、Super-modules：

超级模块

8、Preset：

预置

9、EventScheduler：

事件调度器

10、UserControl：

用户控制

表4-2SymNetDesigner数字信号处理器和控制模块说明

4.1.3自适应遥控器

ARC（自适应遥控器）

ARCAudio：

一种通信信息（P97）

各种自适应遥控器模块对照表（表4-3）

各种ARC设备的功能及特点

4.14有关SymNet硬件部分的进一步说明

1、硬件概况

总线连接、闭合环路局域网结构（图4-1）

宽域网（两个以上的SymLink环通过CobraNet技术连接）

一套SymNet系统拥有7个核心硬件单元和7个快捷组件单元

2、自适应遥控ARC分为两类

a）自适应遥控选项

b）自适应遥控ARC模块

3个SymNet附件

ARC-PS、ControlI/O、HomerLinkBreakout

关于硬件的局限性

4.1.58×8、8in和8out硬件

1、音响性能

2、输入输出控制

3、SymLink

图4-2~图4-3按键说明

补充知识：

浮点运算

教学重点：

SymNet部分硬件

教学难点：

各种SymNet的设备特点和参数

第十四周

教学目的：

认识DigIODSP硬件及思美网与科布拉网的连接问题

教学内容：

4.1.6DigIO12×12DSP硬件

图4-4DigIO硬件设备的面板和后盖板

1、系统连接：

不同于以太网的环状连接

2、设备地址快速选定：

分析图4-5不同地址的选通关系、主机从机的关系设定

3、主机通信

4、接口RS232

5、关于以太网

6、自主连接

7、DigIO与自主连接（HomeLink）的内部连接

4.1.7本地连接的输出接口箱及科布拉链接器

1、本地链接输出接口箱

2、科布拉链接器

a）思美网与科布拉链接器的连接

b）科布拉网与科布拉链接器的连接

c）用计算机控制的连接

d）机器地址的设定

e）音频信号在科布拉网上的流通（图4-6~图4-7）

f）单目标信息包与多目标信息包

g）有关音频电平和比特数的问题（图4-8）

h）科布拉网待机时间

教学重点：

DigIODSP硬件、思美网与科布拉网连接

教学难点：

图4-5，思美网链接问题

第十五周

教学目的：

理解Sym硬件部分

教学内容：

4.2SymNet硬件部分

4.2.112路输入接口箱、12路输出接口箱和快捷组件箱