AES3

AES3 ist ein Standard für den Austausch von digitaler Ton Signale zwischen professionelles Audio Geräte. Ein AES3 -Signal kann zwei Kanäle von tragen Impulscode-moduliertes digitales Audio über mehrere Übertragungsmedien einschließlich ausgeglichene Linien, Unausgeglichene Linien, und Glasfaser.[1]

AES3 wurde gemeinsam von der entwickelt Audio Engineering Society (AES) und die Europäische Rundfunk Union (Ebu) und so auch als bekannt als AES/EBU. Der Standard wurde erstmals 1985 veröffentlicht und 1992 und 2003 überarbeitet. AES3 wurde in die aufgenommen Internationale Elektrotechnische KommissionStandard IEC 60958und ist in einer Variante der Verbraucherqualität erhältlich als als S/pdif.

Geschichte und Entwicklung

Die Entwicklung von Standards für digitaler Ton Die Verbindung für professionelle und inländische Audiogeräte begann Ende der 1970er Jahre[2] In einem gemeinsamen Aufwand zwischen der Audio Engineering Society und der European Broadcasting Union, die 1985 in der Veröffentlichung von AES3 gipfelte. Der AES3 -Standard wurde in den Jahren 1992 und 2003 überarbeitet und in AES- und EBU -Versionen veröffentlicht.[1] Schon früh war der Standard häufig als AES/EBU bekannt.

Varianten, die unterschiedliche physikalische Verbindungen verwenden Hi-Fi Umgebung mit Steckverbindern, die häufiger auf dem Verbrauchermarkt zu finden sind. Diese Varianten sind allgemein als S/PDIF bekannt.

Verwandte Standards und Dokumente

IEC 60958

IEC 60958 (ehemals IEC 958) ist das Internationale Elektrotechnische Kommission's Standard an Digitale Audio -Schnittstellen. Es reproduziert den AES3 Professional Digital Audio Interconnect Standard und die Verbraucherversion derselben. S/pdif.

Der Standard besteht aus mehreren Teilen:

  • IEC 60958-1: General
  • IEC 60958-2: Softwareinformationszustellmodus
  • IEC 60958-3: Verbraucheranwendungen
  • IEC 60958-4: Professionelle Anwendungen
  • IEC 60958-5: Verbesserung der Verbraucheranwendung

AES-2ID

AES-2ID ist ein AES -Informationsdokument, das von der veröffentlicht wurde Audio Engineering Society[3] Für digitale Audio -Engineering - Guidelines für die Verwendung der AES3 -Schnittstelle. Dieses Dokument enthält Richtlinien für die Verwendung von AES3, von AES empfohlene Praxis für digitale Audio-Engineering, serielles Übertragungsformat für zweikanalische linear dargestellte digitale Audiodaten. Dieses Dokument deckt auch die Beschreibung der zugehörigen Standards ab, die in Verbindung mit AES3 verwendet werden, wie z. AES11. Die vollständigen Details von AES-2ID können im Standardabschnitt der Standards untersucht werden Audio Engineering Society Webseite[4] Durch das Herunterladen von Kopien des AES-2ID-Dokuments als PDF-Datei.

Hardwareverbindungen

Die AES3 -Standard -Parallelen Teil 4 des internationalen Standard -IEC 60958. Von den durch IEC 60958 definierten physikalischen Verbindungsarten werden zwei gemeinsam verwendet.

IEC 60958 Typ I.

XLR -Anschlüsse, verwendet für IEC 60958 Typ I -Verbindungen.

Typ I -Verbindungen verwenden ausgewogen, drei Leiter, 110-Ohm verdrehtes Paar Verkabelung mit XLR -Steckverbinder. Typ -I -Verbindungen werden am häufigsten in professionellen Installationen verwendet und gelten als Standardanschluss für AES3. Die Hardware -Schnittstelle wird normalerweise mithilfe von Mitarbeitern implementiert RS-422 Linienfahrer und Empfänger.

Typ I -Anschluss endet
Kabelende Gerätende
Eingang XLR männlicher Stecker Xlr weibliche Jack
Ausgabe XLR weiblicher Stecker XLR männlicher Jack

IEC 60958 Typ II

IEC 60958 Typ II definiert eine unausgeglichene elektrische oder optische Grenzfläche für Unterhaltungselektronik Anwendungen. Der Vorläufer der Spezifikation von IEC 60958 Typ II war die digitale Schnittstelle von Sony/Philips, oder S/pdif. Beide basierten auf der ursprünglichen AES/EBU -Arbeit. S/PDIF und AES3 sind auf Protokollebene austauschbar, aber auf physischer Ebene geben sie unterschiedliche elektrische Signalwerte an und Impedanzen, was in einigen Anwendungen von Bedeutung sein kann.

BNC -Anschluss

BNC-Anschluss, der für AES-3ID-Verbindungen verwendet wird.

AES/EBU-Signale können auch mit unausgeglichenen BNC-Anschlüssen A mit einem 75-Ohm-Koaxialkabel ausgeführt werden. Die unausgeglichene Version hat eine sehr lange Übertragungsentfernung im Gegensatz zu den maximalen 150 Metern für die ausgewogene Version.[5] Der AES-3ID-Standard definiert einen 75-Ohm BNC Elektrische Variante von AES3. Dies verwendet dieselbe Verkabelung, Patchung und Infrastruktur wie analoges oder digitales Video und ist daher in der Broadcast -Branche üblich.

Protokoll

Einfache Darstellung des Protokolls sowohl für AES3 als auch für S/PDIF
Das Low-Level-Protokoll für die Datenübertragung in AES3 und S/PDIF ist weitgehend identisch, und die folgende Diskussion gilt für S/PDIF, außer wie angegeben.

AES3 wurde in erster Linie entwickelt, um Stereo zu unterstützen PCM codierte Audio in beiden Dat Format bei 48 kHz oder CD Format bei 44,1 kHz. Es wurde kein Versuch unternommen, einen Spediteur zu verwenden, der beide Zinsen unterstützen kann. Stattdessen ermöglicht AES3 die Daten aus irgendein Rate und kodieren die Uhr und die Daten mit Verwendung Biphase -Markcode (BMC).

Jedes Stück besetzt eines Zeitfenster. Jede Audio -Probe (von bis zu 24 Bit) wird mit vier Flaggenbits und einer Synchronisationsvorverstärkung kombiniert, die vier Zeitfenster dauert, um eine zu erstellen Teilrahmen von 32 Zeitfenster. Die 32 Zeitfenster jedes Unterrahmens sind wie folgt zugewiesen:

AES3 -Subframe
Zeitfenster Name Beschreibung
0–3 Präambel Eine Synchronisationsvorverstärker (Biphase -Marke -Code -Verstoß) für Audioblöcke, Frames und Unterrahmen.
4–7 Hilfsprobe (optional) Ein minderwertiger Hilfskanal, der wie im Kanalstatuswort angegeben verwendet wird, insbesondere für den Produzenten Talkback oder Aufnahmestudio-To-studio-Kommunikation.
8–27 oder 4–27 Audio -Probe Eine Probe mit gespeicherten mit höchstwertiges Bit (MSB) zuletzt. Wenn die Hilfsprobe verwendet wird, sind die Bits 4–7 nicht enthalten. Daten mit kleineren Stichprobenbit-Tiefen haben immer MSB bei Bit 27 und sind in Richtung des Nullpunkts auf dem niedrigstwertige Bit (LSB).
28 Gültigkeit (v) Unbegründet, wenn die Audiodaten korrekt und für die D/A -Konvertierung geeignet sind. Während des Vorhandenseins defekter Proben kann die Empfangsausrüstung angewiesen werden, ihre Ausgabe stumm zu stummkommen. Es wird von den meisten CD -Playern verwendet, um anzuzeigen, dass eher Verschleierung als Fehlerkorrektur stattfindet.
29 Benutzerdaten (u) Bildet einen seriellen Datenstrom für jeden Kanal (mit 1 Bit pro Bild), wobei ein Format im Kanalstatuswort angegeben ist.
30 Kanalstatus (c) Bits aus jedem Rahmen eines Audioblocks werden zusammengestellt, was ein 192-Bit-Kanalstatuswort enthält. Seine Struktur hängt davon ab, ob aes3 oder S/pdif wird genutzt.
31 Parität (p) Sogar Parität Bit zur Erkennung von Fehlern bei der Datenübertragung. Ausgeschlossener Präambel; Die Bits 4–31 haben eine gleiche Anzahl von Einsen.

Zwei Unterrahmen (A und B, normalerweise für linke und rechte Audiokanäle verwendet) machen a rahmen. Rahmen enthalten 64 Bitperioden und werden einmal pro Audio -Probenzeitraum hergestellt. Auf höchstem Niveau werden jeweils 192 aufeinanderfolgende Frames in eine unterteilt Audioblock. Während die Proben jede Rahmenzeit wiederholen, wird Metadaten nur einmal pro Audioblock übertragen. Bei einer Probenrate von 48 kHz werden 250 Audioblöcke pro Sekunde und 3.072.000 Zeitfenster pro Sekunde von einer Biphase -Uhr von 6,144 MHz unterstützt.[6]

Synchronisationsvorverstärker

Die Synchronisationsvorverstärker ist speziell codiert Präambel Dies identifiziert den Unterrahmen und seine Position innerhalb des Audioblocks. Präambel sind keine normalen BMC-kodierten Datenbits, obwohl sie immer noch Null haben Gleichstrombias.

Drei Präambel sind möglich:

  • X (oder m): 111000102 Wenn der frühere Zeitfenster war 0, 000111012 wenn es war 1. (Äquivalent, 100100112 NRzi codiert.) markiert ein Wort für Kanal A (links) als zu Beginn eines Audioblocks.
  • Y (oder w): 111001002 Wenn der frühere Zeitfenster war 0, 000110112 wenn es war 1. (Äquivalent, 100101102 NRzi codiert.) markiert ein Wort für Kanal B (rechts).
  • Z (oder b): 111010002 Wenn der frühere Zeitfenster war 0, 000101112 wenn es war 1. (Äquivalent, 100111002 NRzi codiert.) markiert ein Wort für Kanal A (links) zu Beginn eines Audioblocks.

Die drei Präambel werden im AES3 -Standard X, Y, Z genannt; und M, W, B in IEC 958 (eine AES -Erweiterung).

Die 8-Bit-Vorverstärker werden in der Zeit übertragen, die den ersten vier Zeitfenstern jedes Teils (Zeitfenster 0 bis 3) zugewiesen wird. Jeder der drei markiert den Beginn eines Unterrahmens. X oder z markiert den Beginn eines Rahmens und Z markiert den Beginn eines Audioblocks.

 | 0 | 1 | 2 | 3 | | 0 | 1 | 2 | 3 | Zeitfenster _____ _ _____ _/ \ _____/ \ _/ \ _____/ \ _/ \ Preamble x _____ _ ___ ___/ \ ___/ \ ___/ \ _____/ \ _/ \ Preamble y _____ _ _ _____/ \ \ \ _/ _____/ \ \ _/ ____ \_____/  \_____/ \_/     \ Preamble Z   ___     ___            ___     ___   /   \___/   \___/  \___/   \___/   \ All 0 bits BMC encoded   _   _   _   _        _   _   _   _  / \_/ \_/ \ _/ \ _/ \ _/ \ _/ \ _/ \ _/ \ Alle 1 Bits bmc codiert | 0 | 1 | 2 | 3 | | 0 | 1 | 2 | 3 | Zeitfenster

In zweikanaler AES3 bilden die Präambel ein Muster von Zyxyxyxy ..., aber es ist einfach, diese Struktur auf zusätzliche Kanäle (mehr Subframes pro Rahmen) zu erweitern, jeweils mit einer y-Präambel, wie es in der getan wird Madi Protokoll.

Kanalstatuswort

In jedem Teilrahmen befindet sich ein Kanalstatusbit, insgesamt 192 Bit oder 24 Bytes für jeden Kanal in jedem Block. Zwischen den AES3- und S/PDIF-Standards unterscheidet sich der Inhalt des 192-Bit-Kanalstatusworts erheblich, obwohl sie sich einig sind, dass der erste Kanalstatus zwischen den beiden unterscheidet. Im Fall von AES3 beschreibt der Standard im Detail die Funktion jedes Bits.[1]

  • Byte 0: Grundlegende Kontrolldaten: Stichprobenrate, Komprimierung, Schwerpunkt
    • Bit 0: Ein Wert von 1 gibt an, dass dies AES3 -Kanalstatusdaten sind. 0 zeigt an, dass dies S/PDIF -Daten sind.
    • Bit 1: Ein Wert von 0 gibt an, dass dies lineare Audio -PCM -Daten sind. Ein Wert von 1 zeigt andere (normalerweise nicht genannte) Daten an.
    • Bits 2–4: Zeigt die Art des Signals an Vorbeerdigung auf die Daten angewendet. Im Allgemeinen auf 100 eingestellt2 (keiner).
    • Bit 5: Ein Wert von 0 zeigt an, dass die Quelle an eine (nicht spezifizierte) externe Zeitsynchronisierung gesperrt ist. Ein Wert von 1 zeigt eine entsperrte Quelle an.
    • Bits 6–7: Stichprobenrate. Diese Bits sind überflüssig, wenn Echtzeit-Audio übertragen wird (der Empfänger kann die Stichprobenrate direkt beobachten), sind jedoch nützlich, wenn AES3-Daten aufgezeichnet oder anderweitig gespeichert werden. Die Optionen sind nicht näher, 48 kHz (Standard), 44,1 kHz und 32 kHz. Zusätzliche Stichprobenrate -Optionen können in der angegeben werden erweiterte Stichprobenrate Feld (siehe unten).
  • Byte 1: Gibt an, ob der Audiostrom Stereo, Mono oder eine andere Kombination ist.
    • Bits 0–3: Zeigt die Beziehung der beiden Kanäle an; Sie könnten nicht verwandte Audiodaten, ein Stereopaar, duplizierte Mono -Daten, Musik- und Sprachkommentar, ein Stereo -Summe/Differenzcode sein.
    • Bits 4–7: Wird verwendet, um das Format des Benutzerkanalworts anzuzeigen
  • Byte 2: Audio -Wortlänge
    • Bits 0–2: Aux Bits Verwendung. Dies zeigt an, wie die Aux -Bits (Zeitfenster 4–7) verwendet werden. Im Allgemeinen auf 000 gesetzt2 (unbenutzt) oder 0012 (Wird für 24-Bit-Audiodaten verwendet).
    • Bits 3–5: Wortlänge. Gibt die Stichprobengröße relativ zum 20- oder 24-Bit-Maximum an. Kann 0, 1, 2 oder 4 fehlende Bits angeben. Unbenutzte Bits sind mit 0 gefüllt, aber Audioverarbeitungsfunktionen wie Mischen werden sie im Allgemeinen mit gültigen Daten ausfüllen, ohne die effektive Wortlänge zu ändern.
    • Bits 6–7: ungenutzt
  • Byte 3: Wird nur für Mehrkanalanwendungen verwendet[Weitere Erklärung erforderlich]
  • Byte 4: Zusätzliche Stichprobenrate -Informationen[Weitere Erklärung erforderlich]
    • Die Bits 0–1: Zeigt den Grad der Stichprobenrate -Referenz an an AES11
    • Bit 2: reserviert
    • Bits 3–6: Erweiterte Stichprobenrate. Dies zeigt andere Stichprobenraten an, die in Byte 0 Bit 6–7 nicht dargestellt werden können. Die Werte werden für 24, 96 und 192 kHz sowie 22,05, 88,2 und 176,4 kHz zugewiesen.
    • Bit 7: Abtastfrequenz -Skalierungsflag. Wenn festgelegt, gibt an, dass die Stichprobenrate mit 1/1,001 zu entsprechen wird Ntsc Videokrettungsraten.
  • Byte 5: reserviert
  • Bytes 6–9: vier ASCII Zeichen für die Angabe der Kanalentrüstung. In großen Studios weit verbreitet.
  • Bytes 10–13: Vier ASCII -Zeichen, die das Kanalziel anzeigen, um automatische Switcher zu steuern. Seltener verwendet.
  • Bytes 14–17: 32-Bit-Stichprobenadresse, Inkrementierung von Block-to-Block bis 192 (weil es 192 Bilder pro Block gibt). Bei 48 kHz wickelt sich dies ungefähr jeden Tag.[a]
  • Bytes 18–21: 32-Bit-Probenadresse, um die Proben seit Mitternacht anzuzeigen.[7]
  • Byte 22: Kanalstatus -Wortzuverlässigkeitsanzeige
    • Bits 0–3: reserviert
    • Bit 4: Wenn Bytes 0–5 (Signalformat) unzuverlässig sind, sind Bytes 0–5.
    • Bit 5: Wenn Bytes 6–13 (Kanaletiketten) nicht zuverlässig sind, sind unzuverlässig.
    • Bit 6: Wenn Bytes 14–17 (Stichprobenadresse) unzuverlässig sind, sind Bytes 14–17.
    • Bit 7: Wenn Bytes 18–21 (Zeitstempel) unzuverlässig sind, sind Bytes.
  • Byte 23: CRC. Dieses Byte wird verwendet, um die Beschädigung des Kanalstatusworts zu erkennen, wie durch das Umschalten der Mitte des Blocks verursacht werden kann.[b]

Eingebetteter Timecode

Smpt timecode Daten können in AES3 -Signale eingebettet werden. Es kann für verwendet werden für Synchronisation und zur Protokollierung und Identifizierung von Audioinhalten. Es ist in Bytes 18 bis 21 der Kanalstatusdaten als 32-Bit-Binärwort eingebettet.[8]

Das AES11 Standard bietet Informationen zur Synchronisation digitaler Audiostrukturen.[9]

das AES52 Standard beschreibt, wie eindeutige Kennungen in einen AES3 -Bit -Stream einfügen.[10]

SMPTE 2110-31: AES3-Getriebe über ein IP-Netzwerk

SMPTE 2110-31 definiert, wie man einen AES3 -Datenstrom in einkapseln Echtzeit-Transportprotokoll Pakete für die Übertragung über ein IP -Netzwerk mit dem SMPTE 2110 IP -basierten Multicast -Framework.[11]

Andere Formate

AES3 Digitales Audioformat kann auch über eine übertragen werden asynchroner Übertragungsmodus Netzwerk. Der Standard für das Packen von AES3 -Frames in ATM -Zellen ist AES47.

Siehe auch

Anmerkungen

  1. ^ Genau 24H51M18.485333s
  2. ^ Generator Polynom ist x8+x4+x3+x2+1, Voreinstellung auf 1.

Verweise

  1. ^ a b c "Spezifikation der AES/EBU Digital Audio Interface (AES/EBU -Schnittstelle)" (PDF). Europäische Rundfunk Union. 2004. Abgerufen 2014-01-07.
  2. ^ "Über AES -Standards". Audio Engineering Society. Abgerufen 2014-01-07. Im Jahr 1977 wurde das Digital Audio Standards Committee von AES Digital Audio Standards gebildet.
  3. ^ AES Offizielle Seite
  4. ^ Standards -Website
  5. ^ John Emmett (1995), Engineering -Richtlinien: EBU/AES Digital Audio Interface (PDF), Europäische Rundfunk Union
  6. ^ Robin, Michael (1. September 2004). "Der AES/EBU Digital Audio Signal Distribution Standard". SalbalEngineering.com. Archiviert von das Original Am 2012-07-09. Abgerufen 2012-05-13.
  7. ^ "Spezifikation der AES/EBU Digital Audio Interface (AES/EBU -Schnittstelle)" (PDF). Europäische Rundfunk Union. 2004. p. 12. Abgerufen 2014-01-07. Bytes 18 bis 21, Bits 0 bis 7: Tageszeitpunkt -Adresscode. Wert (jedes Byte): 32-Bit-binärer Wert, der die erste Stichprobe des Stromblocks darstellt. LSBs werden zuerst übertragen. Der Standardwert muss logisch "0" sein. HINWEIS: Dies ist der Tageszeitpunkt, der während der Quellencodierung des Signals festgelegt ist und während der nachfolgenden Operationen unverändert bleibt. Ein Wert aller Nullen für den Binärprobenadressencode muss zum Zwecke der Transkodierung zu Echtzeit oder insbesondere zu Zeitcodes als Mitternacht (d. H. 00 h, 00 mm, 00 s, 00 Frame) angenommen werden. Die Transkodierung der Binärzahl auf einen herkömmlichen Zeitcode erfordert genaue Information mit Abtastfrequenz, um die genaue Zeit für die Stichprobe bereitzustellen.
  8. ^ Ratcliff, John (1999). Timecode: Ein Benutzerhandbuch. Fokuspresse. S. 226, 228. ISBN 0-240-51539-0.
  9. ^ AES11-2009 (R2019): AES empfohlene Praxis für das digitale Audio -Engineering - Synchronisierung digitaler Audiogeräte im Studio -Betrieb, Audio Engineering Society, 2009
  10. ^ AES52-2006 (R2017): AES -Standard für Digital Audio Engineering - Einfügen einzigartiger Kennungen in den AES3 -Transportstrom, Audio Engineering Society, 2006
  11. ^ "ST 2110-31: 2018 - SMPTE -Standard - Professionelle Medien über verwaltete IP -Netzwerke: AES3 Transparent Transport", ST 2110-31: 2018: 1–12, August 2018, doi:10.5594/smpte.st2110-31.2018, ISBN 978-1-68303-151-2

Weitere Lektüre

Externe Links