《音响网络的构建、传输与监控》教案new

1、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

2、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-5E CAT-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-100 ES-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

3、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/D D/A的待机时间4、 音频格式与音频通道数混合采样率及混

4、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-P102、 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

5、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1-122、双向性的以太设备：分析图1-131.4.3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)

6、 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1-18b) 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

7、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Lx6

8、464ES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) ES Control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

9、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（Moving Picture Experts Group）i. MPEG-1数字盒式录音带Audio384kbps4:1DAB、VCDAudio256192kbps8:16:1Internet MP3Audio128112kbps12:110:1ii. MPEG-2支持5.77.1的MPEG1ii

10、i. 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RS232 TTLe) 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

11、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l 支持PCM和MPEGl 可作为声卡和单机使用也可用作电路板l 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

12、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) Cobra Netb) 以太音响网c) 带模拟电缆的音响配

13、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P391.5.7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：Cobra Net 简介及先关部件接口等教学内容：第二章Cobra Net音响网络2.1CobraNet音响网络技术概述1、 Cobra Net技术的关键优势2、 Cobra Net常用设备3、 Cobra Net部件a) CS1810xx Cobra Net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

14、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) CS4961xx Cobra Net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) Cobra Net接口模块CM-1和CM-24、 Cobra Net开发工具a) Cobra Net Discoveryb) Cobra CADc) 数字信号处理器（DSP）传导器d) Cobra Net 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、 Cobra Net 技术应用范围大

15、规模2、 Cobra Net 硬件设施要求部分支持半双工、完全支持全双工、Switch优于Hub3、 Cobra Net 设备的类型a) 只做信号传送Cobra Net 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、 Cobra Net 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Cobra Net 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Cobra Net 设备b

16、) 网络中对打通道小于64c) 网络直径的问题教学重点：Cobra Net 部件及开发工具教学难点：Cobra Net为什么使用以太网、为什么建议Switch作为Cobra Net的交换设备第八周教学目的：了解Cobra Net 音响网络路由教学内容：2.3 Cobra Net 音响网络路由的设计1Conductor+nPerformance=1Cobra Net 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Cobra Net 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

17、理器外部总线16根数据线DATA15DATA020跟地址总线ADDR19ADDR0存储器选通信号#CS1、#CS2读写信号#WE、#OE外设等待信号IOWAITb) 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、 Cobra Net 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、 Cobra Net 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

18、备、分配IP、UpdateFirmwareb) 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：Cobra Net 技术的应用和了解矩阵控制系统N8000教学内容：2.4 Cobra Net 音频技术在上海国际赛车场公共广播系统的应用PAS（Public Address System）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：P53P542、 Cobra Net 相

19、关技术简介a) Cobra Net 数据格式b) Cobra Net 数据传输c) Cobra Net 数据延时d) Cobra Net 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Cobra Net数据包d) 联动处理e) 实现触发信号f) 监测Cobra Net 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、

20、802.1Q、802.1P5、 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、24bit A/D D/Ab) 高质量模拟输入输出c) 数字信号双精度48bitd) 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

21、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N8000c) 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：2.6 Cobra Net 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3.1 HiQ

22、net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）3.2 HiQnet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

23、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19in1 RU2、 主要技术指标（P79）3.3光纤媒体转换器MC-1图3-81、 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10kmd) SC型光纤连接头和

24、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Cobra Net 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

25、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（London Architect）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

26、：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、 SymLink2、 ExpressCobra3、 SymNet Express4.1.2有关SymNet Designer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、 Site File Archive：场所文档存储器4、 Digital

27、 Signal Processing Modules表5、 Control Modules：控制模块6、 Control Screen：控制屏7、 Super-modules：超级模块8、 Preset：预置9、 Event Scheduler：事件调度器10、 User Control：用户控制表4-2SymNet Designer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）ARC Audio：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

28、（图4-1）宽域网（两个以上的SymLink环通过Cobra Net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、Control I/O、HomerLink Breakout关于硬件的局限性4.1.5 88、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DigIO DSP硬件及思美网与科布拉网的连接问题教学内容

29、：4.1.6DigIO1212DSP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RS2325、 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

30、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：DigIO DSP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4.2.1 12路输入接口箱、12路输出接口箱和快捷组件箱1、12路输入接口箱模拟输入2、12路输出接口箱模拟输出3、快捷组件箱a) 主机通信b) 多环路系统c) 有关设备地址（图4-12）d) 输入控制（图4-13）4.2.2自适应遥控1、 自适应遥控器分项（Menu ARC）ARC与ARC-2的区别（表4-4）图4-14ARC-2的结构供电电压、菊花链ARC数、CAT-5总长度之间的关系（表4-5）ARC与思美网的连接：a) 关于设备的地址b) 波特率的选择c) 自适应遥控器的音频接口2、 自适应遥控模块（Modular ARC）a) ARC-K1b) ARC-SW4c) ARC-SWKd) ARC-MICe) ARC-XLR扩张遥控模块a) ARC-EXKb) ARC-EX43、 ARC模块剖析图4-15智能板结构表4-17CAT-5线脚功能4、 有关波特率的选择5、 自适应遥控模块扩