《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-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)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Audio384kbps4:1DAB、VCDAudio256~192kbps8:1~6:1InternetMP3Audio128~112kbps12:1~10:1ii.MPEG-2支持5.7~7.1的MPEG1iii.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RS232TTLe)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)CobraNetb)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：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-24、CobraNet开发工具a)CobraNetDiscoveryb)CobraCADc)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Hub3、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64c)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×CobraNetConductor——（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~DATA020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、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、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：CobraNet技