Audio-Netzwerke

Richten Sie ein Netzwerk für einfachere Systemsteuerung und Überwachung ein.

Wir alle sind mit Computernetzwerken vertraut. Sie ermöglichen es einer Gruppe von Computerbenutzern, Dateien zu teilen, einen gemeinsamen Drucker zu nutzen oder auf gemeinsame Festplattenlaufwerke zuzugreifen.

Netzwerke werden auch für Audiosysteme verwendet. Warum möchten Sie Ihre Audiokomponenten vernetzen? Audionetzwerke ermöglichen die bequeme Steuerung und Überwachung von Leistungsverstärkern und digitaler Signalverarbeitung sowie den schnellen Austausch von Audio- und Firmware-Dateien zwischen Komponenten.

In vielen Konzertsoundsystemen sind die Leistungsverstärker von FOH aus nicht zugänglich, da sie auf der Bühne platziert werden, um die Sprecherkabel zu verkürzen und Leistungsverluste zu reduzieren. Auch in vielen Setups sind die hängenden Lautsprecher während einer Aufführung nicht zugänglich. Wir möchten diese Verstärker und Lautsprecher von FOH aus überwachen und steuern. Netzwerke ermöglichen uns das.

Mit Netzwerken können Sie diese Funktionen von einem Computer aus ausführen:

• Die Leistung von Leistungsverstärkern an einem entfernten Ort überprüfen (z. B. auf der Bühne)
• Den Zustand von Lautsprechern überprüfen (offen, kurzgeschlossen)
• Probleme mit Leistungsverstärkern diagnostizieren
• Netzspannung überwachen
• Die Verstärkung von Leistungsverstärkern anpassen
• DSP anpassen, das in Leistungsverstärker eingesteckt oder integriert ist – wie Limitierung und EQ
• Digitale Audio- und Daten über ein einzelnes Kabel senden (wenn Sie Dante oder AES67 verwenden)
• Komponenten-Firmware aktualisieren. Laden Sie die Firmware auf Ihren Computer herunter und übertragen Sie sie dann über Ethernet auf eine Komponente.
• Die Systemlautstärke basierend auf Umgebungslärm steuern
• Ein entferntes Audiosystem über das Internet steuern und überwachen.

Im Folgenden finden Sie einige Fragen und Antworten zu Audionetzwerken.

Was ist der Unterschied zwischen einem Netzwerk, LAN und Ethernet?
"Netzwerk" ist der allgemeine Begriff für eine Datenfreigabegruppe von Komponenten. LAN oder Local Area Network ist ein Netzwerk innerhalb einer Veranstaltungsstätte. Ethernet ist ein beliebter Kommunikationsstandard in einem Netzwerk. Ein RJ-45-Ethernet-Anschluss befindet sich auf der Rückseite der meisten Computer-Netzwerkkarten. Die Datenrate von Standard-Ethernet beträgt 10 Mbit/s. Fast Ethernet (auch 100Base-T genannt) läuft mit 100 Mbit/s und wird mindestens für Audioarbeiten empfohlen.

Einige Audiohersteller verfügen über ihre eigenen proprietären Netzwerke. Crown hat beispielsweise HControl und HiQNet für die Gerätekommunikation.

Definieren Sie einige mit Netzwerken verbundene Begriffe.
Netzwerk: Eine Gruppe von verbundenen Komponenten, die Daten gemeinsam nutzen, wie z. B. ein zentraler Computer, Netzwerk-Switching-Ausrüstung und andere Computer oder Geräte.

Subnetz: Ein kleines Netzwerk innerhalb eines größeren Netzwerks. Ein Audionetzwerk könnte beispielsweise ein Subnetz des Netzwerks einer Veranstaltungsstätte sein, das Computer im gesamten Gebäude umfasst. Oder ein Audionetzwerk könnte in Subnetze unterteilt werden. Sie könnten beispielsweise ein Audiosubnetz für das Hauptsystem und ein anderes für das Pagingsystem einrichten.

IP-Adresse: Ein Identifikator für einen Computer oder ein Gerät in einem TCP/IP-Netzwerk. Jedes Gerät in einem Netzwerk hat seine eigene IP-Adresse, um es zu identifizieren. Beispiel: 126.126.17.42. Netzwerke, die das TCP/IP-Protokoll verwenden, leiten Nachrichten basierend auf der IP-Adresse des Ziels weiter.

Was benötige ich zum Aufbau eines Netzwerks?
Neben Ihrem Computer und Audiokomponenten mit Ethernet- oder AoIP-Anschlüssen benötigen Sie Cat-5-Kabel und mindestens einen Netzwerk-Switch. Lassen Sie uns das erklären.

Angenommen, Sie haben einen FOH-Computer und mehrere Leistungsverstärker, die Sie vernetzen möchten. Der Computer hat eine Netzwerkschnittstellenkarte (NIC), die in einen Benutzer-Slot eingebaut ist. Auf dieser Karte befinden sich ein oder zwei Ethernet-Anschlüsse. Sie benötigen eine Möglichkeit, die Ethernet-Daten des Computers auf mehrere Ziele zu „teilen" oder zu „mult". Ein Gerät für diesen Zweck wird als Netzwerk-Switch bezeichnet. Dieses zentrale Gerät sendet Nachrichten vom Computer an alle Geräte im Netzwerk. Es leitet die Ethernet-Daten des Computers basierend auf der IP-Adresse der Komponente an die entsprechende Komponente weiter. Jede Nachricht wird durch das Netzwerk geleitet, um ihr Ziel zu erreichen.

Wie sieht es mit der Verkabelung aus? Da Computerdaten ein Ultraschallsignal sind, benötigen Sie ein Cat-5- oder besseres Kabel, um Signalverluste in einem Netzwerk zu vermeiden. Cat-5-Kabel ist die Abkürzung für Category 5 und besteht aus vier verdrillten Paaren von Kupferdraht, die mit RJ-45-Steckern abgeschlossen sind. Die Impedanz des Kabels beträgt 100 Ohm und die Kapazität etwa 12–15 pF pro Fuß. Netzwerke können auch drahtlos sein.

Die maximale Nutzlänge eines Fast-Ethernet-Kabels beträgt 100 Meter über Cat-5-Kupferkabel und 2 Kilometer über Multimode-Glasfaser. Proprietäres Fast-Ethernet über Single-Mode-Glasfaser kann noch weiter reichen. 

Wie ist das Netzwerk verbunden?
Grundsätzlich richten Sie ein Sternnetzwerk ein (Abb. 1). Verbinden Sie den Ethernet-Anschluss des Computers mit dem Switch und verbinden Sie die Ethernet-Anschlüsse des Switches mit den Audiokomponenten. Bei jedem Leistungsverstärker befindet sich eine Netzwerkkarte, die auf der Rückseite des Verstärkers angesteckt ist (oder eingebaut ist). Verbinden Sie jeden Ethernet-Anschluss am Netzwerk-Switch mit dem Ethernet-Anschluss jedes Verstärkers. Verketten Sie diese nicht hintereinander oder verbinden Sie sie nicht in Reihe.

Abbildung 1. Beispiel eines Sternnetzwerks.

In dieser Sternanordnung sind alle Komponenten mit einem zentralen Switch verbunden. Jede Nachricht wird vom PC zum Switch und dann zum Zielgerät gesendet.

Sobald das Netzwerk verbunden ist, weisen Sie jeder Komponente mithilfe der vom Leistungsverstärker-Hersteller bereitgestellten Netzwerksoftware eine IP-Adresse zu.

Wie funktioniert das System?
Ethernet-Daten werden in Datenpaketen übertragen, die Adressen in den Daten codiert enthalten. Der Switch überprüft die Adresse jedes Pakets und sendet dieses Paket dann nur an die adressierte Komponente. Dies führt zu einem viel effizienteren Datenfluss als das gleichzeitige Senden an alle Komponenten, wie es ein Netzwerk-Hub tut. Derzeit werden fast ausschließlich Switches verwendet, da sie nur geringfügig mehr kosten als Hubs.

Switches gibt es in verschiedenen Geschwindigkeiten. 10Base-T ist langsam (10 Mbit/s) und 100Base-T ist schnell (100 Mbit/s). 100Base-T-Switches werden für Audioarbeiten empfohlen und sind in AoIP-Netzwerken erforderlich.

Kann ich mich mit mehr als einem Netzwerk verbinden?
Ja. Sie benötigen einen Router. Alle für das andere Netzwerk bestimmten Daten werden über den IP-Router geleitet. AoIP-Daten bleiben zurück, aber IP-Daten (typischerweise Kontrolldaten) gehen durch. Einige Switches haben integrierte Router.

Wie weise ich TCP/IP-Adressen zu?
Eine IP-Adresse besteht aus vier durch Punkte getrennten Zahlen. Jede Zahl kann null bis 255 sein. Die letzte Zahl kann niemals 0 oder 255 sein. Beispielsweise könnte 126.126.17.1 eine IP-Adresse sein. 126.126.17.0 wäre keine gültige IP-Adresse.

Eine TCP/IP- oder IP-Adresse besteht aus zwei Teilen: der NETZWERK-ID und der HOST-ID. Die NETZWERK-ID identifiziert das Netzwerk, und die HOST-ID identifiziert entweder das Subnetz und das Gerät oder nur das Gerät, falls kein Subnetz vorhanden ist.

Die Subnetzmaske ist ein Code, der anzeigt, welcher Teil der TCP/IP-Adresse die NETZWERK-ID ist und welcher Teil die HOST-ID ist. Im Subnetzmaske-Code bedeutet 255 „Dieser Teil der Adresse ist die NETZWERK-ID".

Beispiel:
Angenommen, die IP-ADRESSE eines Geräts ist 126.126.17.42 und die SUBNETZMASKE ist 255.255.0.0. Das bedeutet (126.126) ist die NETZWERK-ID. Die verbleibenden Zahlen (17.42) bilden die HOST-ID. Wenn Ihr Audionetzwerk unabhängig ist (d. h., es ist nicht Teil eines größeren Netzwerks), identifiziert die HOST-ID jedes Gerät im Netzwerk.

Wenn Ihr Audionetzwerk Teil des größeren Netzwerks einer Veranstaltungsstätte ist, ist Ihr Netzwerk tatsächlich ein Unter-Netzwerk oder Subnetz. In diesem Fall kann die HOST-ID weiter in zwei oder mehr Teile unterteilt werden. Der erste Teil ist die SUBNETZ-ID. Der andere Teil ist die GERÄTE-ID. Der erste Teil der HOST-ID identifiziert das Subnetz Ihres Audiosystems, und der verbleibende Teil identifiziert das spezifische Gerät in diesem Subnetz.

In diesem Fall hat eine vollständige IP-Adresse die Form 
NETZWERK-ID - SUBNETZ-ID - GERÄTE-ID.

Alle Geräte im Netzwerk haben die gleiche Netzwerk-ID. Alle Geräte in einem Subnetz haben die gleiche Subnetz-ID. Alle Geräte, ob in einem Subnetz oder nicht, müssen eine eindeutige Geräte-ID haben.

DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) ist eine Methode zur automatischen Zuweisung von IP-Adressen an Geräte in einem Netzwerk. Bei dynamischer (DHCP) Adressierung kann ein Gerät jedes Mal, wenn es sich mit dem Netzwerk verbindet, eine andere IP-Adresse haben. Wenn ein Computer NICHT mit einem Netzwerk verbunden ist, das einen DHCP-Server hat, werden von dem Computer eine Standard-Netzwerk-ID und Subnetzmasken in die TCP/IP-Adresse eingegeben.

Beachten Sie unbedingt die Adressierungsregeln des Netzwerksoftware-Herstellers. Andernfalls können Computer und Geräte möglicherweise nicht miteinander kommunizieren.

Einige Geräte funktionieren nicht mit DHCP. Gehen Sie in diesem Fall wie folgt vor in Ihrem Netzwerkprogramm:

1. Schalten Sie DHCP (automatische Adressierung) aus.

2. Weisen Sie jedem Gerät eine statische (feste) IP-Adresse zu.

3. Stellen Sie sicher, dass der Computer und alle Geräte die gleichen NETZWERK-IDs in ihren Adressen haben. Dies teilt dem Computer mit, dass sich alle diese Geräte im gleichen Netzwerk befinden.

4. Stellen Sie sicher, dass jede Komponente ihre eigene TCP/IP-Adresse hat und es keine doppelten Adressen gibt.

5. Weisen Sie eine Subnetzmaske zu. Machen Sie sie gleich für alle Geräte im Netzwerk. Wenn sich das Netzwerk, das Sie zusammenbauen, mit anderen Netzwerken verbindet, wird Ihr Netzwerk als Subnetz innerhalb des größeren Netzwerks betrachtet. Wenden Sie sich an den Netzwerkadministrator, um die richtige Subnetzmaske für Ihr Subnetz zu ermitteln.

Wenn Sie ein unabhängiges Netzwerk haben, stellen Sie die Subnetzmaske auf 255.255.0.0 für alle Komponenten, einschließlich des Computers.

Es gibt noch viel mehr über Audio-Netzwerke zu wissen.