オーディオネットワーキング

より簡単なシステム制御と監視のためのネットワークを構築します。

私たちは皆、コンピュータネットワークに馴染みがあります。コンピュータネットワークにより、ユーザーグループはファイル、プリンター、ディスクドライブを共有できます。

ネットワークはオーディオシステムにも使用されます。なぜオーディオコンポーネントをネットワーク化したいのでしょうか。オーディオネットワークにより、パワーアンプとデジタル信号処理の便利な制御と監視、コンポーネント間でのオーディオファイルとファームウェアファイルの迅速な転送が可能になります。

多くのコンサート音響システムでは、スピーカーケーブルを短縮し電力損失を減らすためにパワーアンプがステージ上に配置されているため、FOHからアクセスできません。また、多くのセットアップでは、公演中に吊り下げられたスピーカーにアクセスできません。これらのアンプとスピーカーをFOHから監視および制御したいと考えています。ネットワーキングによりそれが可能になります。

ネットワーキングにより、コンピュータから次の機能を実行できます。

遠隔地(ステージ上など)にあるパワーアンプの性能を確認
スピーカーの状態(開放、短絡)を確認
パワーアンプの問題を診断
AC電源電圧を監視
パワーアンプのゲインを調整
パワーアンプに接続または内蔵されたDSP(リミッターやEQなど)を調整
1本のケーブルでデジタルオーディオとデータを送信(Dante、AES67を使用する場合)
コンポーネントのファームウェアをアップグレード。コンピュータにファームウェアをダウンロードし、Ethernet経由でコンポーネントに転送
環境ノイズに基づいてシステムレベルを制御
インターネット経由でリモートオーディオシステムを制御および監視

以下は、オーディオネットワークに関するいくつかの質問と回答です。

ネットワーク、LAN、Ethernetの違いは何ですか。
「ネットワーク」は、データを共有するコンポーネントグループの総称です。LANまたはLocal Area Networkは、会場内のネットワークです。Ethernetは、ネットワーク上の通信における一般的な標準です。RJ-45 Ethernetコネクタは、ほとんどのコンピュータネットワークカードの背面にあります。通常のEthernetのデータレートは10Mb/秒です。Fast Ethernet(100Base-Tとも呼ばれる)は100Mb/秒で動作し、オーディオ作業には最低限推奨されます。

一部のオーディオメーカーは、独自のプロプライエタリネットワークを持っています。たとえば、Crownにはデバイス通信用のHControlとHiQNetがあります。

ネットワーキングに関連するいくつかの用語を定義してください。
ネットワーク:中央コンピュータ、ネットワークスイッチング機器、その他のコンピュータまたはデバイスなど、データを共有する相互接続されたコンポーネントのグループ。

サブネット:より大きなネットワーク内の小さなネットワーク。たとえば、オーディオネットワークは会場のネットワークのサブネットである可能性があり、建物全体のコンピュータが含まれる場合があります。または、オーディオネットワークがサブネットに分割される場合もあります。たとえば、ハウスシステム用に1つのオーディオサブネット、ページングシステム用に別のサブネットを設定できます。

IPアドレス:TCP/IPネットワーク上のコンピュータまたはデバイスの識別子。ネットワーク内の各デバイスには、それを識別するための独自のIPアドレスがあります。例:126.126.17.42。TCP/IPプロトコルを使用するネットワークは、宛先のIPアドレスに基づいてメッセージをルーティングします。

ネットワークを設定するには何が必要ですか。
コンピュータとEthernetまたはAoIPポートを含むオーディオコンポーネントに加えて、Cat-5ケーブルと少なくとも1台のネットワークスイッチが必要です。説明しましょう。

1台のFOHコンピュータとネットワーク化したい複数のパワーアンプがあるとします。コンピュータには、ユーザースロットにネットワークインターフェースカード(NIC)が取り付けられています。そのカードには1つまたは2つのEthernetポートがあります。コンピュータのEthernetデータを複数の宛先に「Y」または「mult」する方法が必要です。この目的のためのデバイスは、ネットワークスイッチと呼ばれます。この中央デバイスは、コンピュータからネットワーク内のすべてのデバイスにメッセージを送信します。コンポーネントのIPアドレスに基づいて、コンピュータのEthernetデータを適切なコンポーネントにルーティングします。各メッセージは、最終目的地に到達するためにネットワークを介してスイッチングされます。

ケーブル配線はどうでしょうか。コンピュータデータは超音波信号であるため、ネットワークでの信号損失を防ぐためにCat-5以上のケーブルが必要です。Category 5の略であるCat-5ケーブルは、RJ-45コネクタで終端された4対のツイストペア銅線で構成されています。ケーブルのインピーダンスは100オームで、静電容量はフィートあたり約12〜15pFです。ネットワークはワイヤレスにすることもできます。

Fast EthernetケーブルのCategory-5銅線での最大使用長は100メートル、マルチモードファイバーでは2キロメートルです。プロプライエタリFast Ethernetはシングルモードファイバーでさらに長距離に達することができます。

ネットワークはどのように接続されますか。
基本的に、スターネットワークを設定します(図1)。コンピュータのEthernetポートをスイッチに接続し、スイッチのEthernetポートをオーディオコンポーネントに接続します。各パワーアンプには、アンプの背面に接続(または内蔵)されたネットワークカードがあります。ネットワークスイッチの各Ethernetポートを各アンプのEthernetポートに接続します。デイジーチェーン接続やシリアル接続は行わないでください。

図1. スターネットワークの例

このスター配置では、すべてのコンポーネントが中央スイッチに接続されます。各メッセージはPCからスイッチに送信され、次に宛先デバイスに送信されます。

ネットワークが接続されたら、パワーアンプメーカーが提供するネットワーキングソフトウェアを使用して各コンポーネントにIPアドレスを割り当てます。

システムはどのように機能しますか。
Ethernetデータは、データ内にエンコードされたアドレスを含むデータパケットで転送されます。スイッチは各パケットのアドレスを検査し、そのパケットをアドレス指定されたコンポーネントにのみ送信します。これにより、ネットワークハブのようにすべてのコンポーネントに一度に送信するよりもはるかに効率的なデータフローが実現されます。現在、使用されているほぼすべてのデバイスはスイッチです。コストがハブよりもわずかに高いだけだからです。

スイッチにはさまざまな速度があります。10Base-Tは低速(10Mb/秒)で、100Base-Tは高速(100Mb/秒)です。100Base-Tスイッチはオーディオ作業に推奨され、AoIPネットワークでは必須です。

複数のネットワークに接続できますか。
はい。ルーターが必要です。他のネットワーク宛てのデータは、IPルーター経由でルーティングされます。AoIPデータは保持されますが、IPデータ(通常は制御データ)は通過します。一部のスイッチにはルーターが内蔵されています。

TCP/IPアドレスはどのように割り当てますか。
IPアドレスは、ピリオドで区切られた4つの数字で構成されます。各数字は0〜255です。最後の数字は0または255にはできません。たとえば、126.126.17.1はIPアドレスになります。126.126.17.0は有効なIPアドレスではありません。

TCP/IPまたはIPアドレスには、NETWORK IDとHOST IDの2つの部分があります。NETWORK IDはネットワークを識別し、HOST IDはサブネットとデバイス、またはサブネットがない場合はデバイスのみを識別します。

サブネットマスクは、TCP/IPアドレスのどの部分がNETWORK IDでどの部分がHOST IDであるかを示すコードです。サブネットマスクコードでは、255は「アドレスのこの部分がNETWORK IDです」を意味します。

例:
デバイスのIP ADDRESSが126.126.17.42で、SUBNET MASKが255.255.0.0であるとします。これは、(126.126)がNETWORK IDであることを意味します。残りの数字セット(17.42)がHOST IDです。オーディオネットワークがスタンドアロン(つまり、より大きなネットワークの一部ではない)の場合、HOST IDはネットワーク内の各デバイスを識別します。

オーディオネットワークが会場のより大きなネットワークの一部である場合、ネットワークは実際にはサブネットワークまたはサブネットです。この場合、HOST IDはさらに2つ以上の部分に分割できます。最初の部分はSUBNET IDです。もう1つの部分はDEVICE IDです。HOST IDの最初の部分はオーディオシステムのサブネットを識別し、残りの部分はそのサブネット内の特定のデバイスを識別します。

したがって、この場合、完全なIPアドレスは次の形式です
NETWORK ID - SUBNET ID - DEVICE ID

ネットワーク内のすべてのデバイスは同じネットワークIDを持ちます。サブネット内のすべてのデバイスは同じサブネットIDを持ちます。サブネット内にあるかどうかに関係なく、すべてのデバイスは一意のデバイスIDを持つ必要があります。

DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)は、ネットワーク上のデバイスにIPアドレスを自動的に割り当てる方法です。動的(DHCP)アドレッシングでは、デバイスがネットワークに接続するたびに異なるIPアドレスを持つ可能性があります。コンピュータがDHCPサーバーを備えたネットワークに接続されていない場合、コンピュータはデフォルトのネットワークIDをTCP/IPアドレスとサブネットマスクに配置します。

ネットワークソフトウェアメーカーが提供するアドレッシング規則に必ず従ってください。そうしないと、コンピュータがデバイスと通信できない場合があります。

一部のデバイスはDHCPで動作しません。この場合、ネットワーキングプログラムで次の手順に従います。

1. DHCPをオフにします(自動アドレッシング)。