CobraNet入門
概要
CobraNetは、Peak Audio社が開発したライセンス技術で、独自の通信プロトコル、ファームウェア、ハードウェアで構成されています。標準の100Base-T Fast-Ethernetネットワーク上で、高品質(非圧縮)デジタルオーディオを信頼性高く、決定論的(リアルタイム)に伝送することを可能にします。CobraNetは、より高速なバージョンのEthernet(Giga-bitや10Giga-bitなど)でも動作します。
CobraNetシステムは、CobraNetデバイスとそれらを接続するEthernetネットワークで構成されます。PCやその他のシステムコントローラーをセットアップのためにネットワークに接続することもできますが、動作には必須ではありません。
Ethernet
Ethernetは、Xerox社が1970年にデータネットワーキングのために開発したハードウェアおよび信号仕様です。IEEE(米国電気電子学会)は、この技術をIEEE 802.3標準とその派生規格で標準化しました。
5,000万を超えるノードが導入されており、Ethernetは現在最も支配的なデータネットワーク技術です。安価なCAT-5 UTPケーブルまたは光ファイバーで伝送されます。100MB Fast-Ethernet、Giga-bit Ethernet、さらには10Giga-bit Ethernetの継続的な成長が見込まれています。
一般的なEthernetケーブルの制限は、CAT-5銅線ケーブルで100メートル、マルチモード光ファイバーで2キロメートルです。
CobraNetデバイス
各CobraNetデバイスには、専用のハードウェアとファームウェアが組み込まれています。ハードウェアには、標準の100MB Fast-Ethernetインターフェースに加え、カスタム高速DSPチップとクロック回路が含まれます。DSPとその組み込みソフトウェアは、独自プロトコルを使用してEthernetネットワークメッセージをエンコードおよびデコードするために使用されます。クロック回路は、高品質リアルタイムオーディオ配信に必要なシステムマスタークロックタイミングを正確にデコードするために使用されます。
オーディオ仕様
すべてのCobraNetデバイスは、48kHzの固定サンプルレートで動作します。オーディオデータは、必要に応じて16、20、または24ビットデータで伝送できます。信頼性の高い動作のため、各CobraNetデバイスは送信および受信バッファリングを実装する必要があります。このバッファリングは256サンプルに固定されており、最小オーディオネットワークレイテンシーは5.333msとなります(48kHzで1サンプルあたり256サンプル)。
バンドルとオーディオチャンネル
CobraNetデバイス間のデジタルオーディオのルーティングは、バンドルを通じて行われます。バンドルとは、複数チャンネルのデジタルオーディオを含むCobraNetデバイス間で伝送される独自エンコードメッセージ(パケット)に与えられた名称です。各CobraNetデバイスは、最大4つのバンドルを送信および受信できます。各バンドルには最大8つのオーディオチャンネルが含まれます。したがって、各デバイスは、ネットワークとの間で最大32のオーディオチャンネルを送受信できます。
バンドルは、Ethernetマルチキャストまたはユニキャスト方式を使用して伝送できます。マルチキャストバンドルはネットワーク上のすべてのCobraNetデバイスに送信されますが、ユニキャストバンドルは1つのCobraNetデバイスのみに送信されます。各デバイスは4つのバンドルを送受信できるため、ネットワーク上のオーディオルーティングにおいて高い柔軟性が得られます。シンプルなリピーターベースのEthernetネットワークでは、最大8つのマルチキャストバンドル(64オーディオチャンネル)を伝送できます。全二重スイッチベースのCobraNetネットワークでは、最大4つのマルチキャストバンドル(32オーディオチャンネル)と最大421のユニキャストバンドル(3,000以上のオーディオチャンネル)を同時に伝送できます。
バンドルの割り当ては、バンドル番号の選択によって行われます。1~255のバンドルは常にマルチキャストであり、256~65,279のバンドルはユニキャストです。バンドル割り当ては重複させてはなりません。バンドルごとに1つのCobraNet送信機のみが許可されます。
コンダクター
CobraNetネットワークでは、コンダクターがネットワーク全体のオーディオパケット送信を調整します。2つ以上のCobraNetデバイスが適切に相互接続されると、それぞれのコンダクター優先度に基づいて、そのうちの1つがコンダクターとして選択されます。より高いコンダクター優先度が低い優先度を上書きします。動作中のコンダクターが何らかの理由(電源オフなど)でネットワークから削除された場合、残りのデバイスが再び調停し、新しいコンダクターを選択します。すべてのCobraNetデバイスは、コンダクターとして機能する能力を持っています。
コンダクターは、すべてのCobraNetデバイスに定義されたメッセージを定期的にブロードキャストします。これにより、各CobraNetデバイスは高品質オーディオ配信に必要なマスタークロックタイミング情報を復元できます。
コンダクターはまた、ネットワーク上の各CobraNetデバイスを認識し、各CobraNetデバイスの各バンドルの送信機位置と優先度を割り当てる責任を負います。オーケストラの指揮者のように、コンダクターは同期送信サイクルの開始を知らせ、各デバイスはロックステップでバンドルを送信します。
プライマリおよびセカンダリネットワークポート(Dualink)
一部のCobraNetデバイスは、2つのネットワーク接続を実装しています。これにより、ネットワークハードウェアまたはケーブリングに問題が発生した場合の信頼性が向上します。プライマリ接続が失われた場合、数秒以内にまったく別のネットワークハードウェアパスを使用してセカンダリ接続を有効にできます。
リピーターネットワーク
CobraNetは、シンプルなリピーターベースのネットワークと、より複雑なスイッチベースのネットワークで動作できます。リピーターネットワークは、低コストのEthernetハブを使用します。リピーターベースのネットワークでは、すべてのパケットがすべての接続ノードにブロードキャストされます。CobraNetマルチキャストおよびユニキャストバンドルを割り当てることはできますが、よりシンプルなリピータータイプのハブのため、ユニキャスト伝送でもすべてのノードにブロードキャストされます。したがって、ネットワーク全体で最大8つのフルロードバンドル(64オーディオチャンネル)が許可されます。8つ未満のオーディオチャンネルがロードされている場合は、より多くのバンドルが許可される場合があります。リピーターネットワーク上のアクティブレシーバーの数に制限はありません。一般に、リピーターベースのCobraNetネットワークは、オーディオパケットの信頼性の高い伝送を保証するため、CobraNetトラフィック専用である必要があります。
スイッチドネットワーク
より大規模なCobraNetネットワークは、Ethernetスイッチを使用して構築できます。Ethernetスイッチング技術は、ハブよりも洗練されています。スイッチは、すべてのパケットを単純にすべてのノードにブロードキャストするのではなく、各ポートで受信した各パケットの宛先アドレスを調べ、識別された受信者にそのデータを「スイッチ」します。CobraNetユニキャストバンドルは、この機能を活用して、より多くの全体的なネットワークトラフィックを可能にします。事実上、各ポートには100MBの帯域幅があり、ネットワーク全体は100MB×ネットワーク上のポート数まで拡大できます。マルチキャストバンドルはスイッチドネットワークで許可されていますが、慎重に使用する必要があります。Peak社は、スイッチドCobraNetネットワークでは4つ以下のマルチキャストバンドルを使用することを推奨しています。
ほとんどの新しいEthernetスイッチで利用可能なもう1つの機能強化は、「全二重」リンクです。全二重リンクにより、同じEthernet接続で同時送受信が可能になります。これにより、CobraNetデバイスは、ノードあたり最大64チャンネルを同時に送受信でき、合計128チャンネルとなります。
スイッチドCobraNetネットワークにおけるスイッチングと全二重技術の組み合わせにより、100Mbit Ethernetリンクあたり最大128チャンネル、3,000以上の個別オーディオチャンネルが可能になります。スイッチドCobraNetネットワーク上のアクティブレシーバーの数に制限はありません。
スイッチドネットワークは、Ethernetコリジョンの可能性も排除します。これにより、一般的なPCネットワークトラフィックとCobraNetトラフィックが同じネットワーク上で共存できます。
CobraCadソフトウェア
CobraCAD™は、CobraNetネットワークの設計、構成、監視のためのシンプルなグラフィカルユーザーインターフェースを提供する新しいソフトウェアツールです。他にも、利用可能なEthernetネットワーク設計および診断ソフトウェアアプリケーションがあります。