CobraNet 入门

概览

CobraNet 是由 Peak Audio，Inc. 开发的授权技术，由专有通信协议，固件和硬件组成。它允许通过标准 100Base-T 快速以太网网络对高质量（即未压缩）数字音频进行可靠，确定性（即实时）的传输。此外，CobraNet 还支持在更快的以太网版本（例如千兆位和 10 千兆位）上运行。

CobraNet 系统由 CobraNet 设备和连接它们的以太网网络组成。 PC 或其他系统控制器也可以连接到网络以进行设置，但工作时无需用到。

以太网

以太网是由 Xerox 于 1970 年为数据网络开发的硬件和信令规范。 IEEE（电气和电子工程师协会）将 IEEE 802.3 标准及其修改版中的技术标准化。

拥有超过 5000 万个节点的以太网是目前最常用的数据网络技术。它由廉价的 CAT-5 UTP 电缆或光纤承载。预计 100MB 快速以太网，千兆以太网甚至 10 千兆以太网将持续增长。

典型的以太网布线限制包括： CAT-5 铜缆最大长度为 100 米，多模光纤的则为 2 公里。

CobraNet 设备

每台 CobraNet 设备都包含专用硬件和固件。硬件包括标准的 100MB 快速以太网接口以及定制的高速 DSP 芯片和时钟电路。 DSP 及其嵌入式软件用于使用专有协议对以太网网络消息进行编码和解码。时钟电路用于准确地解码高质量实时音频传输所需的系统主时序。

音频规格

所有 CobraNet 设备以 48kHz 的固定采样率工作。可以根据需要以 16，20 或 24 位采样率发送音频数据。为了可靠运行，每台 CobraNet 设备必须实施发送和接收缓冲。此缓冲固定为 256 个样本，可实现 5.333ms 的最小音频网络延迟。（256 个样本 @ 1/48kHz/样本）

捆绑包和音频通道

CobraNet 设备之间的数字音频传输是通过捆绑包完成的。捆绑包是赋予在包括多个数字音频通道的 CobraNet 设备之间传输的专有编码消息（也称为“分组”）的名称。每台 CobraNet 设备可以发送和接收最多四个捆绑包。每个捆绑包最多包括 8 个音频通道。因此，每台设备都能够通过 32 个音频通道与网络进行传输和接收。

捆绑包可通过以太网组播或以太网单播方法进行传输。组播捆绑包被发送到网络上的所有 CobraNet 设备，而单播捆绑包仅被发送到一台 CobraNet 设备。由于每台设备可以发送和接收四个捆绑包，因此赋予了通过网络传输音频极大的灵活性。在一个基于中继器的简单以太网上，最多可以传输 8 个组播捆绑包（64 个音频通道）。在全双工、基于交换机的 CobraNet 网络上可同时传输最多 4 个组播捆绑包（32 个音频通道）和最多 421 个单播捆绑包（超过 3000 个音频通道）。

捆绑包的分配通过选择捆绑包编号来实现。1-255 之间的捆绑包始终为组播，而在 256 - 65,279 之间的捆绑包为单播。捆绑包分配不能重复。每个捆绑包只允许使用一台 CobraNet 发射器

传导装置

在 CobraNet 网络上，传导装置协调整个网络中的音频分组的传输。当两台或更多 CobraNet 设备正确互连时，其中一个将基于它们各自的传导装置优先级选择传导装置。优先选取较高优先级的传导装置。如果由于任何原因（例如，电源关闭）而从网络中移除了工作中的传导装置，则剩余的设备会再次调整并选择新的传导装置。所有 CobraNet 设备都具有作为传导装置的能力。

传导装置定期向所有 CobraNet 设备广播定义明确的消息。这允许每台 CobraNet 设备恢复高质量音频传送所需的主时序信息。

此外，传导装置还识别网络上的每台 CobraNet 设备，并承担为每台 CobraNet 设备的每个捆绑包分配发射器位置和优先级的责任。与管弦乐队的指挥一样，传导装置会指示何时开始同步传输周期，然后每台设备在锁定步骤中发送其捆绑包。

主和辅网络端口 (Dualink)

一些 CobraNet 设备可实现两个网络连接。这在网络硬件或电缆出现问题时提供了更高的可靠性。如果主连接丢失，可以在几秒内使用完全独立的网络硬件路径启用辅助连接。

中继网络

CobraNet 可以在基于中继器的简单网络和基于交换机的更复杂网络上运行。中继网络使用低成本的以太网集线器。在基于中继器的网络上，所有分组都会广播到所有已连接的节点。 CobraNet 会组播和单播捆绑包，但由于存在更简单的中继器类型集线器，也能够将单播传输广播到所有节点。因此，在整个网络上允许最多 8 个满载捆绑包（64 个音频通道）。如果加载的音频通道少于全部八个音频通道，则可能允许使用更多捆绑包。中继网络上的活动接收器的数量没有限制。通常，基于 CobraNet 网络的中继器必须专用于 CobraNet 通信，以保证音频分组的可靠传输。

交换网络

可以使用以太网交换机构建更大的 CobraNet 网络。以太网交换技术比集线器更复杂。交换机不是简单地将每个分组广播到所有节点。相反，它们检查在每个端口上接收的每个分组的目的地地址，然后将该数据“交换”到已识别的接收者。 CobraNet 单播捆绑包利用此功能，以增大整体网络通信。实际上，每个端口具有 100MB 的带宽，并且整个网络可以大到网络上的端口数量的 100MB 倍。交换网络支持组播捆绑包，但必须小心使用。Peak 建议在交换 CobraNet 网络中使用不超过四个组播捆绑包。

大多数新以太网交换机的另一个增强功能是“全双工”链路。全双工链路支持在同一以太网连接上同时进行发送和接收。这使 CobraNet 设备能够同时发送和接收多达 64 个通道/节点，总共 128 个通道。

在交换 CobraNet 网络中的交换和全双工技术组合最多支持 128 个通道/100Mbit 以太网链路，以及 3000 多个单独的音频通道。交换 CobraNet 网络上的活动接收器的数量没有限制。

不仅如此，交换网络还消除了以太网冲突的可能性。这使得一般 PC 网络通信和 CobraNet 通信可在同一个网络上共存。

CobraCad 软件

CobraCAD™ 是一个全新的软件工具，提供了简单的图形用户界面以便用户设计，配置和监控 CobraNet 网络。除此之外，也支持使用其他以太网网络设计和诊断软件应用程序。