Ultranet: новые возможности многоканального интерфейса

История создания

Жестами и мимикой просить звукорежиссёра прибрать в мониторе хай-хэт не просто, но до компании Aviom других вариантов на концертах не было. Потому многие с неподдельным интересом отнеслись к новинке компании — системе персонального мониторинга. Музыкантам предлагалось самостоятельно набирать собственные мониторные миксы на компактных микшерах, подключенных Cat 5 кабелем к центральному блоку. Вокал и инструменты заводились в центральный блок в аналоговом виде. Для передачи множества каналов по витой паре в Aviom разработали собственный цифровой протокол A-Net.

Идея быстро пришлась по вкусу концертным и студийным музыкантам. Вскоре аналогичные решения предложили многие компании: Hear Technologies, Roland, Allen&Heath, Digital Audio Labs, MyMix Audio, Avid, dbx, Pivitec. Не смогла пройти мимо модного направления и компания Behringer, чутко реагирующая на всё новое и успешное.

Здесь стоит отметить одну немаловажную черту подобных систем – для многоканальной передачи звука практически всегда применялись серьёзные универсальные протоколы, способные передавать в обоих направлениях десятки каналов (REAC у Roland, A-Net PRO у Aviom, BLU link в dbx PMC16 и т.д.). Разработанные для сложных сетевых решений и цифровых мультикоров, протоколы требовали мощных процессоров и сложных передатчиков. Это сильно увеличивало стоимость каждого микшера и общую стоимость мониторной системы.

Для собственной системы мониторинга компания Behringer решила разработать новый интерфейс, максимально простой, для решения только данной конкретной задачи. А задача свелась к передаче в одном направлении 16 аудиоканалов. Вот так в 2008 году на свет появился ещё один цифровой интерфейс, получивший название Ultranet.

Взять всё, да и поделить…

Ultranet – это односторонний интерфейс передачи 16 аудиоканалов формата 48кГц/24бит по Cat 5 кабелю. В основе Ultranet лежит стандарт AES3 (AES/EBU), одна из возможностей которого — передача по витой паре двух каналов формата 192кГц/24бит. На рис. 1 представлена упрощенная схема цифрового тракта AES/EBU. Два канала оцифровываются с частотой 192кГц. Сэмплы параллельно подаются на мультиплексор (MUX), который выстраивает их в последовательный поток данных. Поток усиливается, переводится в симметричный (балансный) сигнал и передается по Cat 5 кабелю.

Рис. 1. Упрощенная схема работы AES/EBU

В Behringer решили оставить существующий тракт AES/EBU, но на вход ему подавать не 192кГц пакеты, а последовательность четырех 48кГц пакетов (рис. 2). Для подмены пакетов был использован недорогой процессор, реализующий функцию Ultranet, и по 2-канальному интерфейсу AES3 пошел 8-каналый звук. Добавление еще одного аналогичного тракта позволяло увеличить количество каналов до 16. Для совместимости с обычным Ethernet кабелем сигнал передавали по 1-2 и 3-6 контактным парам стандартного разъема RJ-45.

Рис. 2. Принцип работы Ultranet

Данный ход позволил Behringer существенно сэкономить на разработке нового транспортного протокола. Кроме того, это дало возможность применить серийно выпускающийся чип приёмопередатчика AES/EBU тракта. Результат — значительное снижение итоговой стоимости системы мониторинга.

Сеть Ultranet обладает отличной дальностью соединений, унаследованной от AES3. Максимальная длина Cat 5 кабеля между двумя устройствами Ultranet — 400 метров, тогда как для протоколов AoE она не превышает 100 метров.

Устройства Ultranet могут соединяться последовательно, но количество соединений не должно быть больше 7, а расстояние между конечными устройствами не должно превышать всё те же 400 метров (рис. 3).

Рис. 3. Последовательное соединение Ultranet

Для разветвления (параллельного подключения) Ultranet требуется специальный дистрибьютор. Например, Behringer P16-D, позволяющий реализовать более сложные схемы подключение (рис.4).

Рис. 4. Параллельно-последовательное соединение Ultranet

Для чего всё затевалось

Напомним, что разрабатывали Ultranet для создания недорогой системы персонального мониторинга. Вскоре ею стала система Behringer Powerplay. Она предназначена для работы с любыми микшерными пультами. На центральный блок Behringer P16-I можно подать 16 аналоговых или 16 цифровых каналов формата ADAT. Далее по Cat 5 кабелю сигнал в формате Ultranet поступает на индивидуальные микшеры P16-M (рис. 5).

Рис. 5. Подключение Powerplay по аналогу и ADAT

Начав выпуск цифровых пультов серии X32, компания Behringer оснастила их портами Ultranet. Это значительно упростило подключение Behringer Powerplay. Для раздачи сигнала Ultranet теперь достаточно дистрибьютора Behringer P16-D (рис. 6). Впоследствии порты Ultranet появились в цифровых микшерах Midas M32 и в ряде стейдж-боксов.

Рис. 6. Powerplay в родной сети

Новые горизонты

Имея возможность просто и недорого передавать 16 каналов на значительное расстояние, почему бы не использовать эту возможность для подачи звука в акустическую систему? Плюсы такого подхода очевидны: цифровой тракт менее чувствителен к помехам, гальваническая развязка портов Ultranet значительно снижает риск появления земляных петель, хорошая экономия на коммутации.

Эта идея была реализована концерном Music Group (созданном под эгидой Behringer) в активных акустических системах Turbosound. Специально для новых серий инженеры Klark-Teknik разработали усилительные модули со встроенными процессорами и, конечно, добавили входной и сквозной порты Ultranet (рис. 7).

Рис. 7. Задняя панель активных акустических систем Turbosound iQ и NuQ PRO, Siena, Athens

Настроить акустическую систему на прием канала Ultranet можно как с задней панели, так и с компьютера, подключившись к USB-разъёму колонки (рис. 8).

Рис. 8. Выбор канала Ultranet в программе настройки TURBOSOUND Edit

Так как Ultranet включает 16 каналов, его можно полноценно использовать для построения сложных многозонных объектов. Малочувствительный к внешним наводкам цифровой тракт, гибкая топология и большая дальностью соединений позволяют прокладывать трассы по самому оптимальному пути, не опасаясь лежащих рядом электрических кабелей и световых приборов. При этом все 16 каналов Ultranet доступны в любой точке сети.

Однако стоит заметить, что порты Ultranet на акустических системах активные, и сквозное прохождение сигнала через АС возможно только при включенной колонке. В последовательной сети Ultranet должны работать все колонки. Выключение или выход из строя одной из колонок приведёт к пропаданию звука в оставшемся участке цепи. Если требуется повышенная надёжность, следует выбирать параллельное подключение с использованием одного или нескольких дистрибьютеров.

Здесь может показаться, что применение дополнительных дистрибьютеров приведёт к увеличению затрат. На практике же этого не произойдёт, так как использование Cat 5 кабеля и пластиковых разъемов RJ-45 позволяет значительно сэкономить на коммутации. Для примера, катушка кабеля Cat 5e длиной 305 метров в настоящий момент стоит порядка 3 000 рублей. Те же 300 метров балансного кабеля хорошего качества обойдутся примерно в 30 000 рублей. Ещё более впечатляющей оказывается экономия на разъёмах — 50 разъёмов RJ-45 обойдутся в 250 рублей, то же количество разъемов XLR – примерно в 15 000 рублей.

На сегодняшний день Ultranet интегрирован в значительное количество устройств:

• микшеры Behringer X32 (включая модификации COMPACT, PRODUCER, CORE, RACK)
• микшеры Behringer X18, XR18
• стейдж-боксы Behringer S16, S32
• стейдж-боксы с функцией Ultranet-дистрибьютора Behringer SD8, SD16
• микшеры Midas M32, M32C, M32R
• стейдж-боксы Midas DL16, DL32
• дистрибьютор Behringer P16-D
• 16 канальный конвертер Behringer P16-I

Из акустики портами Ultranet оснащены активные системы Turbosound:

• iQ серии
• NuQ PRO серии
• Siena серии
• Athens серии

Отдельно стоит упомянуть интересную особенность Turbosound iQ. В ней реализована возможность передачи по линии Ultranet команд управления. Непосредственно в микшере Behringer X32 или Midas M32 можно выбрать модель Turbosound iQ и переключать в ней настройки эквалайзера и пресеты, имитирующие звучание акустических систем разных производителей (рис. 9).

Рис. 9. Экран управления акустическими системами iQ

Управление передаётся раздельно для каждого из 16 каналов. Если к каналу подключены несколько одинаковых моделей, то исполнять команды они будут одновременно. Если подключены разные модели, то исполнять команды будет только акустика, модель которой выбрана в канале.

На сегодня протокол Ultranet получил дальнейшее развитие, благодаря удачному использованию его в качестве цифрового мультикора. Простота реализации позволила встроить Ultranet в серии акустических систем Turbosound iQ и NuQ PRO начального и среднего ценового уровня.

Протокол предельно понятен, не требует сложных настроек и по использованию не отличается от AES/EBU или ADAT – выбрал подаваемые сигналы, выбрал нужный канал в акустической системе, соединил выход со входом, и всё заработало. Ultranet — это прекрасная возможность ощутить все плюсы цифровой передачи сигнала, лишённой помех от силового и светового оборудования на всем участке, от микшера до активной АС. Теперь данная технология доступна даже для бюджетных решений.

Варианты звуковых решений на базе Ultranet

Система звукоусиления для праздничных мероприятий или презентаций

Ultranet в простой концертной системе клуба

Ultranet в простой дискотечной системе звукоусиления

Ultranet в сложной театральной системе звукоусиления

Ultranet в системе звукоусиления спортивной арены