width=

Tonstudio Audionetzwerke wie Dante, AVB, Ravenna

29. Juni 2018

Ton im Netzwerk!

audionetzwerk

Eigentlich gar kein neues Thema, sondern schon seit über 20 Jahren Teil der Tontechnik: Audionetzwerke. Allerdings erleben Audionetzwerke in letzter Zeit viel mehr Beachtung! Seit ein paar Jahren ist das Thema aus der Fachpresse und auf den Messe à la Musikmesse, ProLight & Sound und NAMM nicht wegzudenken.

Tonnetzwerk?

In den zarten Anfängen der digitalen Tontechnik wurde der Ton oft noch – auch zwischen digitalen Sendern und Empfängern – analog übertragen. Das war sicherlich keine ideale Lösung und mir sind wirklich einige Studios bekannt, die das so gemacht haben. Parallel kamen natürlich die ersten digitalen Übertragungsprotokolle auf den Markt. Diese digitalen Schnittstellen basierten dann auf XLR-Kabeln und RCA (Cinch). XLR gibt es in jedem Studio und die Cinch-Lösung wurde eher im Hi-Fi-Sektor etabliert.

Später wurde mit BNC (MADI) und optischen Systemen (ADAT/MADI) gearbeitet. Der große Nachteil: Es müssen spezielle Kabel und Stecker verlegt bzw. verbaut werden, was gerade im optischen Bereich alles andere als einfach oder gar kostengünstig ist. Dafür sind mit diesen Systemen viele Kanäle und große Leitungswege überbrückbar: MADI schafft in der optischen Variante 64 Kanäle mit bis zu 2 km Kabellänge.

Warum dann nicht – in Anbetracht der Hardware-Preise – eine bewährte und günstige Hardware nutzen, die es in Hülle und Fülle für kleines Geld gibt? So hat man sich für den Ethernet-Standard entschieden, Audio over Ethernet war geboren. Audio over Ethernet meint, dass Audiodaten über die bekannte Netzwerk-Infrastruktur übertragen werden, ohne dabei auf „klassisches“ Audio over IP zu setzen.

Die Vorteile sind offensichtlich:

  • Es kommen die üblichen und günstigen Ethernetkabel sowie Switches/HUBs zum Einsatz
  • Die Anschlüsse und Leitungen sind sehr beständig am Markt
  • Die LAN-Anschlüsse sind recht universell und an jedem Desktop-Rechner verfügbar
  • LAN-Kabel und Switches/Hubs sind „überall“ zu erstehen
  • Das Equipment ist günstig
Yamaha löst die Aufgabe flexibel: Per Steckkarte kann das gewünschte System nachgerüstet werden.

Yamaha löst die Aufgabe flexibel: Per Steckkarte kann das gewünschte System nachgerüstet werden.

Der kleine Nachteil an dieser Überlegung: Die Netzwerktechnik ist nicht für den Echtzeitdatenaustausch konzipiert. Konstruiert wurden diese Schnittstellen zum Datenaustausch zwischen Computern. Da ist Echtzeit keine Priorität, denn der Datenaustausch muss möglichst schnell über die Bühne gehen, da ist die Echtzeit vernachlässigbar. Beobachten kann man das gut beim Fernsehen, denn jeder Fußball-Fan kennt diese Situation: Wer über IP-TV die Fußballweltmeisterschaft oder die Europameisterschaft schaut, kann schon beim Angriff sagen, ob der Ball ins Tor gehen wird: Der Jubel der Nachbarn ist immer 30-60 Sekunden früher hörbar, wenn diese auf dem traditionellen Weg (Kabel/Antenne/Sat) fernsehen. Wer das im Selbstversuch erleben möchte und nicht bis zum nächsten medialen Großereignis mit jubelnden Nachbarn warten möchte, kann auch einen IP-TV-Stream parallel auf zwei verschiedenen Endgeräten öffnen (Live-Stream, kein YouTube). Die Geräte werden zu 99%iger Wahrscheinlichkeit nie synchron laufen.

Netzwerke zerlegen die Daten in kleinere Pakete und übertragen die Daten in eben diesen Datenpaketen. Die Größe dieser Datenpakete hängt maßgeblich von den Puffern (Buffer) der eingesetzten Systeme ab. Quasi wie die Bürokraft, die alle ausgehenden Briefe im Ausgangskorb sammelt (Puffer) und am Tagesende diese zum Briefkasten bringt, anstatt jeden einzelnen Brief sofort einzuwerfen. Bei beiden Verfahren werden gleich viel Briefe pro Tag versendet, aber bei ersterem geht die Arbeit entspannter vonstatten. Es kann natürlich sein, dass die Bürokraft durch das dauernde Laufen zum Briefkasten so viel Zeit verliert, dass wirklich weniger Briefe geschrieben werden können. Ein ähnliches Szenario findet sich auch in der Computerwelt und bei Audionetzwerken. Die Zeitverzögerung, die durch das Füllen der Puffer auftritt, heißt Latenz. Das sind die gleichen Vorgänge und Fragestellungen bei Audiointerfaces am Mac und PC.

Focusrite Rednet

Netzwerkanschlüsse (Dante) bringen das REDNET D16R ins Audionetz.

Audio over Ethernet vs Audio over IP

Streng genommen besteht ein Unterschied zwischen Audio over Ethernet (AoE) und Audio over IP (AoIP). Während AoIP beispielsweise auch das meint, was wir unter Skype, Google Talk oder auch IP-basierter Telefonie (SIP) kennen, ist AoE meist näher an der Hardware dran.  AoE baut auch  nicht auf dem IP-Protokoll auf. Die Einzelheiten dazu würden den Rahmen dieses Artikels allerdings komplett sprengen. Wer hierzu mehr lesen möchte, sollte sich das OSI-Schichtenmodell zu Gemüte führen.

Dante

Systeme, die „nur“ zu AoE zu zählen sind, können die Audiodatenströme nicht an ein bestimmtes Gerät senden. Sie fungieren praktisch als Audiodaten-Ring-Autobahn für alle. Je nach Aufgabenstellung kann dies durchaus gewünscht sein. AoIP-Systeme können mit IP-Adressen arbeiten (daher der Name) und so die Audiodatenströme direkt adressieren (routen).

Mit System!

Digitale Übertragungssysteme wie MADI und AES/EBU sind schon seit knapp 30 Jahren im Einsatz. Audionetzwerke sind allerdings schon fast genauso lange verfügbar. 1996 stellte Cirrus Logic das erste kommerzielle Produkt in diesem Sektor vor: CobraNet. Weitgehend unbeachtet vom Audio-Massenmarkt haben es einige Systeme zur Marktreife gebracht. Darunter finden sich offene Systeme und etliche proprietäre, die vom jeweiligen Entwickler gewinnbringend vermarktet werden wollen.

Unnötig zu erwähnen ist, dass die Systeme untereinander nicht (immer) kompatibel sind. Sollen nun Audiodaten vom einen in das andere System überführt werden, sind extra Konvertierungen notwendig. Das erzeugt zum einen zusätzliche Latenz, zum anderen erhöht es die Komplexität und die Anschaffungskosten.

AoIP/AoE-Hardware sieht auch nicht anders aus, als der Rest.

AoIP/AoE-Hardware sieht auch nicht anders aus als der Rest

Are you Dante speaking?

Wer in den letzten Jahren sich auf der Messe in Frankfurt unter die Besucher und Aussteller gemischt hat, kennt dieses Schild natürlich schon: „Dante spoken here“. Das proprietäre Format Dante (Digital Audio Network Through Ethernet) hat im Moment wohl die größte Verbreitung im Bereich der Audionetzwerke. Vertrieben wird es seit 2006. Anbieter ist Audinate aus Australien. Dante ist ein AoIP-System (arbeitet auf OSI-Layer 3), kann also einzelne Geräte direkt adressieren.

Audinate spricht von unter 1 ms bis hin zu knapp 5 ms Latenz, je nach Anzahl der Geräte. Da Dante Gigabit-Lan unterstützt, sind (theoretisch) bis zu 500 Kanäle je Richtung über ein einzelnes Ethernet-Kabel möglich und das bei integrierter Wordclock und über knapp 100 m Distanz.

Um Dante im heimischen Studio nutzen zu können, wird zunächst ein Dante-fähiges Gerät und – soll es mit dem Rechner verbunden werden – ein Audiointerface mit Dante-Anschlüssen zur Verfügung stehen. Audinate bietet mit der Dante Virtual Soundcard die Option an, die Dante-Hardware direkt an die Ethernet-Buchse des PCs zu stecken. Allerdings sind hier nur maximal 64 Kanäle möglich und die Latenzen sind oft höher, da die Werks-LAN-Buchsen der Computer praktisch nie für solche Zwecke gebaut wurden. Sollen nun zwei Rechner direkt miteinander verbunden werden, geht das nicht alleine mit der Virtual Soundcard. Für diese Anwendung wird Dante Via benötigt, da die Virtual Soundcard stets ein Dante-Gerät voraussetzt.

AVB – über die Brücke!

Bei  AVB (Audio Video Bridging) handelt es sich gleich um eine ganze Sammlung von Standards/Protokollen zur Übertragung von Audio- und Videodaten. Erfinder/Initiator dieser lizenzfreien Lösung ist die Time-Sensitive Networking Task Group. Hier wurden klassische Broadcast-Anwendungen in den Fokus genommen, wie beispielsweise Auto- und Heimanwendungen). Die Latenzen sind mit maximal 2 ms angegeben.

rme digiface avb

RME Digiface mit AVB-Support

Eine Besonderheit ist, dass AVB (strenggenommen) zertifizierte Netzwerk-Hardware voraussetzt. So ist der Vorteil der „ganz gewöhnlichen Hardware“ schon dahin. Andererseits kann über AVB – wenn wir beim obigen Beispiel mit der Fußballübertragung bleiben – der Ü-Wagen für die Tonmischung im gleichen Stream auch noch das Videosignal bekommen. Und das fast latenzfrei!

Ein spezieller AVB-Switch: Presonus SW5E

Ein spezieller AVB-Switch: Presonus SW5E

Ravenna

Aus dem Umfeld des Mischpultherstellers Lawo kommt Ravenna. Lawo nutzt eben dieses Netzwerk in den hauseigenen Mischpulten. Interessanterweise hat man sich dazu entschieden, den Standard offenzulegen. So hat Ravenna – im europäischen Broadcasting-Bereich – eine gewisse Verbreitung. Speziell die Integration der AES67-Spezifikationen und die enge Verbindung von Lawo zu europäischen Sendern dürften dafür Gründe sein. Bemerkenswert scheint, dass das System bis zu 768 kHz als Sampling-Frequenz nutzen kann. Ob man das braucht?

Ravenna

SoundGrid

Auch Waves mischt im Audionetzwerk-Markt mit: SoundGrid heißt der Sprössling der Plug-in-Schmiede. Als Audionetzwerk-Pendant zu den UAD-Produkten scheint es besonders interessant zu sein, da der SoundGrid-Server für Plug-ins extra Rechenkapazität zur Verfügung stellt. Allerdings sollte das SoundGrid-Netzwerk nicht mit anderen Netzen (z.B. LAN) gemischt werden.

SoundGrid-Hardware: SoundStudio STG-2412

SoundGrid-Hardware: SoundStudio STG-2412

AES67 – Der Audionetzwerk „TÜV“?

Wie oben bereits angedeutet, sind die einzelnen Formate untereinander nicht kompatibel. Um hier jedoch einen Standard zu etablieren, der den Datenaustausch zwischen den Systemen ermöglicht, wurde AES67 definiert. Viele Hersteller berücksichtigen bereits diesen Standard bei neuen Geräten. Implementiert ist AES67 bereits (u.a.) in Dante, RAVENNA, Livewire und Q-LAN. Erfreulich ist, dass dieser Standard, den die Audio Engineering Society ins Leben gerufen hat, selbstverständlich frei ist von Lizenzgebühren. Es ist somit ein offener Standard.

Warum sollte der geneigte Anwender noch zu einem der proprietären Mitbewerber greifen? Der AES67-Standard legt nur fest, wie die Geräte die Audiodaten austauschen. Es gibt weder eine offizielle Software oder Hardware, noch eine Implementierung, wie sich die Geräte erkennen und managen.

Wer ist da noch?

Es gibt noch einige Produkte und Formate im Audionetzwerk-Sektor. Ähnlich wie in den Anfängen der Audio-Plug-in-Ära, ist die Formatvielfalt groß, ob es sich analog zum Plug-in-Markt entwickeln wird, bleibt abzuwarten.

So setzt Riedel sehr stark auf das selbst entwickelte Rocknet. Mit 160 Kanälen und maximal 99 Geräten scheint es recht limitiert, für die meisten professionellen Zwecke aber ausreichend.

CobraNet ist der Pionier der Audionetzwerker und mit bis zu 64 Kanälen nicht mehr auf der Höhe der Zeit, allerdings war das im Jahr 1996 schon was ganz Neues. CobraNet ist verstärkt im Live-Bereich anzutreffen.

Digigram stellte 2001 Ethersound vor. 512 Kanäle bei etwas mehr als 0,1 ms Minimallatenz sind wegweisend. Allerdings ist ein Routing ebenso wenig vorgesehen wie der Gebrauch eines Switches.

QSC-Audio hat mit RAVE eine eigene „Version“ von CobraNet und mit Q-LAN noch ein eigenes Audionetzwerk-System am Markt.

Livewire, das zur Telos Alliance gehört, hat den Fokus auf dem Live-Betrieb. Besonders schön ist die Integration des AES67-Standards. dSNAKE von Allen&Heath sowie REAC von Roland verfolgen einen ähnlichen Schwerpunkt.

Systeme wie Yamahas mLan gehören hier allerdings nicht hin, da dieses System ganz anders aufgebaut wurde.

Rocknet RN141 MY Interface Card

Rocknet RN141 MY Interface Card

Wer braucht das?

Im Gegensatz zu eher traditionellen Verkabelungssystemen und digitalen Schnittstellen sind Audionetzwerke flexibel einzusetzen. Es können ganze Venues mit AoE/AoIP-Hardware ausgerüstet und dann bei Bedarf entsprechend verschaltet werden. Wo vorher armdicke Multicores und große Patchbays nötig waren, sind nun Ethernetkabel und einfache Switches sowie ein Laptop völlig ausreichend. Mit einem mäßig schnellen Rechner lassen sich nebenbei mehrspurige Mitschnitte realisieren, praktisch ohne spürbaren Verkabelungsaufwand. Sogar zwei Mitschnitte sind spielend machbar, als Backup sozusagen. Manche Systeme lassen auch die Fernsteuerung von Mic-Preamps oder anderer Audio-Hardware zu.

Speziell Fernsehsender und Radiostationen können von diesen Systemen profitieren. Auch im Konferenzsektor sind solche Netzwerke besonders interessant, da die Verkabelung und Verschaltung von verschiedenen Kongressszenarien mit einem Mausklick erledigt werden kann: Heute eine Konferenz mit Simultandolmetscher und morgen eine Schulung mit Audio- und Video-Einspielungen.

Studiogemeinschaften werden auch von Audionetzwerken profitieren. So könnten sich mehrere Regieräume wenige Aufnahmeräume flexibel teilen. Man würde nur noch eine Wandbox benötigen, die an einem Interface angeschlossen ist und die jeweils nutzende Regie schaltet sich einfach auf das betreffende Gerät via Audionetzwerk auf. Das wird dann nicht nur komfortabler, sondern sogar günstiger und weniger wartungsintensiv als heute übliche Lösungen. Sogar DSP-Effekte könnten anteilig genutzt werden oder andere Audio-Hardware (Effektgeräte, Hallplatten …).

Im Heimstudiosektor könnten Ethernet-Systeme USB und Thunderbolt ablösen, da diese deutlich flexibler sind. Mit USB und Thunderbolt ist es kaum möglich, verschiedene Audiointerfaces miteinander zu kombinieren. Mit Audionetzwerken wie AVB, Dante oder einem anderen Marktbegleiter kann man sich sein Setup deutlich flexibler aufbauen. Auch das Dazuleihen von Equipment wäre damit sehr einfach möglich, es muss nur der gleiche Standard unterstützt werden.

Focusrite RedNet D16R

Focusrite RedNet D16R von vorne

Fazit

Audionetzwerke werden noch ein sehr großes Thema werden. Größere Studios und der Broadcasting-Sektor werden wohl als erste im großen Stil auf diesen Zug aufspringen. Es ist absehbar, dass Ü-Wägen nur noch als Zwischenstation fungieren und Ton- sowie Bildregie zentral im Funkhaus arbeiten. Hier punkten AVB und Kollegen am deutlichsten.
Jedoch auch im (Heim-)Studio können Audionetzwerke sinnvoll sein. Wenn jeder Hersteller – ähnlich wie die Dante Virtual Soundcard – einen virtuellen Gerätetreiber zum direkten Nutzen des Rechner-eigenen LAN-Ports anbietet, könnte das Ende von USB- und Thunderbolt-Interfaces sein. Live ersetzen die Ethernet-Kabel bereits armdicke Multicores.

Forum
  1. Profilbild
    TobyB  RED

    Kleine Ergänzung zu den Betriebssystemen. Win 10 unterstützt nativ kein AVB. Es benötigt einen Treiber für die NIC oder Tools wie Echo Nic. Der Presonus Switch ist sehr gut, ich hab ihn hier verbaut. Es gibt noch andere Lösungen, mit mehr Ports, Netgear, da kostet der Switch weniger aber es ist für AVB eine Lizenz zu erwerben.

    • Profilbild
      swellkoerper  AHU

      Ich dachte immer, mit entsprechendem Know-How könnte man einen managed Switch der Profiklasse mittel QoS so konfigurieren, dass eine AVB-Übertragung möglich ist. Hast du da tiefere Kenntnisse? Ich finde die AVB-Switch-Angebote von MOTU und Presonus ja masslos überteuert. Unter bestimmten Voraussetzungen übrigens sind Macs in der Lage, MOTU-AVB Geräte direkt per Ethernetkabel anzusprechen: http://www.....-ethernet/

      • Profilbild
        TobyB  RED

        Hallo Swellkoerper,

        Macs haben nur einen Lanconnect, Damit ein Netzwerkbauen wird schwierig :) Jetzt könnte man das LAN statisch fahren und mit einem Hub alles verbinden. Aber, alle Geräte teilen sich die Bandbreite des Hubs. Lädt ein Gerät eine große Datenmenge hoch, verringern sich Up- und Downloadgeschwindigkeit von allen anderen Geräten. Für mehr als vier Endgeräte ist ein Hub nur bei Übertragung kleiner Datenpakete sinnvoll nutzbar. Hubs sind also im Grunde veraltet und werden nur noch für geeignete Zwecke verwendet, wie das Streamen von Medieninnhalten – da hier ohnehin ein Sendegerät an alle anderen Geräte übertragen soll.
        Der Hub arbeitet hier also gegen AVB. Ebenso läuft AVB und QoS auf Ethernet Ebene. Deswegen ein AVB Switch und ein dediziertes AVB LAN. Ich find preislich ist der Presonus ok. Wir müssen das immer in Relation sehen. Hier bei mir war das Szenario, drei Macs vernetzen, ein Mio10 und ein Motu 828. So das ich nahtlos arbeiten kann. Herausforderung die fallweise Einbindung eines Win10 Notebooks. Für Windows muss man dann schon mal einige Verrenkungen am System machen, weil native AVB Unterstützung ist nicht.

        • Profilbild
          TobyB  RED

          Und ohne Presonus oder Motu Produkte wirds unter W10 teuer. Ich hab mir so geholfen, als das ich das MOTU 828 auch auf dem W10 Rechner installiert hab. Allerdings steuer ich damit nur noch irgendwas. Entscheidend sind 2 Sachen. erstens einen Netzwerkplan machen und zweitens sich daran halten. Die Einrichtung des AVB Lan ist nicht schwierig. Das Kabel verlegen dauert länger ;-)

  2. Profilbild
    AMAZONA Archiv

    Für die meisten Leser ist es nicht so wichtig mit ihrer 2 oder sogar 3 Zi. KB Wohnung auf ein Netzwerk zu setzen. Selbst wenn man noch ein paar Drums abseits im Keller stehen hat lohnt es sich eher ein 2. PC zu nutzen, z. B. Die alte Kiste die noch nicht mal der Sohn will. Aber interessant zu wissen und zu lesen. Die Preise für diese Netzwerke sind deshalb auch eher für die Profis interessant.

    • Profilbild
      TobyB  RED

      Ich denke das solche Artikel schon wichtig sind, Wifi ist zwar kabellos aber die Latenzen. Die Bandbreite wird sich geteilt. Die Liste ist lang. Am meisten Zeit hat die Suche nach einem AVB Switch verschlungen. Da gibts noch nicht so viel hier auf dem Markt. DEr Preosnus ist schon eher im Heimstudio einzusetzen. Selbst wenn du alles in einem Raum hast, vernetzen mit Kabel ist latenzfreier, frisst keinen Strom. Und der Mehrwert ist eindeutig vorhanden. Neben dem Aufnehmen, Mixen etc. wollen noch Backups aufs NAS, Kunden schicken Daten, die man nicht auf dem Recording Rechner haben will. Und du möchtest LogicX Nodes verteilt laufen lassen, brauchst auch Kabel.

    • Profilbild
      swellkoerper  AHU

      Ich denke auch, die Leser sollen da ihr Urteil selbst fällen. Mit Netzwerk-Audio werden interessante Routings möglich, lassen sich wachsende Setups kostengünstig (=ohne das Interface zu kübeln) erweitern, und als digitales Multicore ist es auch preislich interessant. Viele Kanäle über etwas längere Wege zu übertragen kann auch im Heimstudio richtig teuer werden.

  3. Profilbild
    markusfrisch

    Wichtig wäre der Hinweis, dass AVB im Gegensatz zu vielen anderen Protokollen lizenzfrei ist. Bei großen Companies ein nicht zu unterschätzender Kostenfaktor

    • Profilbild
      TobyB  RED

      Hallo Markus,

      ausser du kaufst Netgear gs724t, der Switch kostet ca. 195 € und kostet für 24 Ports 190€ für 48 Ports 253 €.

Kommentar erstellen

Die AMAZONA.de-Kommentarfunktion ist Ihr Forum um sich persönlich zu den Inhalten der Artikel auszutauschen. Sich daraus ergebende Diskussionen sollten höflich und sachlich geführt werden. Haben Sie eigene Erfahrungen mit einem Produkt gemacht, stellen Sie diese bitte über die Funktion Leser-Story erstellen ein. Für persönliche Nachrichten verwenden Sie bitte die Nachrichtenfunktion im Profil.