專題報(bào)道

家庭影院也能“一線牽”？

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我記得往年的CEDIA展會(huì)上，曾經(jīng)有四個(gè)參展商共同展示了一套11.6.6聲道的家庭影院系統(tǒng)。這個(gè)影院系統(tǒng)表面上看貌似跟普通家庭影院沒(méi)什幺太大區(qū)別，但詳細(xì)一看，原來(lái)環(huán)繞聲部分采用全數(shù)字傳輸。
什幺叫全數(shù)字傳輸？通常地，我們常見的家庭影院環(huán)繞聲部分，系統(tǒng)的處理過(guò)程都是由環(huán)繞聲解碼器（或家庭影院放大器）對(duì)影片里面的數(shù)字環(huán)繞聲做解碼，然后D/A轉(zhuǎn)換變成模擬音頻后再經(jīng)過(guò)放大器，最后通過(guò)導(dǎo)線傳送到每個(gè)聲道的音箱，這時(shí)候環(huán)繞聲解碼器（或家庭影院放大器）與揚(yáng)聲器之間的傳輸方式是模擬傳輸方式。

全數(shù)碼傳輸就是指環(huán)繞聲解碼器與放大器（或音箱）之間采用數(shù)字信號(hào)方式傳輸。數(shù)字信號(hào)傳送到放大器（或音箱）之后才會(huì)通過(guò)內(nèi)部的D/A轉(zhuǎn)換器和放大器轉(zhuǎn)換成模擬音頻信號(hào)后驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器。其中，音箱部分必須是一個(gè)帶數(shù)字音頻功能的有源音箱。
網(wǎng)絡(luò)音頻如何應(yīng)用到影院中？
以往，傳輸數(shù)字音頻常見的傳輸界面是S/PDIF、AES/EBU、ADAT、USB、Firewire等接口，而且它們也能傳輸多通道的數(shù)字音頻信號(hào)。例如，ADAT使用光纖線，一根線能同時(shí)傳輸8通道數(shù)字音頻信號(hào)，S/PDIF和AES/EBU也被應(yīng)用到家庭影院數(shù)字環(huán)繞聲音頻的傳輸，至于USB、Firewire就不在話下了。

隨著時(shí)間推移，數(shù)字音頻系統(tǒng)需要傳輸更多通道，更高規(guī)格的數(shù)字音頻信號(hào)，而且還要求足夠遠(yuǎn)的傳輸距離，以上這些界面都感到乏力。首先是傳輸距離上的問(wèn)題，ADAT雖然是光纖線，但它使用的是TOSLINK光纖，最大傳輸距離是5米，USB 2.0和USB 3.0的帶寬都不錯(cuò)，能傳輸高規(guī)格數(shù)字音頻，但傳輸距離分別是5米和13米，S/PDIF和AES/EBU是家用領(lǐng)域和專業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中最常見的兩種數(shù)字界面。其中，AES/EBU的傳輸距離很遠(yuǎn)，能達(dá)到100米，但一根線只能傳輸經(jīng)過(guò)壓縮的多通道數(shù)字音頻信號(hào)，要實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量數(shù)字音頻傳輸，只能使用多個(gè)AES/EBU界面?zhèn)鬏?。例如，DCS數(shù)字設(shè)備上面使用的DUAL AES/EBU就是使用雙AES/EBU傳輸數(shù)字音頻信號(hào)。
在專業(yè)音頻領(lǐng)域，一個(gè)聲卡32通道，64通道，甚至128通道那是很常見的事情，大型的調(diào)音臺(tái)64通道起步，還有傳輸距離很長(zhǎng)，A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)需要傳輸幾十米，甚至上百米的距離后才到調(diào)音臺(tái)。AES/EBU的傳輸距離有優(yōu)勢(shì)，但要傳輸高規(guī)格數(shù)字音頻信號(hào)就需要很多條AES/EBU信號(hào)線才能完成?？梢韵胂笠幌?，那幺多的AES/EBU線扎堆在一起，不僅線材成本高，布線變得非常臃腫，布線師傅的人工成本也高。

相比之下，網(wǎng)線在帶寬、傳輸距離方面很有優(yōu)勢(shì)，而且價(jià)錢還便宜，所以就有公司盯上網(wǎng)線采用網(wǎng)絡(luò)方式傳輸數(shù)字音頻信號(hào)。比如說(shuō)，Peak Audio公司在1996年開發(fā)出CobraNet以太網(wǎng)音頻技術(shù)，它是軟件、硬件和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議組合。初代的CobraNet性能并不出色，傳輸距離很一般，后來(lái)經(jīng)過(guò)改良后性能有所提高，采用CAT5線可以傳輸64個(gè)通道的數(shù)字音頻信號(hào)，最高支持24bit/96kHz PCM，傳輸距離達(dá)到100米。直到2001年，Cirrus Logic收購(gòu)了Peak Audio的所有資產(chǎn)。
Gibson和3COM在1998年就開發(fā)出MaGIC以太網(wǎng)音頻協(xié)議，到2003年推出3.0C版本，它使用一根CAT5網(wǎng)線傳輸，單個(gè)鏈路可以傳輸32通道數(shù)字音頻信號(hào)，最高支持32bit/192kHz PCM。與此同時(shí)，傳輸距離100米沒(méi)壓力！MaGIC主要應(yīng)用在Gibson的數(shù)字吉他里面。但如果支持多模光纖（或單模光纖）傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)音頻標(biāo)準(zhǔn)，其傳輸距離達(dá)到公里級(jí)別！例如，Ethernet AVB使用多模光纖可以傳輸2kM的距離，單模光纖的話可達(dá)70kM！

對(duì)于家用音頻領(lǐng)域，目前最常采用的網(wǎng)絡(luò)音頻標(biāo)準(zhǔn)是AES67、RAVENNA、Dante，Ethernet AVB這四種。它們都是網(wǎng)絡(luò)音頻技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際上，網(wǎng)絡(luò)音頻技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不止以上4種，實(shí)際上有超過(guò)20種。只有以上這4種被應(yīng)用在家庭影院以及Hi-Fi音響當(dāng)中。到底這幾種網(wǎng)絡(luò)音頻技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是怎樣的呢？
AES67是AES協(xié)會(huì)（音頻工程協(xié)會(huì)）在2010年開始制定，2013年發(fā)布的一種網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。AES67每個(gè)鏈路的最大傳輸聲音通道為120個(gè)，最大數(shù)字音頻規(guī)格是24bit/96kHz，延時(shí)在125微秒～40毫秒。

RAVENNA是荷蘭ALC NetworX公司在2010年開發(fā)的。相比起AES67，RAVENNA能支持規(guī)格更高的數(shù)字音頻，達(dá)到了24bit/384kHz PCM以及DSD，而且也能滿足廣播公司要求的低延遲，所以在2020年就獲得技術(shù)與工程艾美獎(jiǎng)。
Dante由澳洲Audinate公司在2006年開發(fā)，它是軟件、硬件和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議組合的產(chǎn)品名稱，單個(gè)鏈路的最大傳輸音頻通道數(shù)是1024通道，最大傳輸數(shù)字音頻規(guī)格是32bit/192kHz PCM，延遲最小能達(dá)到150微秒。
Ethernet AVB全稱為“Audio Video Bridging”，最初由IEEE 802.1標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)的電氣和電子工程師協(xié)會(huì)（IEEE）音頻視頻橋接任務(wù)組開發(fā)。單個(gè)鏈路的最大傳輸音頻通道數(shù)是256個(gè)通道，最大傳輸數(shù)字音頻規(guī)格是32bit/192kHz PCM，最大延遲為2毫秒。

網(wǎng)絡(luò)音頻與傳統(tǒng)數(shù)字音頻傳輸，在家庭影院環(huán)繞聲當(dāng)中的應(yīng)用
其實(shí)要在家庭影院環(huán)繞聲部分實(shí)現(xiàn)全數(shù)字傳輸主要是環(huán)繞聲解碼器與音箱（或放大器）這個(gè)環(huán)節(jié)，但目前只有高端定位的環(huán)繞聲解碼器才能實(shí)現(xiàn)。例如，Trinnov Audio、StormAudio、DataSat等，因?yàn)檫@些器材能提供多聲道（16通道，甚至32通道）的數(shù)字音頻界面輸出。相比起專業(yè)音頻，不至于那幺復(fù)雜。
假設(shè)提供多聲道AES/EBU界面，可以結(jié)合自帶AES/EBU界面的數(shù)字有源音箱，兩者之間使用AES/EBU信號(hào)線連接就可以了。這時(shí)候你需要16條（或32條）AES/EBU信號(hào)線來(lái)連接。而且環(huán)繞聲解碼器也要安裝一堆的AES/EBU接口，占據(jù)背面版很多的面積。當(dāng)然，也可以使用DB25排線來(lái)代替，接口變得更小。

如果使用網(wǎng)絡(luò)音頻，那幺環(huán)繞聲處理器只需要1個(gè)網(wǎng)線接口就可以輸出32個(gè)聲道的數(shù)字信號(hào)。但這時(shí)候還不能直接與數(shù)字有源一體化音箱連接。你還需要一個(gè)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，將環(huán)繞聲處理器輸出的數(shù)字音頻信號(hào)通過(guò)交換機(jī)分發(fā)到每一只音箱。至于環(huán)繞聲解碼器的數(shù)字輸出接口只留下一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口，背面版就會(huì)變得非常簡(jiǎn)潔。
這好比如網(wǎng)購(gòu)，環(huán)繞聲處理器就是供貨商，音箱是終端用戶。如果采用AES/EBU傳輸，那幺就相當(dāng)于供貨商把每件貨物打包，然后找16臺(tái)（32臺(tái)）車把貨物運(yùn)送到終端用戶手上，如果使用網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)相當(dāng)于物流公司，供貨商把貨物打包后統(tǒng)一交給物流公司，然后物流公司分發(fā)每一個(gè)用戶手上。

CEDIA展會(huì)上的這個(gè)多聲道案例，環(huán)繞聲解碼器部分就采用StormAudio。StormAudio很前衛(wèi)，幾乎什幺新東西都要往自家的產(chǎn)品上使用。例如，Dirac Live Bass Control，Dirac Live Active Room Treatment（ART，主動(dòng)式房間處理）這兩個(gè)功能都是率先在StormAudio的產(chǎn)品上測(cè)試。至于網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸方面，StormAudio也曾給自家的環(huán)繞聲解碼器上使用Ethernet AVB。例如，ISP Elite 32 MKII就可以選配Ethernet AVB模塊，一共有4個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口，一個(gè)接口傳輸8個(gè)聲道的數(shù)字信號(hào)。我還記得有一年的香港高級(jí)視聽展上面，StormAudio聯(lián)合Ascendo AIA系列有源音箱在展廳內(nèi)組建了一個(gè)全數(shù)字傳輸?shù)娜S沉浸式家庭影院環(huán)繞聲系統(tǒng)。
目前，StormAudio的環(huán)繞聲解碼器是第三代。它的ISP Elite MKIII系列環(huán)繞聲解碼器就能提供數(shù)字輸出模塊可選（包括AES/EBU和網(wǎng)絡(luò)音頻模塊）。其中，網(wǎng)絡(luò)音頻模塊支持AES67、RAVENNA，還可以選配兼容Dante，就這幺一個(gè)網(wǎng)絡(luò)音頻接口就能傳輸32個(gè)通道的數(shù)字音頻。
而且StormAudio本身需要在連網(wǎng)的狀態(tài)下才能設(shè)定參數(shù)以及運(yùn)行Dirac Live，所以在控制和音頻傳輸方面都可以整合到網(wǎng)絡(luò)中。

對(duì)于終端用戶來(lái)說(shuō)，其實(shí)并不在乎你采用AES/EBU，或者網(wǎng)絡(luò)音頻，甚至是純模擬傳輸。但對(duì)于定制安裝從業(yè)人員來(lái)說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)音頻可以遠(yuǎn)程執(zhí)行調(diào)試和系統(tǒng)優(yōu)化，從而節(jié)省從業(yè)人員的差旅費(fèi)用和時(shí)間，可以起到節(jié)省成本的作用。
除了StormAudio，另一個(gè)法國(guó)高端影音品牌Trinnov Audio的產(chǎn)品也能配置網(wǎng)絡(luò)音頻功能，也能支持AES67、RAVENNA和Dante。例如，在Amplitude 8、8M和16這三款多聲道功率放大器上面就預(yù)留了Audio Over IP的擴(kuò)展槽，將來(lái)可以與Altitude 16（或Altitude 32）環(huán)繞聲解碼器傳輸數(shù)字信號(hào)。
網(wǎng)絡(luò)音頻標(biāo)準(zhǔn)所在的“層”
如果看過(guò)一些支持網(wǎng)絡(luò)音頻標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)繞聲解碼器，你會(huì)發(fā)現(xiàn)AES67、RAVENNA和Dante三種網(wǎng)絡(luò)音頻標(biāo)準(zhǔn)會(huì)同時(shí)出現(xiàn)，可以彼此兼容，這是為什幺呢？要知道為什幺就要先了解一下通用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。要知道通用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議一共有7層，分別是“物理層”（第1層）、“數(shù)據(jù)鏈路層”（第2層）、“網(wǎng)絡(luò)層”（第3層）、“傳輸層”（第4層）、“會(huì)話層”（第5層）、“表示層”（第6層）和“應(yīng)用層”（第7層）。

其中，在剛才說(shuō)到的AES67、RAVENNA、Dante，Ethernet AVB當(dāng)中，AES67和RAVENNA都屬于第三層協(xié)議（RAVENNA屬于第三層或以上協(xié)議），又稱為“Audio Over IP”，或者“IP音頻”，它們倆都屬于開放式標(biāo)準(zhǔn)，兩者可以相互兼容。Dante同樣屬于第三層協(xié)議，但它是非開放式標(biāo)準(zhǔn)，不過(guò)，目前RAVENNA、Dante都可以與AES67兼容。Ethernet AVB屬于第二層協(xié)議，不能與RAVENNA、Dante、AES67兼容。另外，上述還提到的Gibson MaGIC，它屬于第一層協(xié)議，CobraNet屬于第二層協(xié)議。
到底有沒(méi)有一種標(biāo)準(zhǔn)能兼容多種傳輸協(xié)議呢？在2015年，AES協(xié)會(huì)基于OCA 1.3范例構(gòu)建了AES70。其中，OCA全稱為“Open Control Architecture”，直接翻譯過(guò)來(lái)就是“開放控制架構(gòu)”，是一種用于數(shù)字網(wǎng)絡(luò)上媒體設(shè)備連接管理和控制的架構(gòu)。AES70是一種開放的，免許可的標(biāo)準(zhǔn)，而且它只是一個(gè)控制協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，并不定義設(shè)備和控制器的編程設(shè)計(jì)或用戶界面，也不提供音頻傳輸。但它有更強(qiáng)的包容性，可以與AES67或任何其他包括RAVENNA、Dante、Ethernet AVB這集中傳輸協(xié)議兼容。

對(duì)于我們一直關(guān)注的家庭影院，在數(shù)字環(huán)繞聲音頻節(jié)目制作方面，一方面是音頻質(zhì)量的要求是不斷提高的過(guò)程，另一方面，環(huán)繞聲的發(fā)展方向是越來(lái)越多的音箱數(shù)量，來(lái)實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)的包圍感，更精確的定位，更連貫的聲像移動(dòng)效果，這樣才能讓用戶感受到逼真的環(huán)繞聲音效以及音樂(lè)。
在這不斷提升的過(guò)程當(dāng)中，對(duì)數(shù)字音頻的壓縮處理必須是越少越好，甚至是提供無(wú)壓縮的數(shù)字音頻，但聲音信息的數(shù)據(jù)量在這過(guò)程當(dāng)中就會(huì)不斷增加。這對(duì)于傳統(tǒng)的數(shù)字音頻傳輸技術(shù)來(lái)說(shuō)，它們慢慢地?zé)o法滿足使用需求，要幺會(huì)把布線變得腫，又或者不能滿足無(wú)壓縮的，多通道的數(shù)字音頻傳輸，又或者無(wú)法長(zhǎng)距離傳輸數(shù)字音頻信號(hào)。因此，音頻工程師們必須找出更好的解決辦法，網(wǎng)絡(luò)音頻技術(shù)就是因?yàn)檫@樣的前提下而誕生的，它的出現(xiàn)能讓一根網(wǎng)線就能傳輸多通道的，高規(guī)格的數(shù)字音頻信號(hào)，而且傳輸距離輕輕松松地達(dá)到100米，甚至更長(zhǎng)的傳輸距離，一下子解決了很多問(wèn)題。