AES3

AES3 هو معيار لتبادل الإشارات الصوتية الرقمية بين أجهزة الصوت الاحترافية . يمكن لإشارة AES3 أن تحمل قناتين من الصوت الرقمي المعدل برمز النبضة عبر العديد من وسائط النقل بما في ذلك الخطوط المتوازنة والخطوط غير المتوازنة والألياف الضوئية . [1]

تم تطوير AES3 بشكل مشترك من قبل جمعية هندسة الصوت (AES) والاتحاد الأوروبي للإذاعة (EBU) ولذا يُعرف أيضًا باسم AES/EBU . نُشر المعيار لأول مرة في عام 1985 وتمت مراجعته في عامي 1992 و2003. تم دمج AES3 في معيار اللجنة الكهروتقنية الدولية IEC 60958 ، وهو متوفر في إصدار مخصص للمستهلك يُعرف باسم S/PDIF .

التاريخ والتطور

بدأ تطوير معايير التوصيل الصوتي الرقمي لكل من معدات الصوت المهنية والمنزلية في أواخر سبعينيات القرن العشرين [2] في جهد مشترك بين جمعية هندسة الصوت والاتحاد الأوروبي للإذاعة، وبلغت ذروتها في نشر AES3 في عام 1985. تمت مراجعة معيار AES3 في عامي 1992 و2003 وتم نشره في إصدارات AES وEBU. [1] في وقت مبكر، كان المعيار يُعرف غالبًا باسم AES/EBU.

تم تحديد المتغيرات التي تستخدم اتصالات مادية مختلفة في IEC 60958. وهي في الأساس إصدارات استهلاكية من AES3 للاستخدام في بيئة عالية الدقة المحلية باستخدام موصلات أكثر شيوعًا في سوق المستهلك. تُعرف هذه المتغيرات عادةً باسم S/PDIF.

اي اي سي 60958

IEC 60958 (المعروف سابقًا باسم IEC 958) هو معيار اللجنة الكهروتقنية الدولية بشأن واجهات الصوت الرقمية . وهو يعيد إنتاج معيار التوصيل الصوتي الرقمي الاحترافي AES3 والإصدار الاستهلاكي منه، S/PDIF .

يتكون المعيار من عدة أجزاء:

  • IEC 60958-1: عام
  • IEC 60958-2: وضع توصيل معلومات البرنامج
  • IEC 60958-3: تطبيقات المستهلك
  • IEC 60958-4: التطبيقات المهنية
  • IEC 60958-5: تحسين تطبيقات المستهلك

AES-2id

AES-2id هي وثيقة معلومات AES نشرتها جمعية هندسة الصوت [3] للهندسة الصوتية الرقمية - إرشادات لاستخدام واجهة AES3. توفر هذه الوثيقة إرشادات لاستخدام AES3، وممارسات AES الموصى بها للهندسة الصوتية الرقمية، وتنسيق الإرسال التسلسلي لبيانات الصوت الرقمية الممثلة خطيًا ثنائية القناة. تغطي هذه الوثيقة أيضًا وصف المعايير ذات الصلة المستخدمة جنبًا إلى جنب مع AES3 مثل AES11 . يمكن دراسة التفاصيل الكاملة لـ AES-2id في قسم المعايير بموقع جمعية هندسة الصوت على الويب [4] عن طريق تنزيل نسخ من وثيقة AES-2id كملف PDF.

توصيلات الأجهزة

يتوافق معيار AES3 مع الجزء الرابع من المعيار الدولي IEC 60958. ومن بين أنواع الترابط المادي المحددة في IEC 60958، هناك نوعان شائعان الاستخدام.

IEC 60958 النوع الأول

موصلات XLR، تستخدم لاتصالات IEC 60958 من النوع I.

تستخدم اتصالات النوع الأول كبلات زوجية مجدولة متوازنة ثلاثية الموصلات بمقاومة 110 أوم مع موصلات XLR . تُستخدم اتصالات النوع الأول غالبًا في التركيبات الاحترافية وتُعتبر الموصل القياسي لـ AES3. عادةً ما يتم تنفيذ واجهة الأجهزة باستخدام برامج تشغيل ومستقبلات خط RS-422 .

نهايات الموصل من النوع الأول
نهاية الكابل نهاية الجهاز
مدخل قابس XLR ذكر مقبس XLR أنثى
الناتج قابس XLR أنثى مقبس XLR ذكر

IEC 60958 النوع الثاني

يحدد IEC 60958 Type II واجهة كهربائية أو بصرية غير متوازنة لتطبيقات الإلكترونيات الاستهلاكية . كانت الواجهة الرقمية Sony/Philips، أو S/PDIF ، هي السلف لمواصفات IEC 60958 Type II . كان كلاهما يعتمد على عمل AES/EBU الأصلي. S/PDIF وAES3 قابلان للتبادل على مستوى البروتوكول، ولكن على المستوى المادي، يحددان مستويات إشارات كهربائية ومعاوقات مختلفة ، والتي قد تكون مهمة في بعض التطبيقات.

موصل BNC

موصل BNC، يستخدم لاتصالات AES-3id.

يمكن أيضًا تشغيل إشارات AES/EBU باستخدام موصلات BNC غير متوازنة مع كبل محوري 75 أوم. تتميز النسخة غير المتوازنة بمسافة إرسال طويلة جدًا على عكس الحد الأقصى 150 مترًا للنسخة المتوازنة. [5] يحدد معيار AES-3id متغيرًا كهربائيًا BNC 75 أوم من AES3. يستخدم هذا نفس الكابلات والتوصيلات والبنية الأساسية مثل الفيديو التناظري أو الرقمي، وبالتالي فهو شائع في صناعة البث.

بروتوكول

تمثيل بسيط للبروتوكول لكل من AES3 وS/PDIF
إن البروتوكول منخفض المستوى لنقل البيانات في AES3 وS/PDIF متطابق إلى حد كبير، والمناقشة التالية تنطبق على S/PDIF، باستثناء ما هو مذكور.

تم تصميم AES3 في الأساس لدعم الصوت المشفر بتقنية PCM الاستريو إما بتنسيق DAT بمعدل 48 كيلو هرتز أو بتنسيق CD بمعدل 44.1 كيلو هرتز. لم يتم إجراء أي محاولة لاستخدام ناقل قادر على دعم كلا المعدلين؛ بدلاً من ذلك، يسمح AES3 بتشغيل البيانات بأي معدل ، وترميز الساعة والبيانات معًا باستخدام رمز العلامة ثنائي الطور (BMC).

يشغل كل بت فترة زمنية واحدة . يتم دمج كل عينة صوتية (حتى 24 بتًا) مع أربعة بتات علم ومقدمة مزامنة يبلغ طولها أربعة فترات زمنية لإنشاء إطار فرعي من 32 فترة زمنية. يتم تعيين الفترات الزمنية الـ 32 لكل إطار فرعي على النحو التالي:

إطار فرعي AES3
الفترة الزمنية اسم وصف
0-3 المقدمة مقدمة للمزامنة (انتهاك رمز العلامة ثنائية الطور) للكتل الصوتية والإطارات والإطارات الفرعية.
4-7 عينة مساعدة (اختياري) قناة مساعدة ذات جودة منخفضة تستخدم كما هو محدد في كلمة حالة القناة، وخاصة للتحدث مع المنتج أو الاتصال بين استوديو التسجيل والاستوديو.
8-27، أو 4-27 عينة صوتية يتم تخزين عينة واحدة مع البت الأكثر أهمية (MSB) في النهاية. إذا تم استخدام العينة المساعدة، فلن يتم تضمين البتات من 4 إلى 7. تحتوي البيانات ذات أعماق البت الأصغر للعينة دائمًا على البت الأكثر أهمية (MSB) عند البت 27 وتمتد إلى الصفر باتجاه البت الأقل أهمية (LSB).
28 الصلاحية (V) قم بإلغاء الضبط إذا كانت بيانات الصوت صحيحة ومناسبة للتحويل من D/A. أثناء وجود عينات معيبة، قد يتم توجيه جهاز الاستقبال لكتم خرجه. يستخدمه معظم مشغلات الأقراص المضغوطة للإشارة إلى أن عملية الإخفاء تتم بدلاً من تصحيح الخطأ.
29 بيانات المستخدم (U) يشكل دفق بيانات تسلسلي لكل قناة (بت واحد لكل إطار)، مع تنسيق محدد في كلمة حالة القناة.
30 حالة القناة (ج) يتم تجميع البتات من كل إطار من كتلة الصوت لإعطاء كلمة حالة القناة المكونة من 192 بت. يعتمد هيكلها على ما إذا كان يتم استخدام AES3 أو S/PDIF .
31 التكافؤ (P) بت التكافؤ الزوجي للكشف عن الأخطاء في نقل البيانات. باستثناء المقدمة؛ تحتوي البتات من 4 إلى 31 على عدد زوجي من الواحدات.

يتكون الإطار الفرعي من إطارين فرعيين (A وB، يستخدمان عادةً للقنوات الصوتية اليمنى واليسرى) . تحتوي الإطارات على فترات 64 بت ويتم إنتاجها مرة واحدة لكل فترة عينة صوتية. على أعلى مستوى، يتم تجميع كل 192 إطارًا متتاليًا في كتلة صوتية . بينما تكرر العينات كل وقت إطار، يتم نقل البيانات الوصفية مرة واحدة فقط لكل كتلة صوتية. عند معدل أخذ عينات يبلغ 48 كيلو هرتز، يوجد 250 كتلة صوتية في الثانية، و3,072,000 فترة زمنية في الثانية مدعومة بساعة ثنائية الطور بسرعة 6.144 ميجا هرتز. [6]

مقدمة المزامنة

مقدمة المزامنة عبارة عن مقدمة مشفرة بشكل خاص تحدد الإطار الفرعي وموضعه داخل كتلة الصوت. المقدمة ليست عبارة عن بتات بيانات مشفرة بـ BMC عادية، على الرغم من أنها لا تزال تتمتع بانحياز تيار مستمر صفري .

من الممكن أن يكون هناك ثلاثة مقدمات:

  • X (أو M): 11100010 2 إذا كانت الفترة الزمنية السابقة 0 ، 00011101 2 إذا كانت 1. (على نحو مكافئ، 10010011 2 مشفرة بتقنية NRZI .) تحدد كلمة للقناة A (يسار)، بخلاف تلك الموجودة في بداية كتلة صوتية.
  • Y (أو W): 11100100 2 إذا كانت الفترة الزمنية السابقة 0 ، و00011011 2 إذا كانت 1. (على نحو مكافئ، 10010110 2 مشفرة بتقنية NRZI .) تحدد كلمة للقناة B (على اليمين).
  • Z (أو B): 11101000 2 إذا كانت الفترة الزمنية السابقة 0 ، و00010111 2 إذا كانت 1. (على نحو مكافئ، 10011100 2 مشفرة بتقنية NRZI .) تحدد كلمة للقناة A (يسار) في بداية كتلة صوتية.

وتسمى المقدمات الثلاثة X، Y، Z في معيار AES3؛ وM، W، B في IEC 958 (امتداد AES).

يتم إرسال المقدمات المكونة من 8 بتات في الوقت المخصص للفواصل الزمنية الأربع الأولى لكل إطار فرعي (الفواصل الزمنية من 0 إلى 3). أي من الفواصل الزمنية الثلاثة تمثل بداية إطار فرعي. تمثل X أو Z بداية إطار، وتمثل Z بداية كتلة صوتية.

| 0 | 1 | 2 | 3 | | 0 | 1 | 2 | 3 | الفترات الزمنية
  _____ _ _____ _
 / \_____/ \_/ \_____/ \_/ \ المقدمة X
  _____ _ ___ ___
 / \___/ \___/ \_____/ \_/ \ المقدمة ي
  _____ _ _ _____
 / \_/ \_____/ \_____/ \_/ \ المقدمة Z
  ___ ___ ___ ___
 / \___/ \___/ \___/ \___/ \ جميع البتات 0 مشفرة بتقنية BMC
  _ _ _ _ _ _ _ _
 / \_/ \_/ \_/ \_/ \_/ \_/ \_/ \_/ \_/ \ جميعها مشفرة بـ 1 بت من نوع BMC
 
 | 0 | 1 | 2 | 3 | | 0 | 1 | 2 | 3 | الفترات الزمنية

في AES3 ثنائي القناة، تشكل المقدمات نمطًا من ZYXYXYXY...، ولكن من السهل توسيع هذا الهيكل إلى قنوات إضافية (مزيد من الإطارات الفرعية لكل إطار)، كل منها بمقدمة Y، كما هو الحال في بروتوكول MADI .

كلمة حالة القناة

يوجد بت واحد لحالة القناة في كل إطار فرعي، بإجمالي 192 بت أو 24 بايت لكل قناة في كل كتلة. بين معايير AES3 وS/PDIF، تختلف محتويات كلمة حالة القناة المكونة من 192 بت بشكل كبير، على الرغم من أنها تتفق على أن بت حالة القناة الأول يميز بين الاثنين. في حالة AES3، يصف المعيار، بالتفصيل، وظيفة كل بت. [1]

  • البايت 0: بيانات التحكم الأساسية: معدل العينة، الضغط، التأكيد
    • بت 0: تشير القيمة 1 إلى أن هذه هي بيانات حالة قناة AES3. تشير القيمة 0 إلى أن هذه هي بيانات S/PDIF.
    • البت 1: تشير القيمة 0 إلى أن هذه بيانات PCM صوتية خطية. تشير القيمة 1 إلى بيانات أخرى (عادةً غير صوتية).
    • البتات 2-4: تشير إلى نوع الإشارة التي تم تطبيقها على البيانات. يتم ضبطها عمومًا على 100 2 (لا شيء).
    • بت 5: تشير القيمة 0 إلى أن المصدر مقفل على بعض مزامنة الوقت الخارجية (غير المحددة). تشير القيمة 1 إلى مصدر غير مقفل.
    • البتات 6-7: معدل أخذ العينات. تكون هذه البتات زائدة عن الحاجة عند إرسال الصوت في الوقت الفعلي (يمكن للمستقبل ملاحظة معدل أخذ العينات بشكل مباشر)، ولكنها مفيدة إذا تم تسجيل بيانات AES3 أو تخزينها بطريقة أخرى. الخيارات غير محددة، 48 كيلو هرتز (الإعداد الافتراضي)، و44.1 كيلو هرتز، و32 كيلو هرتز. يمكن الإشارة إلى خيارات معدل أخذ العينات الإضافية في حقل معدل أخذ العينات الموسع (انظر أدناه).
  • البايت 1: يشير إلى ما إذا كان دفق الصوت استريو أو أحادي أو أي تركيبة أخرى.
    • بتات 0–3: تشير إلى العلاقة بين القناتين؛ قد تكون بيانات صوتية غير مرتبطة، أو زوج استريو، أو بيانات أحادية مكررة، أو موسيقى وتعليق صوتي، أو رمز مجموع/فرق استريو.
    • البتات 4-7: تستخدم للإشارة إلى تنسيق كلمة قناة المستخدم
  • البايت 2: طول الكلمة الصوتية
    • البتات 0–2: استخدام البتات المساعدة. يشير هذا إلى كيفية استخدام البتات المساعدة (الفترات الزمنية 4–7). يتم ضبطها عمومًا على 000 2 (غير مستخدمة) أو 001 2 (تستخدم لبيانات الصوت المكونة من 24 بت).
    • البتات 3-5: طول الكلمة. يحدد حجم العينة، نسبة إلى الحد الأقصى 20 أو 24 بت. يمكن تحديد 0 أو 1 أو 2 أو 4 بتات مفقودة. يتم ملء البتات غير المستخدمة بالرقم 0، ولكن وظائف معالجة الصوت مثل المزج ستملأها عمومًا ببيانات صالحة دون تغيير طول الكلمة الفعلي.
    • البتات 6-7: غير مستخدمة
  • البايت 3: يستخدم فقط للتطبيقات متعددة القنوات [ يحتاج إلى مزيد من التوضيح ]
  • البايت 4: معلومات إضافية عن معدل العينة [ مطلوب توضيح إضافي ]
    • البتات 0–1: تشير إلى درجة مرجع معدل العينة، وفقًا لمعيار AES11
    • بت 2: محجوز
    • بتات 3-6: معدل أخذ عينات ممتد. يشير هذا إلى معدلات أخذ عينات أخرى، لا يمكن تمثيلها في البتات 6-7 ذات البايت 0. يتم تعيين القيم لـ 24 و96 و192 كيلو هرتز، بالإضافة إلى 22.05 و88.2 و176.4 كيلو هرتز.
    • البت 7: علم مقياس تردد أخذ العينات. إذا تم ضبطه، يشير إلى أن معدل أخذ العينات مضروب في 1/1.001 لمطابقة معدلات إطارات الفيديو NTSC .
  • البايت 5: محجوز
  • البايتات 6-9: أربعة أحرف ASCII للإشارة إلى أصل القناة. تُستخدم على نطاق واسع في الاستوديوهات الكبيرة.
  • البايتات 10–13: أربعة أحرف ASCII تشير إلى وجهة القناة، للتحكم في المحولات التلقائية. أقل استخدامًا.
  • البايتات 14–17: عنوان عينة مكون من 32 بت، مع زيادة من كتلة إلى أخرى بمقدار 192 (لأن هناك 192 إطارًا لكل كتلة). عند 48 كيلوهرتز، يتم لف هذا العنوان تقريبًا كل يوم. [أ]
  • البايتات 18–21: إزاحة عنوان العينة 32 بت للإشارة إلى العينات منذ منتصف الليل. [7]
  • البايت 22: مؤشر موثوقية كلمة حالة القناة
    • البتات 0-3: محجوزة
    • بت 4: إذا تم ضبطه، فإن البايتات 0–5 (تنسيق الإشارة) غير موثوقة.
    • بت 5: إذا تم ضبطه، فإن البايتات 6–13 (علامات القناة) غير موثوقة.
    • بت 6: إذا تم ضبطه، فإن البايتات 14–17 (عنوان العينة) غير موثوقة.
    • بت 7: إذا تم ضبطه، فإن البايتات 18–21 (الطابع الزمني) غير موثوقة.
  • البايت 23: CRC . يستخدم هذا البايت للكشف عن تلف كلمة حالة القناة، كما قد يحدث بسبب التبديل في منتصف الكتلة. [ب]

رمز الوقت المضمن

يمكن تضمين بيانات رمز وقت SMPTE داخل إشارات AES3. ويمكن استخدامها للمزامنة وتسجيل وتحديد محتوى الصوت. يتم تضمينها ككلمة ثنائية مكونة من 32 بت في البايتات من 18 إلى 21 من بيانات حالة القناة. [8]

يوفر معيار AES11 معلومات حول مزامنة الهياكل الصوتية الرقمية. [9]

يصف معيار AES52 كيفية إدراج معرفات فريدة في تدفق بت AES3. [10]

شهادة SMPTE 2110

يحدد SMPTE 2110 -31 كيفية تغليف تدفق بيانات AES3 في حزم بروتوكول النقل في الوقت الفعلي لنقلها عبر شبكة IP باستخدام إطار عمل البث المتعدد المستند إلى IP SMPTE 2110. [11]

سمبتي 302م

يحدد المعيار SMPTE 302M-2007 كيفية تغليف تيار بيانات AES3 في تيار نقل MPEG لتطبيقات التلفزيون. [12]

تنسيقات أخرى

يمكن أيضًا نقل تنسيق الصوت الرقمي AES3 عبر شبكة وضع النقل غير المتزامن . المعيار لتعبئة إطارات AES3 في خلايا ATM هو AES47 .

انظر أيضا

  • ADAT Lightpipe  – واجهة صوتية رقمية بصرية متعددة القنوات

ملحوظات

  1. ^ بالضبط 24 ساعة و 51 دقيقة و 18.485333 ثانية
  2. ^ مولد الحدود هو x 8 + x 4 + x 3 + x 2 + 1، مضبوط مسبقًا على 1.

مراجع

  1. ^ abc "مواصفات واجهة الصوت الرقمية AES/EBU (واجهة AES/EBU)" (PDF) . الاتحاد الأوروبي للبث. 2004. تم الاسترجاع في 2014-01-07 .
  2. ^ "حول معايير AES". جمعية هندسة الصوت . تم الاسترجاع في 2014-01-07 . في عام 1977، تم تشكيل لجنة معايير الصوت الرقمي AES، بدافع الحاجة المتزايدة إلى معايير في الصوت الرقمي.
  3. ^ الموقع الرسمي لـ AES
  4. ^ موقع المعايير على شبكة الإنترنت
  5. ^ جون إيميت (1995)، المبادئ التوجيهية الهندسية: واجهة الصوت الرقمية EBU/AES (PDF) ، اتحاد البث الأوروبي
  6. ^ روبن، مايكل (1 سبتمبر 2004). "معيار توزيع إشارة الصوت الرقمي AES/EBU". Broadcastengineering.com. مؤرشف من الأصل في 2012-07-09 . تم الاسترجاع في 2012-05-13 .
  7. ^ "مواصفات واجهة الصوت الرقمية AES/EBU (واجهة AES/EBU)" (PDF) . الاتحاد الأوروبي للبث. 2004. ص. 12. تم الاسترجاع في 2014-01-07 . البايتات من 18 إلى 21، البتات من 0 إلى 7: رمز عنوان العينة لوقت اليوم. القيمة (لكل بايت): قيمة ثنائية مكونة من 32 بت تمثل العينة الأولى للكتلة الحالية. يتم إرسال LSBs أولاً. يجب أن تكون القيمة الافتراضية منطقية "0". ملاحظة: هذا هو الوقت من اليوم المحدد أثناء ترميز المصدر للإشارة ويجب أن يظل دون تغيير أثناء العمليات اللاحقة. يجب اعتبار قيمة جميع الأصفار لرمز عنوان العينة الثنائي، لأغراض التحويل إلى الوقت الحقيقي، أو إلى أكواد الوقت على وجه الخصوص، منتصف الليل (أي 00 ساعة، 00 دقيقة، 00 ثانية، 00 إطار). يتطلب تحويل الرقم الثنائي إلى أي رمز زمني تقليدي معلومات دقيقة عن تردد أخذ العينات لتوفير الوقت الدقيق للعينة.
  8. ^ راتكليف، جون (1999). رمز الوقت: دليل المستخدم . دار فوكال للنشر. ص 226، 228. رقم ISBN 0-240-51539-0.
  9. ^ AES11-2009 (r2019): الممارسة الموصى بها من قبل AES للهندسة الصوتية الرقمية - مزامنة معدات الصوت الرقمية في عمليات الاستوديو، جمعية هندسة الصوت ، 2009
  10. ^ AES52-2006 (r2017): معيار AES للهندسة الصوتية الرقمية - إدراج معرفات فريدة في مجرى نقل AES3، جمعية هندسة الصوت ، 2006
  11. ^ "ST 2110-31:2018 - SMPTE Standard - Professional Media Over Managed IP Networks: AES3 Transparent Transport"، St 2110-31:2018 : 1–12، أغسطس 2018، doi :10.5594/SMPTE.ST2110-31.2018، ISBN 978-1-68303-151-2, تم أرشفته من الأصل في 15 أغسطس 2020
  12. ^ "ST 302:2007 - SMPTE Standard - For Television — Mapping of AES3 Data into an MPEG-2 Transport Stream"، St 302:2007 : 1–9، أكتوبر 2007، doi :10.5594/SMPTE.ST302.2007، ISBN 978-1-68303-151-2, تم أرشفته من الأصل في 3 يونيو 2018

قراءة إضافية

  • واتكينسون، جون (2001). فن الصوت الرقمي، الطبعة الثالثة . دار فوكال للنشر. رقم ISBN 0-240-51587-0.
  • واتكينسون، جون (أغسطس 1989). "واجهة الصوت الرقمية AES/EBU". مؤتمر المملكة المتحدة: واجهة AES/EBU . EBU-02.
  • صفحة تنزيل معيار AES3
  • اتحاد البث الأوروبي، مواصفات واجهة الصوت الرقمية (واجهة AES/EBU) Tech 3250-E الطبعة الثالثة (2004)
  • إيميت، جون (1995). "المبادئ التوجيهية الهندسية: واجهة الصوت الرقمية EBU/AES" (ملف PDF) . EBU .
  • مارك يونج (يونيو-يوليو 2005). "مراجعة حالة قناة AES3" (PDF) . قائمة (101): 20-22. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2015-05-01 . تم الاسترجاع في 2013-09-01 .
  • "إعدادات بايتات حالة قناة AES3 / AES-EBU". مؤرشف من الأصل في 2012-02-22 . تم الاسترجاع في 2009-03-24 .
  • IEC - المجموعة التاريخية، IHS
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=AES3&oldid=1247267241"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate