بنية شبكات التحكم

تُعدّ بنية شبكات التحكم ( ACN ) مجموعة من بروتوكولات الشبكة للتحكم في معدات تكنولوجيا الترفيه، لا سيما تلك المستخدمة في العروض الحية أو المنشآت واسعة النطاق. على سبيل المثال، معدات الإضاءة والصوت والمؤثرات الخاصة. تتولى جمعية خدمات وتكنولوجيا الترفيه مسؤولية صيانة ACN ، وكان أول إصدار رسمي لها هو معيار ANSI E1.17-2006 - تكنولوجيا الترفيه - بنية شبكات التحكم. ثم نُقّح المعيار لاحقًا وأُصدر تحت اسم ANSI E1.17-2010.

تم تصميم ACN في البداية ليتم وضعه فوق UDP/IP وبالتالي سيعمل عبر معظم وسائل نقل IP بما في ذلك شبكات Ethernet القياسية وغير المكلفة وشبكات 802.11 ( Wi-Fi ).

بنية البروتوكول

تُحدد ACN بنية بروتوكول مشتركة، وبروتوكولين رئيسيين للشبكة (SDT وDMP)، ولغة وصف الأجهزة (DDL)، وعددًا من "ملفات تعريف E1.17 للتوافق التشغيلي" (المعروفة باسم EPI أو ملفات تعريف التوافق التشغيلي ) التي تُحدد كيفية استخدام عناصر بنية ACN في سياق معين لتحقيق التوافق التشغيلي. على سبيل المثال، من خلال توفير قيم أو نطاقات محددة لمعلمات التوقيت التي سيتم استخدامها في بيئة شبكة معينة.

تعرض تقسيم بروتوكول ACN إلى بروتوكولات فرعية وملفات تعريف التوافق وغيرها من الأجزاء الصغيرة لانتقاداتٍ باعتباره يُصعّب قراءة وفهم ACN، إلا أنه يجعل بنيته معيارية للغاية وذات طبقات واضحة، مما سمح بتشغيل العديد من أجزائه في سياقات أخرى أو استبدالها أو مراجعتها دون التأثير على الأجزاء الأخرى. على سبيل المثال، تم تشغيل DMP عبر TCP وكذلك عبر SDT كما هو محدد في المعيار الأولي، وتم تكييف DDL مع تغييرات طفيفة لوصف الأجهزة التي يتم الوصول إليها بواسطة DMX512 (ANSI E1.31/Streaming ACN)، وشهدت العديد من ملفات تعريف التوافق مراجعة أو استبدالًا رئيسيًا دون التأثير على الأجزاء الأخرى من المعيار.

الهندسة المعمارية المشتركة

تحدد مواصفات البنية المشتركة تنسيقًا لوحدات بيانات البروتوكول المتداخلة (PDUs)، يشبه إلى حد كبير ترميز TLV ، والتي تُستخدم في البروتوكولات الرئيسية. ثم تحدد كيفية استخدام بروتوكول طبقة الجذر الأدنى لدمج بروتوكولات المستوى الأعلى في بروتوكول نقل المستوى الأدنى، وتُعرّف بروتوكول طبقة الجذر هذا باستخدام تنسيق PDU للاستخدام على UDP/IP .

نقل بيانات الجلسة

Session Data Transport (SDT) is a reliable multicast transport protocol which operates over UDP/IP which can be used to group peers within a network into sessions and deliver messages to them individually or as a group. Message delivery is ordered and messages may be selectively sent reliably or unreliably on a message-by-message basis (reliability is very important for some data while avoiding the time and resource overhead of the reliability mechanism is beneficial for others). The reliability mechanism also provides online status so a component will detect when a connection is broken. SDT provides a high degree of fine tuning over the trade-off between latency, reliability levels and resource requirements and availability of large numbers of concurrent sessions means they are a powerful tool for grouping and managing components whose functions are related or whose communication requirements are similar.

Device Management Protocol

Device Management Protocol (DMP) represents any device as a set of addressable properties which represent its current or desired state. Monitoring or control by a controller is achieved by setting or examining the values of those properties. To avoid the inefficiencies of polling, in addition to simply reading property values (using a Get-Property message) DMP provides a subscription mechanism whereby a device will asynchronously send event messages to all subscribed controllers when the value of a property changes.

DMP expects that its connections can provide reliability so that Set-Property and Event messages which form a large part of the operational bandwidth in a show situation do not require explicit acknowledgement at the DMP level. In the E1.17 standard and the majority of systems SDT provides this reliability but DMP has also been operated using TCP to provide its reliable connections.

The size in bits, representation, read/write accessibility and function of each property in a DMP device is not determined by the protocol which only defines the mechanism to read and/or write the property value. Instead, that information must either be provided externally by a device description written in DDL or in limited cases may be pre-programmed by fore-knowledge of specific device types.

Device Description Language

تتيح لغة وصف الأجهزة (DDL) تعريف وصف قابل للقراءة آليًا لواجهة أي جهاز وقدراته. [ 1 ] يمكن لوحدة التحكم تفسير هذا الوصف، ومن ثمّ تهيئة نفسها تلقائيًا للتحكم في ذلك الجهاز. لا يقتصر الوصف على توفير معلومات تعيين العنوان والخصائص اللازمة لتشغيل DMP، بل يمكن أن يحتوي أيضًا على كم هائل من المعلومات حول وظائف الجهاز وقدراته ودلالاته بتنسيق قابل للتوسيع، مما يسمح لوحدة التحكم باستخراج الميزات التي تحتاجها لسياقها المحدد مع تجاوز المعلومات غير ذات الصلة باحتياجاتها. [ 2 ]

لغة تعريف الأجهزة (DDL) هي لغة قائمة على XML ، وتُخزَّن الأوصاف في عدد محدود من مستندات XML . في أنظمة ACN العادية، يُمكن تنزيل وصف الجهاز من الجهاز نفسه. مع ذلك، يُمكن توزيع الأوصاف بطرق أخرى (مثل التنزيل عبر الإنترنت)، وبما أن الوصف صالح لجميع الأجهزة من النوع نفسه، فبإمكان وحدات التحكم عادةً الاحتفاظ بنسخة احتياطية من أوصاف الأجهزة التي تتعامل معها بشكل متكرر.

ملفات تعريف قابلية التشغيل البيني

تُوفّر معايير التوافق التشغيلي (EPIs) في معيار ANSI E1.17 لاكتشاف الخدمات الأولي في النظام؛ ولتخصيص عناوين البث المتعدد عند استخدامها على بروتوكولي UDP و IPv4 ؛ ولتخصيص منافذ UDP عند البث المتعدد، ولتعيين عناوين IP في الأنظمة المتوافقة، ولمهلات البروتوكول في بيئات محددة، وما إلى ذلك. وقد طُوّرت معايير توافق تشغيلي أخرى (EPIs) تتوافق مع بنية ACN خارج معيار ANSI E1.17 (انظر أدناه).

ملحقات خارجية

بفضل طبيعتها المعيارية، كان من السهل توسيع نظام ACN.

تم تطوير بروتوكول رئيسي ANSI E1.31 يُعرف باسم Streaming ACN أو sACN بواسطة نفس المنظمة ويستخدم طبقة الجذر وتنسيق PDU الخاص بـ ACN لنقل بيانات DMX512 عبر شبكات IP (أو أي وسيلة نقل أخرى متوافقة مع ACN).

قامت PLASA بتطوير وتوحيد عدد من ملفات تعريف قابلية التشغيل البيني الأخرى. وتشمل هذه:

معيار ANSI E1.30-3-2009 الخاص بالمرجع الزمني في أنظمة ACN باستخدام بروتوكولي SNTP وNTP، ومعيار ANSI E1.30-4-2010 الذي يحدد كيفية استخدام لغة وصف الأجهزة (DDL) لوصف الأجهزة التي يتم التحكم بها باستخدام DMX512 أو Streaming ACN

التطبيقات

تم إصدار نسخة مبكرة مفتوحة المصدر من ACN باسم OpenACN [ 3 ] وهي متاحة على SourceForge . وقد تم نقل هذه النسخة إلى مجموعة واسعة من المنصات، ولكنها محدودة النطاق ولا تدعم أي تعريفات لغة البيانات (DDL).

يوجد مشروع آخر مفتوح المصدر لـ ACN [ 4 ] تم تنفيذه بلغة C# . ويهدف هذا المشروع إلى توفير تطبيق كامل للبرمجيات المُدارة ويتضمن برمجيات للعديد من البروتوكولات الأخرى ذات الصلة.

تم إصدار تطبيق كامل بعنوان Acacian [ 5 ] بلغة C ، والذي يتضمن تحليل أوصاف DDL لإنشاء هياكل DMP، بموجب رخصة Mozilla العامة في عام 2014

يدعم نظام Open Lighting Architecture معيار E1.31 (بث DMX عبر ACN) على أنظمة Linux ( ARM ، i386 ، x86-64 ) و Macintosh ( PowerPC ؛ i386، x86-64). [ 6 ]

يمكن العثور على تطبيق Rust لـ E1.31 على GitHub . [ 7 ]

تم نشر ACN في تطبيقات خاصة من قبل عدد من الشركات، بما في ذلك استخدامها من قبل Electronic Theatre Controls (ETC) كأساس لبنية التحكم الشبكية الخاصة بهم التي تحمل العلامة التجارية 'NET3' ومن قبل Shure Inc. في التحكم في الميكروفونات اللاسلكية.

انظر أيضاً

مراجع

  1. "لغة وصف الجهاز" .
  2. "ANSI E1.17-2006 بنية شبكات التحكم - لغة وصف الأجهزة (DDL)" (ملف PDF) . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 29-11-2014.
  3. "OpenACN" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 25-08-2011 .
  4. "الصفحة الرئيسية لمشروع هندسة شبكات التحكم" . جيت هاب . تم الاطلاع عليه بتاريخ 9 مارس 2022 .
  5. "مشروع أكاسيا على جيت هاب" . جيت هاب . تم الاسترجاع في 2022-05-05 .
  6. "هندسة الإضاءة المفتوحة" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2012-01-05 .
  7. "RUST Sacn" . GitHub . تم الاسترجاع في 2022-03-09 .
  • برنامج المعايير الفنية التابع لـ ESTA