AES3

AES3

AES3는 전문 오디오 기기 간 디지털 오디오 신호 교환을 위한 표준이다.AES3 신호는 밸런스 라인, 불균형 라인 및 광섬유를 포함한 여러 전송 매체를 통해 두 채널의 펄스 코드 변조 디지털 오디오를 전달할 수 있다.[1]

AES3는 AES(Audio Engineering Society)와 EBU(European Broadcasting Union)가 공동으로 개발한 것으로 AES/EBU라고도 한다.이 표준은 1985년에 처음 발표되었고 1992년과 2003년에 개정되었다.AES3는 국제전기기술위원회의 표준 IEC 60958에 통합되었으며 S/PDIF로 알려진 소비자 등급 변종에서 사용할 수 있다.

역사와 발전

전문 오디오 장비와 가정용 오디오 장비 모두를 위한 디지털 오디오 인터커넥트 표준 개발은 1970년대[2] 후반 오디오 엔지니어링 협회와 유럽 방송 연합의 공동 노력으로 시작되었고, 1985년 AES3 출판으로 절정에 이르렀다.AES3 표준은 1992년과 2003년에 개정되어 AES와 EBU 버전으로 출판되었다.[1]일찍이 이 표준은 AES/EBU로 자주 알려져 있었다.

다른 물리적 연결을 사용하는 변형은 IEC 60958에 명시되어 있다.이것들은 기본적으로 소비자 시장에서 더 흔히 발견되는 커넥터를 사용하는 국내 고밀도 환경 내에서 사용하기 위한 AES3의 소비자 버전이다.이러한 변형은 일반적으로 S/PDIF라고 알려져 있다.

관련 표준 및 문서

IEC 60958

IEC 60958(구 IEC 958)은 디지털 오디오 인터페이스에 관한 국제전기기술위원회의 표준이다.그것은 AES3 전문 디지털 오디오 인터커넥트 표준과 동일한 S/PDIF의 소비자 버전을 재현한다.

표준은 다음과 같은 여러 부분으로 구성된다.

  • IEC 60958-1: 일반
  • IEC 60958-2: 소프트웨어 정보 전송 모드
  • IEC 60958-3: 소비자 응용 프로그램
  • IEC 60958-4: 프로페셔널 애플리케이션
  • IEC 60958-5: 소비자 응용 프로그램 향상

AES-2id

AES-2id는 디지털 오디오 엔지니어링을 위한 오디오 엔지니어링 협회에서[3] 발행하는 AES 정보 문서로, AES3 인터페이스 사용 지침이다.이 문서는 AES3, 디지털 오디오 엔지니어링을 위한 AES 권장 프랙티스, 선형적으로 표현된 2채널 디지털 오디오 데이터를 위한 직렬 전송 포맷의 사용에 대한 지침을 제공한다.또한 이 문서에서는 AES11과 같은 AES3와 함께 사용되는 관련 표준에 대한 설명도 다룬다.AES-2id의 자세한 내용은 AES-2id 문서의 사본을 PDF 파일로 다운로드하여 오디오 엔지니어링 협회 웹 사이트의[4] 표준 섹션에서 연구할 수 있다.

하드웨어 연결

AES3 표준은 국제 표준 IEC 60958의 제4절과 유사하다.IEC 60958에 의해 정의된 물리적 상호연결 유형 중 두 가지가 공통적으로 사용된다.

IEC 60958 유형 I

IEC 60958 타입 I 연결에 사용되는 XLR 커넥터.

타입 I 연결부는 XLR 커넥터와 함께 균형 잡힌 3-컨덕터, 110-옴 트위스트 페어 케이블을 사용한다.타입 I 연결은 전문 설비에서 가장 자주 사용되며 AES3의 표준 커넥터로 간주된다.하드웨어 인터페이스는 보통 RS-422 라인 드라이버와 수신기를 사용하여 구현된다.

I형 커넥터 끝단
케이블 엔드 장치 끝
입력 XLR 수 플러그 XLR 여성 잭
출력 XLR 암 플러그 XLR 남성 잭

IEC 60958 유형 II

IEC 60958 타입 II는 가전제품 용도에 대한 불균형한 전기 또는 광학 인터페이스를 정의한다.IEC 60958 Type II 규격의 전구는 Sony/Philips Digital Interface 또는 S/PDIF였다.둘 다 원래 AES/EBU 작업을 기반으로 했다.S/PDIF와 AES3는 프로토콜 수준에서는 상호 교환이 가능하지만 물리적 수준에서는 서로 다른 전기 신호 수준과 임피던스를 지정하는데, 이는 일부 애플리케이션에서는 유의할 수 있다.

BNC 커넥터

AES-3id 연결에 사용되는 BNC 커넥터.

또한 AES/EBU 신호는 75옴 동축 케이블과 함께 불균형 BNC 커넥터 a를 사용하여 실행할 수 있다.불균형 버전은 균형 잡힌 버전에 대한 최대 150m와 반대로 전송 거리가 매우 길다.[5]AES-3id 표준은 AES3의 75옴 BNC 전기 변형을 정의한다.이는 아날로그 또는 디지털 비디오와 동일한 케이블 연결, 패치 및 인프라를 사용하며, 따라서 방송 산업에서 흔히 볼 수 있다.

프로토콜

AES3와 S/PDIF 모두에 대한 프로토콜의 간단한 표현
AES3와 S/PDIF의 데이터 전송을 위한 저수준 프로토콜은 대체로 동일하며, 이하와 같은 논의를 S/PDIF에 적용한다.

AES3는 주로 48kHz의 DAT 형식 또는 44.1kHz의 CD 형식으로 스테레오 PCM 인코딩 오디오를 지원하도록 설계되었다.두 가지 속도를 모두 지원할 수 있는 캐리어를 사용하려는 시도가 없었다. 대신, AES3는 어떤 속도에서도 데이터를 실행할 수 있게 하고, BMC(biphase mark code)를 사용하여 클럭과 데이터를 인코딩한다.

각 비트는 하나의 시간 간격을 차지한다.각 오디오 샘플(최대 24비트)은 4개의 플래그 비트와 32개의 시간 슬롯 서브프레임을 만들기 위해 4개의 시간 슬롯 길이인 동기화 프리앰블과 결합된다.각 서브프레임의 32시간 슬롯은 다음과 같이 할당된다.

AES3 서브프레임
시간 간격 이름 설명
0–3 서문 오디오 블록, 프레임 및 서브프레임에 대한 동기화 프리앰블(biphase 표시 코드 위반)
4–7 보조 샘플(옵션) 채널 상태 워드에 명시된 저품질 보조 채널로, 특히 프로듀서 토크백 또는 스튜디오 대 스튜디오 간 커뮤니케이션 녹화에 사용된다.
8-27 또는 4-27 오디오 샘플 가장 중요한 비트(MSB)로 저장된 샘플 1개가 마지막이다.보조 샘플을 사용할 경우 비트 4-7은 포함되지 않는다.표본 비트 깊이가 작은 데이터는 항상 비트 27에서 MSB를 가지며 최하위 비트(LSB)로 제로 확장된다.
28 유효성(V) 오디오 데이터가 올바르고 D/A 변환에 적합한 경우 설정을 해제하십시오.결함이 있는 샘플이 있는 동안, 수신 장비에 출력을 음소거하도록 지시할 수 있다.대부분의 CD 플레이어에서 오류 수정보다 은폐가 일어나고 있음을 나타내는 데 사용된다.
29 사용자 데이터(U) 채널 상태 워드에 지정된 형식으로 각 채널(프레임당 1비트)에 대한 직렬 데이터 스트림을 형성한다.
30 채널 상태(C) 오디오 블록의 각 프레임에서 나오는 비트는 192비트 채널 상태 워드를 통해 수집된다.그 구조는 AES3 또는 S/PDIF의 사용 여부에 달려 있다.
31 패리티(P) 데이터 전송 오류 감지를 위한 짝수 패리티 비트.프리앰블 제외; 비트 4~31에는 짝수 수가 있다.

두 개의 서브프레임(A와 B, 일반적으로 왼쪽과 오른쪽 오디오 채널에 사용)이 프레임을 만든다.프레임은 64비트 주기를 포함하며 오디오 샘플링 기간당 1회 생산된다.가장 높은 레벨에서, 각 192개의 연속된 프레임은 오디오 블록으로 그룹화된다.샘플이 각 프레임 시간을 반복하는 반면 메타데이터는 오디오 블록당 한 번만 전송된다.48kHz 샘플링 속도에서는 초당 250개의 오디오 블록이 있고 6.144MHz 바이패스 클럭으로 지원되는 초당 307만2000개의 시간 슬롯이 있다.[6]

동기화 프리앰블

동기화 프리앰블은 서브프레임과 오디오 블록 내의 위치를 식별하는 특수 코딩 프리앰블이다.프리앰블은 DC 바이어스가 0이기는 하지만 일반 BMC 인코딩 데이터 비트가 아니다.

다음과 같은 세 가지 프리앰블이 가능하다.

  • X (또는 M) : 이전 시간 슬롯이 0, 00011101이었다면2 1110001012 (동등하게 100100112 NRZI 인코딩)오디오 블록의 시작 부분 이외의 채널 A(왼쪽)에 대한 단어를 표시한다.
  • Y(또는 W) : 이전 시간 슬롯이 0, 00011011인2 경우 111001002 (동일하게 100101102 NRZI 인코딩)채널 B(오른쪽)를 나타내는 단어를 표시한다.
  • Z (또는 B) : 이전 시간 슬롯이 0, 00010111인2 경우 111010002 (동등하게 100111002 NRZI 인코딩)오디오 블록 시작 시 채널 A(왼쪽)에 대한 단어를 표시한다.

세 개의 프리앰블은 AES3 표준에서는 X, Y, Z라고 불리고 IEC 958에서는 M, W, B라고 불린다(AES 확장자).

8비트 프리앰블은 각 서브프레임의 처음 4개 시간 슬롯(시간 슬롯 0~3)에 할당된 시간 내에 전송된다.이 세 가지 중 어느 것이든 서브프레임의 시작을 나타낸다.X 또는 Z는 프레임의 시작을 표시하고, Z는 오디오 블록의 시작을 표시한다. 

0   1   2   3      0   1   2   3   Time slots   _____       _            _____   _  /     \_____/ \_/  \_____/     \_/ \ Preamble X   _____     _              ___   ___  /     \___/ \___/  \_____/   \_/   \ Preamble Y   _____   _                _   _____  /     \_/ \_____/  \_____/ \_/     \ Preamble Z   ___     ___            ___     ___   /\____/ \___/ \_/ \_/ 0비트 모두 BMC 인코딩 _____________/ \_/ \_/ \_/ \_/ \_/ \__/ \__/ \ 모든 1비트 BMC 인코딩 0 2 3 시간 슬롯

2채널 AES3에서 프리앰블은 ZYXYXY...의 패턴을 형성하지만 MADI 프로토콜에서와 같이 각각 Y 프리앰블을 가진 추가 채널(프레임당 더 많은 서브프레임)으로 이 구조를 확장하는 것이 간단하다.

채널 상태 워드

각 서브프레임에는 하나의 채널 상태 비트가 있으며, 각 블록의 각 채널에 대해 총 192비트 또는 24바이트가 있다.AES3 표준과 S/PDIF 표준 사이에는 첫 번째 채널 상태 비트가 두 가지를 구별한다는 데는 동의하지만 192비트 채널 상태 워드의 내용은 크게 다르다.AES3의 경우, 표준은 각 비트의 기능을 상세히 기술하고 있다.[1]

  • 바이트 0: 기본 제어 데이터: 샘플링 속도, 압축, 강조
    • 비트 0: 값이 1이면 AES3 채널 상태 데이터임을 나타낸다.0은 이것이 S/PDIF 데이터임을 나타낸다.
    • 비트 1: 값이 0이면 선형 오디오 PCM 데이터임을 나타낸다.값이 1이면 다른(보통 비오디오) 데이터를 나타낸다.
    • 비트 2-4: 데이터에 적용되는 신호 사전 강조 유형을 나타낸다.일반적으로 1002(없음)으로 설정한다.
    • 비트 5: 값이 0이면 소스가 일부(지정되지 않은) 외부 시간 동기화에 잠겨 있음을 나타낸다.값이 1이면 잠금 해제된 소스를 의미한다.
    • 비트 6-7: 샘플링 속도.이러한 비트는 실시간 오디오가 전송될 때 중복되지만(수신자가 샘플링 속도를 직접 관찰할 수 있음), AES3 데이터를 기록하거나 다른 방법으로 저장할 경우 유용하다.옵션은 지정되지 않음, 48 kHz(기본값), 44.1 kHz 및 32 kHz이다.추가 샘플링 속도 옵션은 확장 샘플링 속도 필드에 표시될 수 있다(아래 참조).
  • 바이트 1: 오디오 스트림이 스테레오, 모노 또는 기타 조합인지 여부를 표시한다.
    • 비트 0–3: 두 채널의 관계를 나타낸다. 두 채널은 관련이 없는 오디오 데이터, 스테레오 쌍, 중복된 모노 데이터, 음악과 음성 해설, 스테레오 합/차이 코드일 수 있다.
    • 비트 4-7: 사용자 채널 워드의 형식을 나타내는 데 사용
  • 바이트 2: 오디오 워드 길이
    • 비트 0–2: 보조 비트 사용량.이는 보조 비트(시간 슬롯 4–7)가 어떻게 사용되는지를 나타낸다.일반적으로 0002(사용되지 않음) 또는 0012(24비트 오디오 데이터에 사용됨)으로 설정됨
    • 비트 3-5: 워드 길이.20비트 또는 24비트 최대값에 상대적인 표본 크기를 지정한다.누락된 비트 0, 1, 2 또는 4개를 지정할 수 있다.사용되지 않는 비트는 0으로 채워지지만, 혼합과 같은 오디오 처리 기능은 유효 단어 길이를 변경하지 않고 유효 데이터로 채워진다.
    • 비트 6-7: 사용되지 않음
  • 바이트 3: 다중 채널 응용[further explanation needed] 프로그램에만 사용
  • 바이트 4: 추가 샘플링 속도 정보[further explanation needed]
    • 비트 0–1: AES11당 샘플링 속도 기준의 등급을 나타냄
    • 비트 2: 예약됨
    • 비트 3–6: 확장된 샘플링 속도.이것은 바이트 0 비트 6-7로 나타낼 수 없는 다른 샘플링 속도를 나타낸다.값은 24, 96, 192kHz와 22.05, 88.2, 176.4kHz에 할당된다.
    • 비트 7: 샘플링 주파수 스케일링 플래그설정된 경우 NTSC 비디오 프레임률과 일치하도록 샘플링 속도를 1/1.001로 곱한 값을 나타낸다.
  • 바이트 5: 예약됨
  • 바이트 6–9: 채널 원점을 나타내기 위한 4개의 ASCII 문자.대형 스튜디오에서 널리 사용된다.
  • 바이트 10-13:자동 스위처를 제어하기 위한 채널 대상을 나타내는 ASCII 문자 4개.덜 자주 사용함.
  • 바이트 14-17: 32비트 샘플 주소, 블록 대 블록 증가 192(블록당 192프레임이 있기 때문에)48 kHz에서는 대략 매일 포장된다.[a]
  • 바이트 18-21: 32비트 샘플 주소 오프셋으로 자정 이후 샘플을 표시한다.[7]
  • 바이트 22: 채널 상태 워드 신뢰성 표시
    • 비트 0–3: 예약됨
    • 비트 4: 설정된 경우 바이트 0–5(신호 형식)는 신뢰할 수 없다.
    • 비트 5: 설정된 경우 바이트 6–13(채널 라벨)은 신뢰할 수 없다.
    • 비트 6: 설정된 경우 바이트 14-17(샘플 주소)은 신뢰할 수 없다.
    • 비트 7: 설정된 경우, 바이트 18–21 (timestamp)은 신뢰할 수 없다.
  • 바이트 23: CRC.이 바이트는 중간 블록 전환으로 인해 발생할 수 있는 채널 상태 워드의 손상을 감지하는 데 사용된다.[b]

임베디드 타임코드

SMPTE 타임코드 데이터는 AES3 신호에 포함될 수 있다.그것은 동기화, 기록 및 오디오 콘텐츠 식별에 사용될 수 있다.채널 상태 데이터의 18~21바이트의 32비트 이진 워드로 내장되어 있다.[8]

AES11 표준은 디지털 오디오 구조의 동기화에 관한 정보를 제공한다.[9]

AES52 표준은 AES3 비트 스트림에 고유 식별자를 삽입하는 방법을 설명한다.[10]

SMPTE 2110-31: IP 네트워크를 통한 AES3 전송

SMPTE 2110-31은 SMPTE 2110 IP 기반 멀티캐스트 프레임워크를 사용하여 IP 네트워크를 통한 전송을 위해 실시간 전송 프로토콜 패킷에 AES3 데이터 스트림을 캡슐화하는 방법을 정의한다.[11]

다른 형식

또한 AES3 디지털 오디오 포맷은 비동기 전송 모드 네트워크를 통해 전송될 수 있다.AES3 프레임을 ATM 셀에 포장하는 표준은 AES47이다.

참고 항목

메모들

  1. ^ 정확히 24h51m18.48533s
  2. ^ 제너레이터 다항식은 x8+x4+x3+x2+1이며, 1로 사전 설정됨.

참조

  1. ^ a b c "Specification of the AES/EBU digital audio interface (The AES/EBU interface)" (PDF). European Broadcast Union. 2004. Retrieved 2014-01-07.
  2. ^ "About AES Standards". Audio Engineering Society. Retrieved 2014-01-07. In 1977, stimulated by the growing need for standards in digital audio, the AES Digital Audio Standards Committee was formed.
  3. ^ AES 공식 사이트
  4. ^ 표준 웹 사이트
  5. ^ John Emmett (1995), Engineering Guidelines: the EBU/AES Digital Audio Interface (PDF), European Broadcasting Union
  6. ^ Robin, Michael (1 September 2004). "The AES/EBU digital audio signal distribution standard". Broadcastengineering.com. Archived from the original on 2012-07-09. Retrieved 2012-05-13.
  7. ^ "Specification of the AES/EBU digital audio interface (The AES/EBU interface)" (PDF). European Broadcast Union. 2004. p. 12. Retrieved 2014-01-07. Bytes 18 to 21, Bits 0 to 7: Time of day sample address code. Value (each Byte): 32-bit binary value representing the first sample of current block. LSBs are transmitted first. Default value shall be logic "0". Note: This is the time-of-day laid down during the source encoding of the signal and shall remain unchanged during subsequent operations. A value of all zeros for the binary sample address code shall, for the purposes of transcoding to real time, or to time codes in particular, be taken as midnight (i.e., 00 h, 00 mm, 00 s, 00 frame). Transcoding of the binary number to any conventional time code requires accurate sampling frequency information to provide the sample accurate time.
  8. ^ Ratcliff, John (1999). Timecode: A user's guide. Focal Press. pp. 226, 228. ISBN 0-240-51539-0.
  9. ^ AES11-2009 (r2019): AES recommended practice for digital audio engineering - Synchronization of digital audio equipment in studio operations, Audio Engineering Society, 2009
  10. ^ AES52-2006 (r2017): AES standard for digital audio engineering - Insertion of unique identifiers into the AES3 transport stream, Audio Engineering Society, 2006
  11. ^ "ST 2110-31:2018 - SMPTE Standard - Professional Media Over Managed IP Networks: AES3 Transparent Transport", St 2110-31:2018: 1–12, August 2018, doi:10.5594/SMPTE.ST2110-31.2018, ISBN 978-1-68303-151-2

추가 읽기

외부 링크