家庭影院也能“一线牵”？

我记得往年的CEDIA展会上，曾经有四个参展商共同展示了一套11.6.6声道的家庭影院系统。这个影院系统表面上看貌似跟普通家庭影院没什么太大区别，但详细一看，原来环绕声部分采用全数字传输。

什么叫全数字传输？通常地，我们常见的家庭影院环绕声部分，系统的处理过程都是由环绕声解码器（或家庭影院放大器）对影片里面的数字环绕声做解码，然后D/A转换变成模拟音频后再经过放大器，最后通过导线传送到每个声道的音箱，这时候环绕声解码器（或家庭影院放大器）与扬声器之间的传输方式是模拟传输方式。

全数码传输就是指环绕声解码器与放大器（或音箱）之间采用数字信号方式传输。数字信号传送到放大器（或音箱）之后才会通过内部的D/A转换器和放大器转换成模拟音频信号后驱动扬声器。其中，音箱部分必须是一个带数字音频功能的有源音箱。

网络音频如何应用到影院中？

以往，传输数字音频常见的传输界面是S/PDIF、AES/EBU、ADAT、USB、Firewire等接口，而且它们也能传输多通道的数字音频信号。例如，ADAT使用光纤线，一根线能同时传输8通道数字音频信号，S/PDIF和AES/EBU也被应用到家庭影院数字环绕声音频的传输，至于USB、Firewire就不在话下了。

随着时间推移，数字音频系统需要传输更多通道，更高规格的数字音频信号，而且还要求足够远的传输距离，以上这些界面都感到乏力。首先是传输距离上的问题，ADAT虽然是光纤线，但它使用的是TOSLINK光纤，最大传输距离是5米，USB 2.0和USB 3.0的带宽都不错，能传输高规格数字音频，但传输距离分别是5米和13米，S/PDIF和AES/EBU是家用领域和专业领域当中最常见的两种数字界面。其中，AES/EBU的传输距离很远，能达到100米，但一根线只能传输经过压缩的多通道数字音频信号，要实现高质量数字音频传输，只能使用多个AES/EBU界面传输。例如，DCS数字设备上面使用的DUAL AES/EBU就是使用双AES/EBU传输数字音频信号。

在专业音频领域，一个声卡32通道，64通道，甚至128通道那是很常见的事情，大型的调音台64通道起步，还有传输距离很长，A/D转换的数字信号需要传输几十米，甚至上百米的距离后才到调音台。AES/EBU的传输距离有优势，但要传输高规格数字音频信号就需要很多条AES/EBU信号线才能完成。可以想象一下，那么多的AES/EBU线扎堆在一起，不仅线材成本高，布线变得非常臃肿，布线师傅的人工成本也高。

相比之下，网线在带宽、传输距离方面很有优势，而且价钱还便宜，所以就有公司盯上网线采用网络方式传输数字音频信号。比如说，Peak Audio公司在1996年开发出CobraNet以太网音频技术，它是软件、硬件和网络协议组合。初代的CobraNet性能并不出色，传输距离很一般，后来经过改良后性能有所提高，采用CAT5线可以传输64个通道的数字音频信号，最高支持24bit/96kHz PCM，传输距离达到100米。直到2001年，Cirrus Logic收购了Peak Audio的所有资产。

Gibson和3COM在1998年就开发出MaGIC以太网音频协议，到2003年推出3.0C版本，它使用一根CAT5网线传输，单个链路可以传输32通道数字音频信号，最高支持32bit/192kHz PCM。与此同时，传输距离100米没压力！MaGIC主要应用在Gibson的数字吉他里面。但如果支持多模光纤（或单模光纤）传输的网络音频标准，其传输距离达到公里级别！例如，Ethernet AVB使用多模光纤可以传输2kM的距离，单模光纤的话可达70kM！

对于家用音频领域，目前最常采用的网络音频标准是AES67、RAVENNA、Dante，Ethernet AVB这四种。它们都是网络音频技术标准。实际上，网络音频技术标准不止以上4种，实际上有超过20种。只有以上这4种被应用在家庭影院以及Hi-Fi音响当中。到底这几种网络音频技术标准是怎样的呢？

AES67是AES协会（音频工程协会）在2010年开始制定，2013年发布的一种网络音频传输技术标准。AES67每个链路的最大传输声音通道为120个，最大数字音频规格是24bit/96kHz，延时在125微秒～40毫秒。

RAVENNA是荷兰ALC NetworX公司在2010年开发的。相比起AES67，RAVENNA能支持规格更高的数字音频，达到了24bit/384kHz PCM以及DSD，而且也能满足广播公司要求的低延迟，所以在2020年就获得技术与工程艾美奖。

Dante由澳洲Audinate公司在2006年开发，它是软件、硬件和网络协议组合的产品名称，单个链路的最大传输音频通道数是1024通道，最大传输数字音频规格是32bit/192kHz PCM，延迟最小能达到150微秒。

Ethernet AVB全称为“Audio Video Bridging”，最初由IEEE 802.1标准委员会的电气和电子工程师协会（IEEE）音频视频桥接任务组开发。单个链路的最大传输音频通道数是256个通道，最大传输数字音频规格是32bit/192kHz PCM，最大延迟为2毫秒。

网络音频与传统数字音频传输，在家庭影院环绕声当中的应用

其实要在家庭影院环绕声部分实现全数字传输主要是环绕声解码器与音箱（或放大器）这个环节，但目前只有高端定位的环绕声解码器才能实现。例如，Trinnov Audio、StormAudio、DataSat等，因为这些器材能提供多声道（16通道，甚至32通道）的数字音频界面输出。相比起专业音频，不至于那么复杂。

假设提供多声道AES/EBU界面，可以结合自带AES/EBU界面的数字有源音箱，两者之间使用AES/EBU信号线连接就可以了。这时候你需要16条（或32条）AES/EBU信号线来连接。而且环绕声解码器也要安装一堆的AES/EBU接口，占据背面版很多的面积。当然，也可以使用DB25排线来代替，接口变得更小。

如果使用网络音频，那么环绕声处理器只需要1个网线接口就可以输出32个声道的数字信号。但这时候还不能直接与数字有源一体化音箱连接。你还需要一个网络交换机，将环绕声处理器输出的数字音频信号通过交换机分发到每一只音箱。至于环绕声解码器的数字输出接口只留下一个网络接口，背面版就会变得非常简洁。

这好比如网购，环绕声处理器就是供货商，音箱是终端用户。如果采用AES/EBU传输，那么就相当于供货商把每件货物打包，然后找16台（32台）车把货物运送到终端用户手上，如果使用网络音频传输，网络交换机相当于物流公司，供货商把货物打包后统一交给物流公司，然后物流公司分发每一个用户手上。

CEDIA展会上的这个多声道案例，环绕声解码器部分就采用StormAudio。StormAudio很前卫，几乎什么新东西都要往自家的产品上使用。例如，Dirac Live Bass Control，Dirac Live Active Room Treatment（ART，主动式房间处理）这两个功能都是率先在StormAudio的产品上测试。至于网络音频传输方面，StormAudio也曾给自家的环绕声解码器上使用Ethernet AVB。例如，ISP Elite 32 MKII就可以选配Ethernet AVB模块，一共有4个网络接口，一个接口传输8个声道的数字信号。我还记得有一年的香港高级视听展上面，StormAudio联合Ascendo AIA系列有源音箱在展厅内组建了一个全数字传输的三维沉浸式家庭影院环绕声系统。

目前，StormAudio的环绕声解码器是第三代。它的ISP Elite MKIII系列环绕声解码器就能提供数字输出模块可选（包括AES/EBU和网络音频模块）。其中，网络音频模块支持AES67、RAVENNA，还可以选配兼容Dante，就这么一个网络音频接口就能传输32个通道的数字音频。

而且StormAudio本身需要在连网的状态下才能设定参数以及运行Dirac Live，所以在控制和音频传输方面都可以整合到网络中。

对于终端用户来说，其实并不在乎你采用AES/EBU，或者网络音频，甚至是纯模拟传输。但对于定制安装从业人员来说，网络音频可以远程执行调试和系统优化，从而节省从业人员的差旅费用和时间，可以起到节省成本的作用。

除了StormAudio，另一个法国高端影音品牌Trinnov Audio的产品也能配置网络音频功能，也能支持AES67、RAVENNA和Dante。例如，在Amplitude 8、8M和16这三款多声道功率放大器上面就预留了Audio Over IP的扩展槽，将来可以与Altitude 16（或Altitude 32）环绕声解码器传输数字信号。

网络音频标准所在的“层”

如果看过一些支持网络音频标准的环绕声解码器，你会发现AES67、RAVENNA和Dante三种网络音频标准会同时出现，可以彼此兼容，这是为什么呢？要知道为什么就要先了解一下通用网络协议。要知道通用网络协议一共有7层，分别是“物理层”（第1层）、“数据链路层”（第2层）、“网络层”（第3层）、“传输层”（第4层）、“会话层”（第5层）、“表示层”（第6层）和“应用层”（第7层）。

其中，在刚才说到的AES67、RAVENNA、Dante，Ethernet AVB当中，AES67和RAVENNA都属于第三层协议（RAVENNA属于第三层或以上协议），又称为“Audio Over IP”，或者“IP音频”，它们俩都属于开放式标准，两者可以相互兼容。Dante同样属于第三层协议，但它是非开放式标准，不过，目前RAVENNA、Dante都可以与AES67兼容。Ethernet AVB属于第二层协议，不能与RAVENNA、Dante、AES67兼容。另外，上述还提到的Gibson MaGIC，它属于第一层协议，CobraNet属于第二层协议。

到底有没有一种标准能兼容多种传输协议呢？在2015年，AES协会基于OCA 1.3范例构建了AES70。其中，OCA全称为“Open Control Architecture”，直接翻译过来就是“开放控制架构”，是一种用于数字网络上媒体设备连接管理和控制的架构。AES70是一种开放的，免许可的标准，而且它只是一个控制协议标准，并不定义设备和控制器的编程设计或用户界面，也不提供音频传输。但它有更强的包容性，可以与AES67或任何其他包括RAVENNA、Dante、Ethernet AVB这集中传输协议兼容。

对于我们一直关注的家庭影院，在数字环绕声音频节目制作方面，一方面是音频质量的要求是不断提高的过程，另一方面，环绕声的发展方向是越来越多的音箱数量，来实现更强的包围感，更精确的定位，更连贯的声像移动效果，这样才能让用户感受到逼真的环绕声音效以及音乐。

在这不断提升的过程当中，对数字音频的压缩处理必须是越少越好，甚至是提供无压缩的数字音频，但声音信息的数据量在这过程当中就会不断增加。这对于传统的数字音频传输技术来说，它们慢慢地无法满足使用需求，要么会把布线变得肿，又或者不能满足无压缩的，多通道的数字音频传输，又或者无法长距离传输数字音频信号。因此，音频工程师们必须找出更好的解决办法，网络音频技术就是因为这样的前提下而诞生的，它的出现能让一根网线就能传输多通道的，高规格的数字音频信号，而且传输距离轻轻松松地达到100米，甚至更长的传输距离，一下子解决了很多问题。