Protocolos de Audio sobre Redes: Una Guía Completa

Protocolos de Audio sobre Redes

Permiten la transferencia de audio sobre redes de datos estándar utilizando interfaces electrónicas.

Ventajas

• Se evitan interferencias.
• Las señales viajan por el mismo cable, lo que facilita la monitorización remota.
• Flexibilidad en la configuración y el enrutamiento del audio.

Requisitos

• Audio sin comprimir o con compresión sin pérdidas.
• Latencia controlada para garantizar la sincronización del audio.

Protocolos de Audio según Sectores

Audio en Directo

Ejemplos: EtherSound, ACE, ReAC, AES50, AVB, Dante

• Copia instantánea del audio a varios clientes.
• Ahorro de espacio y cableado.
• Monitorización virtual del audio desde cualquier punto.
• Redundancia en conexiones críticas para evitar fallos de audio.

Estudio de Grabación

Ejemplos: Ravenna, Dante

• Ahorro en costes de instalación y cableado.
• Direccionamiento flexible de las señales de audio entre diferentes orígenes y destinos.

Broadcast

Ejemplos: Livewire, Ravenna

• Eliminación de la necesidad de una matriz central de audio.
• Beneficios similares al audio en directo en cuanto a flexibilidad y escalabilidad.

Industrial

Ejemplos: CobraNet, Dante

• Distribución de audio a gran escala en toda la superficie de una instalación.
• Cambios rápidos y sencillos en la fuente y el destino del audio sin necesidad de recableado.
• Supervisión del sistema de audio desde cualquier punto de la red.
• Envío de alertas en caso de fallos o problemas en el sistema.
• Ahorro de tiempo y dinero en la instalación y el mantenimiento.

Consideraciones

• La elección del protocolo depende de la existencia de un administrador de red con experiencia en audio sobre IP.
• Es fundamental un compromiso con el buen funcionamiento de los servicios de red para garantizar la calidad del audio.
• Se requiere un ancho de banda suficiente para el servicio de audio en tiempo real, especialmente en sistemas con un alto número de canales.

Modelo OSI

Los protocolos de audio sobre IP se basan en el modelo OSI (Open Systems Interconnection), que divide la comunicación en red en siete capas:

1. Aplicación
2. Presentación
3. Sesión
4. Transporte
5. Red
6. Enlace de Datos
7. Físico

Las tres primeras capas son de software, las dos últimas son de hardware y las capas de enlace de datos y transporte tienen componentes tanto de hardware como de software.

Redes LAN

LAN Plana

En una LAN plana, todos los dispositivos están en la misma subred y utilizan un protocolo de capa 2, como Ethernet.

LAN con Subredes

Si se utilizan varias subredes, es necesario un protocolo de capa 3, como IP, para enrutar el tráfico entre ellas.

Fast Ethernet y Gigabit Ethernet

Fast Ethernet

• Ofrece una velocidad de transmisión de 100 Mbps.
• Utiliza tramas Ethernet con una longitud máxima de 1518 bytes.
• Puede transportar hasta 48 canales de audio de 24 bits a 48 kHz.
• Adquiere su máximo potencial en redes con switches Gigabit.

Gigabit Ethernet

• Ofrece una velocidad de transmisión de 1000 Mbps (1 Gbps).
• Utiliza las mismas tramas Ethernet que Fast Ethernet.
• Puede transportar hasta 512 canales de audio de 24 bits a 48 kHz.
• Es el estándar actual para redes de audio profesionales.

Los protocolos de audio actuales son enrutables, lo que significa que pueden funcionar sobre IP en la capa 3 del modelo OSI. Esto permite un mayor ancho de banda para el mismo número de canales de audio en comparación con los protocolos de capa 2.

Latencia

La latencia es la suma de todos los retardos que experimenta una señal de audio al viajar por la red. Estos retardos se producen en cada dispositivo intermedio, como switches y routers.

Para conseguir una menor latencia, se pueden enviar los paquetes de audio a una mayor velocidad y se deben optimizar los dispositivos de red para minimizar los retardos.

Unicast, Multicast y Multicast Unicast

Unicast

El tráfico unicast se envía de un único origen a un único destino. Cada dispositivo de la red recibe el tráfico, pero solo el dispositivo con la dirección MAC de destino lo procesa.

Multicast

El tráfico multicast se envía de un único origen a un grupo de destinos. Los dispositivos de la red que pertenecen al grupo multicast reciben y procesan el tráfico.

Multicast Unicast

Es una técnica que combina el direccionamiento multicast con la entrega unicast. Se envía un único flujo multicast, pero cada dispositivo receptor lo recibe como si fuera un flujo unicast dirigido específicamente a él.

Tunelling

El tunelling permite encapsular un protocolo dentro de otro protocolo para su transporte a través de una red. En el contexto del audio sobre IP, se puede utilizar el tunelling para transportar protocolos de audio propietarios a través de redes IP.

Redundancia

La redundancia consiste en almacenar los datos varias veces en diferentes lugares para evitar la pérdida de información en caso de fallo de un dispositivo. En las redes de audio, la redundancia se puede implementar a nivel de hardware, utilizando cables y dispositivos duplicados, o a nivel de software, utilizando protocolos que permiten la transmisión de audio por rutas alternativas.

Dante

Dante es un protocolo de audio sobre IP desarrollado por Audinate. Algunas de sus características son:

• Basado en el estándar IEEE 802.3 (Ethernet) y compatible con cualquier electrónica de red estándar.
• Protocolo de capa 3, lo que significa que es enrutable y puede funcionar sobre redes IP.
• Utiliza una cuantificación de 24 bits y admite frecuencias de muestreo de 48 kHz y 96 kHz.
• Puede transportar hasta 48 canales de audio a través de Fast Ethernet y hasta 512 canales a través de Gigabit Ethernet.
• Ofrece una latencia muy baja, típicamente inferior a 150 microsegundos.
• Soporta QoS (Quality of Service) para garantizar la transmisión síncrona del audio.

Dante Virtual Soundcard

Dante Virtual Soundcard es un software que transforma la tarjeta de red (NIC) de un ordenador en una interfaz Dante. Permite la grabación y reproducción de hasta 64 canales de audio con una baja latencia.

Dante es una solución muy popular en una amplia gama de aplicaciones de audio profesional, desde la grabación y producción musical hasta la sonorización en directo y las instalaciones comerciales.

AVB (Audio Video Bridging)

AVB es un conjunto de estándares IEEE que definen un mecanismo para la transmisión de audio y vídeo en tiempo real a través de redes Ethernet. Los estándares AVB más relevantes son:

IEEE 802.1AS (gPTP)

Define un protocolo de sincronización de tiempo preciso entre el origen y el destino del audio y vídeo. Permite una sincronización de reloj muy precisa entre los dispositivos de la red, lo que es esencial para la transmisión de audio y vídeo multicanal.

IEEE 802.1Qat (Stream Reservation Protocol - SRP)

Permite a los dispositivos AVB reservar ancho de banda en la red para garantizar la entrega en tiempo real del audio y vídeo. Evita la congestión de la red y garantiza que los flujos de audio y vídeo tengan siempre el ancho de banda que necesitan.

IEEE 802.1Qav (Queuing and Forwarding)

Define un mecanismo de gestión de colas y reenvío que garantiza la uniformidad en la transmisión del audio y vídeo entre el origen y el destino. Asegura que los paquetes de audio y vídeo se transmitan con una latencia constante y sin fluctuaciones.

IEEE 802.1BA (Audio Video Bridging System)

Define un mecanismo para la identificación de dispositivos AVB en la red. Permite a los dispositivos AVB descubrirse y configurarse automáticamente, lo que simplifica la configuración y la gestión de las redes AVB.

AVB es una tecnología prometedora para la transmisión de audio y vídeo en tiempo real a través de redes Ethernet. Ofrece una serie de ventajas sobre otras tecnologías de audio sobre IP, como una mayor calidad de servicio, una menor latencia y una mayor escalabilidad.