本發(fā)明涉及網絡音頻傳輸
技術領域：
，具體地說是一種網絡音頻傳輸方法和系統(tǒng)。
背景技術：
：在現(xiàn)有技術中，音頻大多需要以對應的音頻線以模擬信號進行傳輸，這樣的話存在的缺陷在于，需要連接大量的音頻線進行連接，對操作人員的操作要求高，特別是對于遠距離數據傳輸其難度更大。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種網絡音頻傳輸方法和系統(tǒng)。本發(fā)明的具體的技術方案為：一種網絡音頻傳輸方法，涉及交換機、至少一個音頻發(fā)送設備和至少一個音頻接收設備，所述的交換機、音頻發(fā)送設備和音頻接收設備位于同一網段內，所述的方法具體為：步驟1：音頻發(fā)送設備將封裝有IP地址、音頻信號或控制信號的數據發(fā)送給交換機；步驟2：交換機接收所述的數據并將該數據發(fā)送到IP地址對應的音頻接收設備；步驟3：所述的音頻接收設備接收交換機發(fā)送的數據并解封裝得到音頻信號或控制信號。在上述的網絡音頻傳輸方法中，步驟1中，所述的音頻發(fā)送設備和音頻接收設備通過零配置網絡協(xié)議或DHCP服務器分配IP地址。在上述的網絡音頻傳輸方法中，步驟1中，所述的音頻發(fā)送設備將所述的音頻信號或控制信號在傳輸層封裝UDP首部，在網絡層封裝所述的IP地址，在數據鏈路層封裝以太網首部，并將其發(fā)送到物理層；所述的音頻接收設備在物理層接收音頻發(fā)送設備發(fā)送的數據后，在數據鏈路層、網絡層、傳輸層進行相應的解封操作得到音頻信號或控制信號。在上述的網絡音頻傳輸方法中，還包括同步時鐘信號，所述的同步時鐘信號與數據同步打包，所述的音頻接收設備根據同步時鐘信號以同一基準時間輸出音頻信號或控制信號。在上述的網絡音頻傳輸方法中，所述的音頻發(fā)送設備包括麥克風、數字音樂存儲播放單元、DSP數字處理器中至少一種；所述的音頻接收設備包括音響、DSP數字處理器、數字音樂存儲播放單元中的至少一種。同時，本發(fā)明還公開了一種網絡音頻傳輸系統(tǒng)，包括交換機、少一個音頻發(fā)送設備、至少一個音頻接收設備，所述的交換機、音頻發(fā)送設備和音頻接收設備位于同一網段內，所述的音頻發(fā)送設備用于封裝包含有IP地址、音頻信號或控制信號的數據，并將數據發(fā)送到交換機；所述的交換機用于接收所述的數據并將所述的數據發(fā)送到該IP地址對應的音頻接收設備；所述的音頻接收設備用于接收交換機發(fā)送的數據并解封裝得到音頻信號或控制信號。在上述的網絡音頻傳輸系統(tǒng)中，所述的音頻發(fā)送設備還用于將同步時鐘信號和所述的數據打包發(fā)送給交換機；所述的音頻接收設備用于根據同步時鐘信號以同一基準時間輸出音頻信號或控制信號。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明的音頻數據以數據包的形式進行傳輸，基于三層的IP網絡技術來傳輸音頻數據，使得網絡音頻傳輸不依賴于控制系統(tǒng)而獨立存在，解決傳統(tǒng)多線路音頻線纜鋪設困難的問題，不再需要價格昂貴的多通道模擬線纜，改用成本低廉的CAT5e和CAT6類線及100/1000Mb/s的交換機。也解決了遠距離傳輸、數據備份、自動冗余等模擬設備無法解決的問題。本發(fā)明利用IEEE1588精密時鐘同步協(xié)議來進行時鐘同步，由于每個音頻網絡接口都是將本地時鐘同步到基準時鐘，所以他們的數據在打包和解包的過程中產生的數據量是完全相同的，這就不會因緩存過載導致音頻數據丟失。同時，在同一網絡中分發(fā)同步時鐘信號、音頻信號和控制信號是分開進行的，音頻信號和同步信號則是一起打包以UDP/IP形式傳送，數據包跟隨絕對時間戳在網絡中傳遞，確保網絡中任何位置結點可以同一基準時間輸出相同采樣頻率的原信號。本發(fā)明采用專用零配置技術——“即插即用”服務發(fā)現(xiàn)技術。利用自動配置自動查找接口設備、標識標簽及區(qū)分IP地址等工作，無需啟動高層級別的DNS和DHCP服務。即在不需要任何人工參與和管理、不需要各種服務參與的情況下，自動實現(xiàn)主機之間、主機和設備之間網絡通信的配置。主要需要完成兩方面：(1)IP地址自動分配，(2)服務的發(fā)現(xiàn)。當設備插上網線，一旦連接到網絡，便可自動在網絡上互相識別并配置，真正做到即插即用。本發(fā)明只需要預先在控制終端如電腦上對交換機進行設置，在該局域網內任意的網絡端點，都可以在應用程序界面上輕松的查閱、監(jiān)控、配置音頻信號的路由。附圖說明圖1是本發(fā)明實施例1的流程方框圖；圖2是本發(fā)明實施例1的同步時鐘信號的選擇方法方框圖；圖3是本發(fā)明實施例2的結構方框圖；圖4是本發(fā)明實施例3的結構方框圖。具體實施方式下面結合具體實施方式，對本發(fā)明的技術方案作進一步的詳細說明，但不構成對本發(fā)明的任何限制。實施例1如圖1所示，一種網絡音頻傳輸方法，涉及交換機、至少一個音頻發(fā)送設備和至少一個音頻接收設備，所述的交換機、音頻發(fā)送設備和音頻接收設備位于同一網段內，所述的方法具體為：步驟1：音頻發(fā)送設備將封裝有IP地址、音頻信號或控制信號的數據發(fā)送給交換機；所述的音頻發(fā)送設備和音頻接收設備通過零配置網絡協(xié)議或DHCP服務器分配IP地址。本實施例采用專用零配置技術——“即插即用”服務發(fā)現(xiàn)技術。利用自動配置自動查找接口設備、標識標簽及區(qū)分IP地址等工作，無需啟動高層級別的DNS和DHCP服務。即在不需要任何人工參與和管理、不需要各種服務參與的情況下，自動實現(xiàn)主機之間、主機和設備之間網絡通信的配置。主要需要完成兩方面：(1)IP地址自動分配，(2)服務的發(fā)現(xiàn)。當設備插上網線，一旦連接到網絡，便可自動在網絡上互相識別并配置，真正做到即插即用。更為具體來說：“即插即用”服務發(fā)現(xiàn)技術包括以下方面：(1)IP地址自動分配接入系統(tǒng)網絡的設備，會自動為其分配配置信息，且配置參數一直維持這種網絡設置，即使重啟該設備，網絡設置也不會改變參與到同一鏈路的設備會在169.254.*的地址范圍內隨機選擇一個IP地址然后發(fā)出探測報文，檢測所選的IP地址是否被占用設備IP地址一旦確定將不斷發(fā)出通知，告知其他設備，該IP地址已被占用。(2)服務發(fā)現(xiàn)(a)接入系統(tǒng)網絡的設備或主機，在沒配置也沒其他配置管理服務情況下，該服務發(fā)現(xiàn)功能可以使設備自動發(fā)現(xiàn)網絡上提供的服務，(b)支持這樣一種框架，用戶端有用戶代理進程負責發(fā)送服務請求(c)服務端通過服務代理進程聲明服務(d)當服務發(fā)現(xiàn)時，用戶指定所需服務的特征信息，由用戶代理發(fā)出服務請求(e)若網路上存在相匹配的服務，用戶代理將收到服務位置的應答。本實施例所述的數據的封裝步驟如圖1所示，音頻信號或控制信號作為數據部分在應用/表示/會話層產生，然后在傳輸層封裝UDP首部，然后在網絡層封裝IP首部，最后經過數據鏈層封裝以太網首部后在物理層進行數據傳輸。封裝后的數據如下表1：以太網首部/IP首部/UDP首部音頻信號/控制信號在封裝產生上述數據的同時，還同時封裝同步時鐘信號。本發(fā)明的同步時鐘信號利用IEEE1588精密時鐘同步協(xié)議來進行時鐘同步，IEEE1588精密時鐘同步協(xié)議的網絡拓撲由基準時鐘(CrandmasterClock)、邊界時鐘(BoundaryClock)和本地時鐘(OrdinaryCLock)構成。IEEE1588根據最佳主時鐘算法(BMC)完成主時鐘即上述所說的基準時鐘的選舉，網絡中的每個音頻設備都跟蹤基準時鐘，由于每個音頻網絡接口都是將本地時鐘同步到基準時鐘，所以他們的數據在打包和解包的過程中產生的數據量是完全相同的，這就不會因緩存過載導致音頻數據丟失。另外，在同一網絡中可以發(fā)送同步時鐘信號、音頻信號和控制信號，音頻信號和同步信號則是一起打包以UDP/IP形式傳送，數據包跟隨絕對時間戳在網絡中傳遞，確保網絡中任何位置結點可以同一基準時間輸出相同采樣頻率的原信號。最佳主時鐘算法BMC(BestMasterClockAlgorithm)獨立運行與時鐘同步系統(tǒng)(在這里指本發(fā)明的系統(tǒng)中)的每個時鐘上，BMC中的數據設置比較算法DSC(DataSetComparisonAlgorithm)來完成選舉主時鐘的工作。DSC算法動態(tài)運行于每個時鐘上，在系統(tǒng)運行中根據實時數據不斷計算比較時鐘選舉的數據集，該數據集包含時鐘品質、時鐘等級、時鐘類型、時鐘偏移等參數信息的集合，不斷比較的過程如下圖2所示。根據不斷計算比較的結果動態(tài)調整各節(jié)點和端口的狀態(tài)，系統(tǒng)會選擇出更合適的節(jié)點作為主時鐘。具體的計算方法如下：S1：比較數據集A、B，判斷A、B的唯一標示是否相同；若相同，則進行S2，若不同則進行S3；其中，數據集A代表原有數據集；數據集B代表新更新的數據集；在本步驟中，A、B的唯一標示是指算法里面對每生成的數據集，都給予一個唯一的標識值；S2：判斷A、B被轉發(fā)的路徑數是否相同；若不同，則較小的值比較好，若相同，則判斷A與B的sequenceID是否相同，若相同則較大的值比較好；在本步驟中，轉發(fā)的路徑數是指數據集A和B被轉發(fā)的次數；較大的值和較小的值的大小區(qū)分通過參數sequenceID進行比較。S3：A與B的時鐘級別是否相同，若不相同則進入S4；若相同則判斷A與B的時鐘抖動方差是否相同，若不同則進入S4，若相同則判斷A的標識值是否小于B的標識值，若是則進入S4；在本步驟中，時鐘級別是指精度等級值，誰的精度更好，優(yōu)先級別更高；；時鐘抖動是指對于理想時鐘沿實際時鐘存在不隨時間積累的、時而超前、時而滯后的偏移稱為時鐘抖動,簡稱抖動.可以用抖動頻率和抖動幅度對時鐘抖動進行定量描述。S4：判斷較小的值比較好。步驟2：交換機接收所述的數據并將該數據發(fā)送到IP地址對應的音頻接收設備；交換機根據數據中所封裝的IP地址將數據發(fā)送到對應的音頻接收設備。步驟3：所述的音頻接收設備接收交換機發(fā)送的數據并解封裝得到音頻信號或控制信號。音頻接收設備對于數據的解封裝按照上述的封裝步驟逆向解除封裝即可。本實施例的音頻信號或控制信號以數據包的形式進行傳輸，基于三層的IP網絡技術來傳輸音頻數據，使得網絡音頻傳輸不依賴于控制系統(tǒng)而獨立存在，解決傳統(tǒng)多線路音頻線纜鋪設困難的問題，不再需要價格昂貴的多通道模擬線纜，改用成本低廉的CAT5e和CAT6類線及100/1000Mb/s的交換機。也解決了遠距離傳輸、數據備份、自動冗余等模擬設備無法解決的問題。本實施例利用IEEE1588精密時鐘同步協(xié)議來進行時鐘同步，由于每個音頻網絡接口都是將本地時鐘同步到基準時鐘，所以他們的數據在打包和解包的過程中產生的數據量是完全相同的，這就不會因緩存過載導致音頻數據丟失。同時，在同一網絡中分發(fā)同步時鐘信號、音頻信號和控制信號是分開進行的，音頻信號和同步信號則是一起打包以UDP/IP形式傳送，數據包跟隨絕對時間戳在網絡中傳遞，確保網絡中任何位置結點可以同一基準時間輸出相同采樣頻率的原信號。本實施例采用專用零配置技術——“即插即用”服務發(fā)現(xiàn)技術。利用自動配置自動查找接口設備、標識標簽及區(qū)分IP地址等工作，無需啟動高層級別的DNS和DHCP服務。即在不需要任何人工參與和管理、不需要各種服務參與的情況下，自動實現(xiàn)主機之間、主機和設備之間網絡通信的配置。主要需要完成兩方面：(1)IP地址自動分配，(2)服務的發(fā)現(xiàn)。當設備插上網線，一旦連接到網絡，便可自動在網絡上互相識別并配置，真正做到即插即用。本實施例只需要預先在控制終端如電腦上對交換機進行設置，在該局域網內任意的網絡端點，都可以在應用程序界面上輕松的查閱、監(jiān)控、配置音頻信號的路由。實施例2如圖3所示，一種網絡音頻傳輸系統(tǒng)，包括交換機1、少一個音頻發(fā)送設備2、至少一個音頻接收設備3，所述的交換機1、音頻發(fā)送設備2和音頻接收設備3位于同一網段內；所述的音頻發(fā)送設備2用于封裝包含有IP地址、音頻信號或控制信號的數據，并將數據發(fā)送到交換機1；為了進一步提高數據的同步性，數據還和同步時鐘信號共同打包發(fā)送給交換機1；所述的交換機1用于接收所述的數據并將所述的數據和同步時鐘信號發(fā)送到該IP地址對應的音頻接收設備3；所述的音頻接收設備3用于接收交換機發(fā)送的數據和同步時鐘信號并解封裝得到音頻信號或控制信號。所述的音頻接收設備3根據同步時鐘信號以同一基準時間輸出音頻信號或控制信號。這樣就實現(xiàn)了在網絡層面上對數據的傳輸和同步播放。在本實施例中，所述的交換機1包括數據接收發(fā)送單元和用于為接入設備自動配置接口設備、標識標簽及區(qū)分IP地址并與該接入設備配對的配置單元，所述的控制信號包括接收該數據包的接口設備、標識標簽及區(qū)分IP地址以及發(fā)送該數據包的接口設備、標識標簽及區(qū)分IP地址。本實施例的音頻數據以數據包的形式(數據包格式如圖1-2-2)進行傳輸，基于三層的IP網絡技術來傳輸音頻數據，使得網絡音頻傳輸不依賴于控制系統(tǒng)而獨立存在，解決傳統(tǒng)多線路音頻線纜鋪設困難的問題，不再需要價格昂貴的多通道模擬線纜，改用成本低廉的CAT5e和CAT6類線及100/1000Mb/s的交換機。也解決了遠距離傳輸、數據備份、自動冗余等模擬設備無法解決的問題。本實施例利用IEEE1588精密時鐘同步協(xié)議來進行時鐘同步，由于每個音頻網絡接口都是將本地時鐘同步到基準時鐘，所以他們的數據在打包和解包的過程中產生的數據量是完全相同的，這就不會因緩存過載導致音頻數據丟失。同時，在同一網絡中分發(fā)同步時鐘信號、音頻信號和控制信號是分開進行的，音頻信號和同步信號則是一起打包以UDP/IP形式傳送，數據包跟隨絕對時間戳在網絡中傳遞，確保網絡中任何位置結點可以同一基準時間輸出相同采樣頻率的原信號。本實施例采用專用零配置技術——“即插即用”服務發(fā)現(xiàn)技術。利用自動配置自動查找接口設備、標識標簽及區(qū)分IP地址等工作，無需啟動高層級別的DNS和DHCP服務。即在不需要任何人工參與和管理、不需要各種服務參與的情況下，自動實現(xiàn)主機之間、主機和設備之間網絡通信的配置。主要需要完成兩方面：(1)IP地址自動分配，(2)服務的發(fā)現(xiàn)。當設備插上網線，一旦連接到網絡，便可自動在網絡上互相識別并配置，真正做到即插即用。本實施例只需要預先在控制終端如電腦上對交換機進行設置，在該局域網內任意的網絡端點，都可以在應用程序界面上輕松的查閱、監(jiān)控、配置音頻信號的路由。實施例3下面，本實施例以具體的例子對本發(fā)明的方法進行解釋。如圖4所示，以麥克風11、路由器12、DSP處理器13、調音臺14、音響15、PC機16為例。(a)在除路由器或交換機12以外的其他設備嵌入轉換器模塊(含以太網網口)(b)搭建一個如圖3所示的網絡音頻系統(tǒng)：(b1)各設備之間的傳輸線為cat5類以上的雙絞線(b2)各音頻設備及PC機通過cat5類以上的網線連接到路由器的網口(b3)各設備根據零配置協(xié)議會獲得在169.254.*范圍內的一個IP地址，(b4)PC機的控制程序具有服務發(fā)現(xiàn)功能，發(fā)現(xiàn)該網絡系統(tǒng)內的各設備信息(包括名稱、IP地址、音頻通道數等信息)(c)此時PC機16的控制程序可以設置我們所想要的音頻路由，例如，可設置麥克風11的channel-1作為發(fā)送端，調音臺的channel-1和channel-2作為接收端，(d)再將調音臺14的channel-1和channel-2作為發(fā)送端，DSP處理器13的channel-1和channel-2作為接收端，調音臺14處理完音頻信號會將其發(fā)送到DSP處理器13；(e)再將DSP處理器13的channel-1和channel-2作為發(fā)送端，音響的channel-1和channel-2作為接收端，DSP處理器13處理完音頻信號會將其發(fā)送到音響15的channel-1和channel-2，作為左右聲道輸出音頻信號。上述c-e的數據傳輸過程中，音頻信號會封裝所需要傳遞到的設備的IP地址，同時與同步時鐘信號一起打包，通過交換機發(fā)送到對應的設備。當系統(tǒng)中需要增加新的設備時，該設備都需要嵌入或接入我們的轉換器模塊(含以太網網口)，然后通過cat5類及以上的雙絞線連接到音頻網絡中的交換機或路由器12。例如加入手機設備，手機設備可作為發(fā)送端，通過3.5音頻線接入轉換器模塊(則在音頻網絡中，即將其channel-1和channel-2當作發(fā)送端)，轉換器模塊再通過cat5類及以上的雙絞線連接到音頻網絡中，這樣就實現(xiàn)了新設備的加入。以上所述的僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡在本發(fā)明的精神和原則范圍內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。當前第1頁1 2 3