Netzwerksynchronisation
Info
- Ein Milan AVB Netzwerk hat einen Clock Leader. Der BTCA wird automatisch ausgeführt, sobald sich etwas im Netzwerk ändert, und wählt dabei den besten GrandMaster (GM) aus.
- Der GM wird auf Grundlage von Parametern bestimmt, die die Clock-Qualität des Geräts beschreiben. Die höchste Qualität gewinnt.
- Die Netzwerkzeit ist die gemeinsame Zeitbasis, die allen Geräten im Netzwerk über gPTP bereitgestellt wird.
- Die Medientakt sorgt dafür, dass die Aufnahme- und Wiedergabe-Clocks in Endstations synchronisiert sind.
Ein präzise synchronisiertes Netzwerk ist entscheidend für die Netzwerkperformance. In einem unsynchronisierten Netzwerk könnten Audiosignale zu unterschiedlichen Zeitpunkten abgetastet werden.
In einem weniger kritischen Szenario kann dies zu Kammfilter-Effekten führen und die Audioqualität beeinträchtigen.
Im schlimmsten Fall kann die fehlende Synchronisation Audio-Aussetzer, Störungs und Klick-Geräusche verursachen, was das Erlebnis erheblich verschlechtern würde.
Daher ist eine präzise Synchronisation unerlässlich, um eine korrekte Audioübertragung im Netzwerk sicherzustellen.
Milan AVB benutzt das Generalized Precision Timing Protocol (gPTP), um alle Teilnehmer im Netzwerk zu synchronisieren. Dazu gehören neben Endstations
auch Switches
.
Ein Unterschied zu anderen Audionetzwerk-Protokollen ist, dass Milan auch die Synchronisation der Switches
berücksichtigt. Damit die Synchronisation funktioniert, müssen die Switches
Time-Aware sein und die Netzwerkzeit korrekt verarbeiten können.
Das Timing in Milan ist in zwei Bereiche unterteilt:
- Die Netzwerkzeit, die allen Teilnehmern des Netzwerk über gPTP bereitgestellt wird.
- Der Medientakt, der die Audio-Clock steuert.
So lässt sich klar zwischen der globalen Synchronisation im Netzwerk und der auf Audio bezogenen Taktung unterscheiden.
Auswahl des Clock Leader im Netzwerk
Die Wahl des gPTP
GrandMaster basiert auf Parametern, die die Clock-Qualität des Geräts beschreiben.
Das Gerät mit der höchsten Clock-Qualität wird als GrandMaster ausgewählt. Besitzen mehrere Geräte die gleiche Clock-Qualität, entscheidet die niedrigste MAC
-Adresse. Switches
werden dabei gegenüber Endstations
bevorzugt.
Nach dem Wahlprozess verteilt der GM seine Netzwerkzeit an alle Teilnehmer im Netzwerk.
Gerätesynchronisation im Netzwerk
Bei gPTP
erfolgt die Synchronisation direkt an den Ports der Netzwerkgeräte.
Dadurch werden die Zeitmessungen präziser, und der Einfluss von Netzwerkverzögerung und Jitter wird minimiert.
Das Peer Delay wird ermittelt, indem ein PDelay Request an den benachbarten Port gesendet wird. Die Zeitspanne bis zum Eintreffen der PDelay Response vom Nachbarport wird dabei aufgezeichnet.
Da die PDelay Response zusätzlich Zeitstempel enthält, die den Sende- und Empfangszeitpunkt angeben, kann gPTP
die Verzögerung zwischen zwei benachbarten Ports bestimmen.
Im Gegensatz dazu verwendet PTPv1 einen Ende-Zu-Ende-Ansatz, der zusätzliche Unsicherheiten in der Zeitsynchronisation verursachen kann, etwa durch Schwankungen bei Netzwerkverzögerung und Jitter.
Die Netzwerkzeit
Alle Geräte, die auf denselben gPTP
-GrandMaster synchronisiert sind, gehören zur gleichen Zeit-Domäne. Jede Domäne ist ausschließlich auf einen gPTP
-GrandMaster bezogen.
In Milan können Streams nicht zwischen verschiedenen Zeit-Domänen ausgetauscht werden, da zwischen ihnen kein gemeinsamer zeitlicher Zusammenhang besteht.
Der Medientakt
Um eine präzise Audio-Wiedergabe und -Aufnahme zu gewährleisten, müssen Endstations ihre Audio-Clock auf die gemeinsame Netzwerkzeit synchronisieren. Diese Synchronisation wird als Medientakt bezeichnet.
Der Medientakt kann auf zwei Arten sichergestellt werden:
- durch Synchronisation mit den Timing-Informationen eines Stream ,
- oder durch die Verwendung eines Clock Reference Format (CRF) Stream.
Beide Methoden ermöglichen es den Endstations , ihre Audio-Clock mit dem restlichen Netzwerk zu synchronisieren. Weitere Informationen zu den Medienformaten finden sich im Kapitel Datenübertragung.
Die Unterstützung von CRF ist optional und hängt von den Fähigkeiten des Geräts ab. Kleinere Geräte verwenden oft ausschließlich AAF -Streams, um ihre Medientakt zu synchronisieren