En route vers le digital
novembre 29 2023
Depuis des décennies, les normes numériques, telles que le PCM, ont été les canaux privilégiés pour la transmission des signaux audio. Au fil du temps, les progrès constants ont perfectionné les technologies audio numériques, cherchant à transmettre les signaux avec une fidélité optimale. Le débat entre l’analogique et le numérique est ardent, et cet article s’intéresse aux nombreux avantages de l’audio numérique.
Pourquoi passer au numérique ?
Établir une connexion entièrement numérique entre le processeur et l’amplificateur ou le système de haut-parleurs actifs présente une série d’avantages significatifs qui améliorent l’expérience audio dans son ensemble. L’un des principaux bénéfices est la réduction notable du bruit de fond. En transmettant les signaux audio de manière numérique, le bruit inhérent aux connexions analogiques est minimisé, garantissant ainsi une sortie audio plus propre et plus nette.
De plus, la limitation du nombre de conversions numérique-analogique (D-A) et analogique-numérique (A-D) sur le chemin audio permet de réduire les erreurs ou les distorsions introduites dans le signal audio. Cette préservation du flux audio numérique entre le processeur et l’amplificateur ou le système de haut-parleurs actifs garantit une vraie fidélité à l’enregistrement, et ce avec toute la gamme dynamique. Cette approche permet ainsi aux auditeurs d’écouter la musique ou les bandes sonores de films comme l’artiste l’a voulu et imaginé.
Du Point-to-Point aux standards du réseau audio numérique
Au fil des années, divers types de méthodes numériques ont été inventés pour la transmission de l’audio.
En utilisant des interconnexions XLR symétriques l’AES/EBU (AES3) émerge comme une norme à deux canaux pour les connexions numériques. Cette norme, bien établie et ouverte dans l’industrie audio, fonctionne selon un modèle point-to-point avec un routage fixe. Dans ces systèmes, chaque canal est étroitement lié au trajet du signal, et la conception du câblage doit être réalisée avec une grande précision. Tout ajustement nécessite une matrice matérielle complexe, surtout lorsque de nombreux canaux sont impliqués.
Au fil du temps, de nombreuses solutions ont émergé en utilisant l’Ethernet, et plus spécifiquement les technologies de réseau, pour transporter l’audio numérique. Ces approches offrent une bande passante accrue, permettant ainsi de transmettre davantage d’informations tout en utilisant un nombre réduit de câbles. Cette évolution permet également d’augmenter le nombre de canaux audio pouvant être transmis avec un minimum de câblage. Contrairement au câblage audio numérique traditionnel point à point, les signaux numériques transmis par Ethernet sont plus efficaces et plus flexibles à gérer, autorisant une transmission point à multipoint. Cette flexibilité accrue élargit les possibilités de conception en termes de capacité fonctionnelle et de topologie d’installation dans la pièce. Le routage de l’audio dans le système n’est pas fixe, comme dans le cas d’un câblage audio analogique ou numérique point-to-point, mais est défini par logiciel avec des flux de canaux audio diffusés. Ainsi, l’audio sur IP permet des options de conception de système qui ne seraient pas réalisables avec les méthodes traditionnelles.
Les standard du réseau audio numérique
Pendant les années 1990, la technologie a principalement été utilisée dans le domaine de la radiodiffusion et des événements sportifs en raison de sa capacité à transmettre des signaux sur de longues distances. Cependant, au cours de la décennie écoulée, une tendance significative a émergé parmi les fabricants de haut-parleurs et d'amplificateurs haut de gamme, qui intègrent l'audio sur IP (AoIP) dans leurs produits. Divers systèmes propriétaires ont été développés pour transporter de l'audio de haute qualité sur IP, en utilisant des protocoles tels que Dante, LiveWire ou AVB. Ces protocoles sont largement adoptés par les professionnels de l'audio et sont intégrés dans les haut-parleurs de divers fabricants. Cependant, le défi réside dans le manque d'interopérabilité entre ces protocoles, entraînant une incompatibilité des appareils et des désagréments pour les utilisateurs.
Pour remédier à ces problèmes multiples dans les systèmes de transmission numérique existants, la norme AES67 a été introduite.
Face à la multitude de systèmes disponibles sur le marché, l'une des motivations principales était de créer une norme axée sur l'interopérabilité. Pour y parvenir, les éléments communs à toutes les normes existantes ont été identifiés, permettant ainsi aux appareils conformes à la norme AES67 de communiquer avec d'autres appareils utilisant la même norme. Cette approche offre aux utilisateurs la liberté de choix, car la norme interopérable est indépendante du matériel.
Défis liés à la conception d'un processeur pour les applications AoIP
Les solutions numériques de StormAudio ont commencé par des options AES/EBU et AVB développées pour la plateforme ISP Elite. AVB (Audio Video Bridging) est un protocole réseau développé par l'IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) pour fonctionner sur Ethernet. Cette connexion permet le routage de l'audio et de la vidéo avec rapidité et précision, mais nécessite des éléments matériels spécifiques dans les routeurs, ce qui limite les cas d'utilisation pratiques.
Par la suite, poussé par la nécessité de répondre à la demande d'un processeur Audio sur IP (AoIP) plus polyvalent sur le marché, StormAudio s'est engagé dans une recherche approfondie pour trouver une solution AES67 appropriée, afin de l'intégrer sur la même plateforme et de fournir les options les plus flexibles aux installateurs et aux clients. Ce processus a impliqué une étude méticuleuse de deux ans sur les différentes implémentations numériques dans l'industrie, suivie d'une année supplémentaire consacrée à la phase de développement pour créer une solution.
L'intégration de l'AES67 trouve sa motivation dans l'essor croissant de son utilisation sur le marché du cinéma numérique, en particulier avec le Dolby Atmos Connect qui utilise cette norme. Une autre raison significative est l'interopérabilité de l'AES67, notamment avec Dante, qui s'est imposé comme l'une des normes de connexion les plus populaires dans l'équipement audio des industries professionnelles et grand public. Cependant, il convient de noter que l'AES67 ne fournit pas en soi une méthode directe de "découverte des appareils" au sein du réseau.
Par conséquent, d'autres options disponibles ont dû être analysées pour la découverte des appareils. Ravenna a inventé une couche de découverte qui permet d'identifier facilement les appareils au sein d'un réseau pour lier et patcher les flux. Nous avons choisi la solution la plus adaptée, intégrant Ravenna, de Merging Technology, l'une des plus fiables du marché. Cela a rendu la solution numérique ISP de StormAudio unique sur le marché, capable de gérer 32 canaux d'entrée et de sortie sur AES67.
Horloge avancée et polyvalence pour les applications numériques
Notre équipe a dû relever un autre défi de taille : faire en sorte que notre nouveau module hardware puisse s'adapter à une structure d'horloge entièrement asynchrone. Le réseau audio devant gérer différents taux d'échantillonnage, il est difficile d'assurer une interface correcte entre eux. L'objectif principal était de permettre des taux d'échantillonnage différents entre le flux du réseau et le taux d'échantillonnage interne de l'ISP. Les solutions numériques de StormAudio peuvent désormais prendre en charge de manière transparente les taux d'échantillonnage réseau de 48 kHz et de 96 kHz.
Pour accomplir cette prouesse, une nouvelle bibliothèque DSP (Conversion de Taux d'Échantillonnage Asynchrone - ASRC) a dû être développée, spécialement conçue pour prendre en charge plusieurs taux d'échantillonnage. La plateforme ISP est actuellement la seule sur le marché à proposer une horloge asynchrone complète, prenant en charge différents taux d'échantillonnage simultanément au niveau des entrées/sorties du réseau et du traitement interne, de manière indépendante. Ce mécanisme complexe et sophistiqué garantit une qualité sonore élevée et une stabilité maximale.
Exploitez la puissance de la technologie audio numérique : améliorer la qualité et le contrôle du son avec ISP Evo
L'ISP Evo a été introduit pour rationaliser et optimiser les installations numériques. Reposant sur la plateforme ISP, maintes fois récompensée, l'ISP Evo est le premier processeur entièrement numérique offrant 32 canaux d'entrée/sortie AoIP sur le marché. Il propose toutes les qualités et caractéristiques que les utilisateurs sont en droit d'attendre de StormAudio, incluant un son de haute qualité, des fonctionnalités avancées et une stabilité exceptionnelle.
Bien que l'ISP Evo adopte une forme plus compacte et moins encombrante, il demeure fidèle aux caractéristiques distinctives de StormAudio, telles que la haute qualité, la modularité et la flexibilité. La modularité de la plateforme matérielle offre notamment la possibilité de choisir entre une configuration à 20 ou 32 canaux, avec des options de réseau AES ou AoIP.
Les avantages de l'ISP Evo se manifestent clairement dans sa capacité à optimiser la qualité sonore, à offrir un contrôle précis, et à fournir une flexibilité maximale pour la configuration de systèmes audio complexes. En garantissant une qualité audio exceptionnelle, l'ISP Evo permet aux systèmes audio numériques de réduire efficacement le bruit et les interférences couramment rencontrés dans les systèmes analogiques. Cette technologie positionne les professionnels en tant que leaders de l'industrie, en proposant des solutions audio de pointe intégrant un traitement avancé des signaux numériques. Sa compatibilité avec les protocoles AES67/Dante et AES/EBU facilite son intégration dans les installations existantes, aussi bien pour l'entrée que pour la sortie, offrant ainsi la souplesse nécessaire pour créer des systèmes audio personnalisés pour les propriétés résidentielles.
