Сетевой трансивер AOE-212N

Применение IP технологий — одна из основных тенденций развития современных высокотехнологичных отраслей. Видеонаблюдение, телефония и телевидение, охранная и пожарная сигнализация, промышленная автоматика — вот далеко не полный перечень перспективных направлений, в которых применение сетевых технологий уже не является чем-то необычным.

Преимущества, которые дает возможность передачи информации по локальным сетям и Интернет настолько очевидны, что внедрение этой технологии на рынке трансляционных систем было всего лишь делом времени. Такой подход является вполне оправданным и закономерным. Ведь существующая тенденция укрупнения новых возводимых сооружений и стремление объединить территориально удаленные объекты в единую систему с централизованным управлением породило новый набор проблем, связанных с проектированием и подбором оборудования для систем оповещения и других систем безопасности.

Типовая трансляционная система, развернутая на большой территории с увеличением протяженности линий становится громоздкой и неэффективной. Один из способов решения проблемы заключается в использовании уже существующей или специально предусмотренной сетевой инфраструктуры для передачи аудио и другой информации между удаленными компонентами системы. В этом случае протяженность линий, фактически, ничем не будет ограничена.

Сетевой трансивер AOE-212N стал первым Ethernet-устройством для трансляционных систем, которое компания Inter-M представляет в России. Блок обеспечивает преобразование и передачу аудиосигналов, а также сигналов управления в пределах локальной или глобальной компьютерной сети.

Назначение

Сетевой трансивер AOE-212N предназначен для организации обмена аудиоинформацией и сигналами управления между удаленными системами по локальной и глобальной сети, включая Интернет.

Функциональные возможности и особенности

Ethernet-интерфейс

Модули AOE-212N взаимодействуют по локальной/глобальной сети с использованием технологии Ethernet и протокола TCP/IP.
2 двунаправленных аудиоканала

Устройство позволяет передавать и принимать звуковые сигналы от 2 независимых источников.
8 управляющих входов и 8 управляемых выходов

Поддержка 8-канального двунаправленного управляющего интерфейса типа «сухой контакт» позволяет управлять удаленным устройством и контролировать его исправность.
Последовательные интерфейсы RS-232C и RS-422

AOE-212N обеспечивает удаленное взаимодействие устройств, осуществляющих обмен данными по интерфейсу RS-232C и RS-422.
Поддержка режимов Unicast, Multicast

AOE-212N может осуществлять передачу аудиопотока в режиме Unicast, Multicast.
Контроль качества принимаемого аудиосигнала

Качество принимаемого аудиосигнала можно оценить на слух с помощью головных телефонов, подключаемых к передней панели трансивера.
Конфигурация трансивера через WEB-интерфейс

Настройка AOE-212N осуществляется при помощи WEB-браузера.
SASS-сервер

Для быстрого доступа к блокам AOE-212N применяется специальная технология поиска, основанная на использовании SASS-сервера. Для определения IP-адреса любого блока AOE-212N, используемого в системе достаточно знать его MAC-адрес, который указывается на заводской упаковке.
Отображение настроек устройства на ЖК-дисплее

Встроенный дисплей отображает основные параметры работы сетевого трансивера: IP-адрес, MAC-адрес, версию ПО и др.
Подключение АКБ резервного питания

В устройстве имеются клеммы для подключения аккумуляторных батарей резервного питания напряжением 24 В. В случае пропадания сетевого напряжения AOE-212N автоматически переключается на резервное питание.
Балансные входы и выходы

Балансные схемы на входах и выходах устройства эффективно подавляют синфазные помехи, наводимые в кабеле.

Конструкция

AOE-212N преобразует звуковой аналоговый сигнал в цифровую форму, передает сформированные пакеты данных по сети. На принимающей стороне аналогичное устройство осуществляет обратное преобразование аудиоинформации. Вход и выход каждого канала является балансным.

Использование продуманных схемных решений, обеспечивших широкий частотный диапазон и малый коэффициент гармонических искажений, применение высокопроизводительных АЦП и ЦАП с частотой дискретизации 48 кГц позволили добиться превосходного качества принимаемого аудиосигнала.

Сетевой трансивер AOE-212N спроектирован на базе программируемой логической интегральной схемы (ПЛИС) XC6SLX9 компании XILINX, одного из ведущих мировых производителей интегральных схем с программируемой логикой. Особенностью микросхем подобного типа является то, что алгоритм их работы задается разработчиком системы на стадии проектирования. Это позволило инженерам компании Inter-M в полной мере использовать возможности ПЛИС, сократить временные затраты и стоимость, связанные с разработкой сетевого трансивера.

Рис. 1. Микросхема XC6SLX9 фирмы XILINX

В AOE-212N предусмотрено 2 балансных входа для подключения разнообразных источников аудиосигнала: бытовых мультимедийных центров, спутниковых приемников, профессиональных CD-проигрывателей, тюнеров, магнитофонов и т.д. Балансная схема на входе устройства эффективно выделяет полезную составляющую и подавляет синфазные помехи, наводимые в кабеле.

Функции WEB-сервера и Ethernet-модуля реализуются 32-разрядным процессором MCIMX515DJM8C компании Freescale Semiconductor. Он выполнен по современной BGA-технологии (Ball Grid Array), которая обеспечивает высокую плотность расположения контактов микросхемы и эффективное использование площади печатной платы.

Рис. 2. Процессор MCIMX515DJM8C

В ответ на пользовательские запросы процессор изменяет настройки AOE-212N, инициирует соединение по RS-422, RS-232C и пр. Он формирует сетевые пакеты и преобразует их в последовательность электрических сигналов для дальнейшей передачи по физической линии (витой паре). Обмен данными между модулями AOE-212N проводится по протоколу TCP/IP.

После включения AOE-212N на встроенном ЖК-дисплее отображается информация об IP-адресе устройства, которая в дальнейшем используется при настройке соединения между сетевыми трансиверами.

Рис. 3. Начальная информация на дисплее AOE-212N

Качество принимаемого звукового сигнала по каждому каналу можно контролировать при помощи наушников, подключаемых к разъему на передней панели устройства. Пользователь может выбрать номер прослушиваемого канала и отрегулировать уровень громкости воспроизведения.

Передняя панель

1 - гнездо для подключения наушников
2 - регулятор громкости сигнала в наушниках
3 - кнопки выбора канала подключения к наушникам
4 - индикаторы наличия входного аудиосигнала
5 - индикаторы наличия выходного аудиосигнала
6 - индикатор подключения к сети (LINK)
7 - индикатор обмена данных (ACT)
8 - ЖК-дисплей
9 - кнопка доступа к дополнительной информации на дисплее
10 - индикатор питания

Задняя панель

1 - разъём для подключения к сети питания
2 - клеммы для подключения источника резервного питания 24В
3 - клеммы для подключения приемников аудиосигнала
4 - клеммы для подключения источников аудиосигнала
5 - выходные клеммы сигнала контроля над удаленным устройством (замкнут/разомкнут)
6 - клеммы для подключения устройств по RS-232C, RS-422
7 - разъем RJ-45 для подключения к Ethernet-сети
8 - кнопка включения/выключения питания
9 - регуляторы уровня громкости от источников аудиосигнала
10 - входные клеммы для передачи сигнала управления удаленному устройству (замкнут/разомкнут)
11 - Кнопка RESET

Для взаимодействия удаленных устройств по последовательным протоколам в AOE-212N предусмотрены соответствующие разъемы: DB-9 — для RS-232C, четырехконтактная клеммная колодка — для RS-422.

На задней панели AOE-212N также расположены клеммы интерфейса типа «сухой контакт». Они позволяют управлять удаленным устройством и контролировать его.

Управление удаленным устройством осуществляется посредством замыкания/размыкания 8 пар контактов. Мониторинг удаленного устройства проводится путем контроля состояния 8 пар нормально разомкнутых «сухих контактов». Изменение состояния входов на передающей стороне вызывает замыкание или размыкание соответствующих реле на принимающей стороне.

Информация о состоянии поддерживаемых интерфейсов отображается на дисплее устройства. Доступ к ней осуществляется нажатием кнопки, расположенной на передней панели.

Исходя из объективной необходимости, по требованию заказчика стойки с оборудованием могут быть удалены друг от друга на большие расстояния. Зачастую эти требования невозможно выполнить без применения устройств, подобных AOE-212N. Наличие таких функций, как передача звукового сигнала, обмен информацией о «сухих контактах», поддержка интерфейсов RS-232C и RS-422, позволяет использовать модули AOE-212N для построения распределенных систем.

Питание устройства осуществляется от сети 220 В 50 Гц или от источника 24 В постоянного тока, например блока PD-6359.

Конструкция блока AOE-212N предусматривает установку в стандартный 19″-й аппаратный шкаф.

Программное обеспечение

Архитектура устройства спроектирована таким образом, что для взаимодействия с ним не требуется дополнительного программного обеспечения. Все, что нужно для работы — это браузер.

На стороне AOE-212N сразу после инициализации устройства запускается WEB-сервер. Сетевой трансивер и браузер осуществляют клиент-серверное взаимодействие.

Для доступа к настройкам AOE-212N необходимо в адресной строке браузера набрать IP-адрес сетевого трансивера. После авторизации появится Web-страница, на которой можно сконфигурировать модуль по усмотрению пользователя: изменить IP-адрес, задать маску подсети, запустить режим «сервер» или «клиент» на стороне AOE-212N и многое другое.

Пользователь системы вводит данные на HTML-странице, а браузер, выступающий в роли программы-клиента, направляет запросы серверу. Последний выполняет определенные действия в соответствии с запросом, формирует ответ и направляет его обратно пользователю.

Рис. 4. Изменение сетевых настроек через Web-браузер

При помощи AOE-212N можно организовать обмен разными данными: аудиосигналами, управляющей информацией по «сухим контактам», последовательным протоколам RS-232C/RS-422.

Для организации такого обмена необходимо предварительно провести настройку соответствующего интерфейса через браузер.

Установки для каждого интерфейса схожи. В любом случае, нужно активировать программу-сервер на стороне AOE-212N, если пользователь желает передавать данные с устройства и программу-клиент, если — принимать. Для настройки удаленного сетевого трансивера потребуется обратная процедура.

AOE-212N поддерживает разные протоколы обмена аудиоданными: одноадресный режим передачи Unicast и многоадресный Multicast. Выбор требуемого режима осуществляется на вкладке Audio Setup.

Unicast применяется при работе AOE-212N в системах с небольшим количеством клиентов (до 20). Каждому новому клиенту, установившему соединение с Unicast-сервером, передается индивидуальный поток данных.

Для передачи аудиоданных большому числу абонентов в рамках локальной сети (LAN) доступен многоадресный режим Multicast. Преимущество многоадресной потоковой передачи по сравнению с режимом Unicast заключается в том, что она позволяет значительно снизить трафиковую нагрузку на сеть благодаря отправке одного и того же пакета данных выбранной группе хостов.

Рис. 5. Настройка интерфейса RS-422

Помимо основных настроек WEB-интерфейс предоставляет ряд дополнительных функций: с его помощью можно обновить ПО устройства через сеть, перегрузить модуль, сбросить в заводские установки, сменить пароль и др.

Необходимо отметить, что ПК, как правило, используется только на этапе пусконаладочных работ. По их окончании, блоки AOE-212N работают автономно в соответствии с заданными настройками.

Преимущества новой модели

Универсальность: Благодаря поддержке стандартных интерфейсов, AOE-212N может применяться совместно с оборудованием различного типа: стоечными системами, настольными микшер-усилителями, аудиоматричными контроллерами и другим трансляционным оборудованием.
Простая инсталляция: Для развертывания распределенной системы на основе сетевых трансиверов AOE-212N достаточно иметь типовую локальную сеть, использующую стандартное сетевое оборудование.
Двунаправленная передача сигналов управления и аудиосигнала: Возможности AOE-212N позволяют осуществлять передачу аудиосигнала и данных одновременно в обоих направлениях, что делает трансляционную систему более гибкой и функциональной.
Удаленное конфигурирование системы с помощью WEB-интерфейса: Любой сетевой трансивер AOE-212N может быть настроен удаленно с помощью WEB-интерфейса. Особенно эта возможность актуальна для крупных распределенных систем, которые могут иметь в своем составе множество блоков AOE-212N.

Технические характеристики

наименование	AOE-212N
количество двунаправленных аудиоканалов	2
максимальный уровень входного/выходного аудиосигнала, В	7,75
полоса пропускания, Гц	30...20000
коэффициент гармонических искажений (при частоте дискретизации 48 кГц), %	< 0,1
поддерживаемая частота дискретизации, кГц	16, 32, 44,1, 48
разрядность АЦП/ЦАП, бит	24
поддерживаемые управляющие интерфейсы	«сухие контакты», RS-232C, RS-422
количество двунаправленных каналов управления («сухие контакты»)	8
скорость обмена по RS-232C, RS-422, бит/с	2400...115200
диапазон рабочих температур, °С	–10...+40
напряжение питания, В — основное (переменный ток, 50 Гц) — резервное (постоянный ток)	220...240 24
максимальная потребляемая мощность, Вт	28
масса, кг	3,3
габариты (Ш×В×Г), мм	482×44×280

Схема применения

За счет своей универсальности, сетевой трансивер может применяться совместно с оборудованием разного типа: стоечными системами серии 600 и 6000, настольными микшер-усилителями, аудиоматричным контроллером PX-8000 или PX-8000D, а также любым другим оборудованием для трансляционных систем.

Пример 1

На данной схеме представлен обобщенный вариант распределенной трансляционной системы. В качестве центрального оборудования используется стойка на основе серии 6000. Система может быть как одноканальной на основе контроллера системы оповещения ECS-6216P, так и многоканальной на основе аудиоматрицы PX-6216.

С помощью сетевых трансиверов AOE-212N аудиосигналы и сигналы управления от центральной стойки по локальной сети передаются на удаленные компоненты системы: стойку системы оповещения, построенной на основе стоечного оборудования 600-й серии (ECS-616, EP-616 и т. д.), систему автоматического тревожного оповещения ARM-911, цифровой усилитель мощности DPA-600S с управляемым приоритетным аудиовходом, а также микшер-усилители серии PMU-N — PMU-60N и PMU-120N с функцией приема потокового аудиовещания.

Оборудование может быть подобрано таким образом, чтобы обеспечить все необходимые функции. Система может быть рассчитана как на оповещение о пожаре, так и на обеспечение громкой связи, трансляции информационных и рекламных сообщений, корпоративную трансляцию, передачу сигналов от системы оповещения ГО и ЧС.

Общее количество коммутируемых зон в системе может достигать 160.

Пример 2

Система оповещения и трансляции построена на основе контроллера PX-8000D, имеет 8 каналов и 8 зон, обеспечивает автоматическую трансляцию тревожного сообщения при пожаре, речевое оповещение в выбранных оператором зонах (RM-01 и RM-8000), музыкальную трансляцию от источников сигнала, подключенных к дистанционным пультам LM-8000, подачу рекламных или служебных сообщений по расписанию на неделю (PW-6242A и PV-6232). Контроль целостности линий оповещения осуществляет блок SC-6224.

Максимальное удаление микрофонной панели RM-8000 от матричного аудиоконтроллера составляет 300 м. Однако, на практике, этого расстояния бывает недостаточно. Для устранения данного ограничения применяется AOE-212N.

Передача аудиосигнала от RM-8000 к PX-8000D и обмен управляющей информацией между устройствами осуществляется по разным физическим линиям: звук передается по аналоговой линии, сигналы управления — по последовательному интерфейсу RS-422. Поэтому при использовании AOE-212N аудиосигнал от RM-8000 подается на вход одного из каналов сетевого трансивера, а управляющий — на соответствующие контакты порта RS-422.

Для каждой зоны трансляции используется один канал DPA-4300M. Общее количество усилителей — 2, мощность — не более 300 Вт в каждой зоне.

Линейные сигналы с выхода матричного аудиоконтроллера PX-8000D поступают на входы PRI и PGM усилителей DPA-4300M. В режиме музыкальной трансляции усиление осуществляется по входу PGM. Громкости сигналов PGM и PRI могут регулироваться либо непосредственно на панели управления усилителя, либо удаленно с помощью специализированного программного обеспечения. При срабатывании охранно-пожарной сигнализации управляющий сигнал с блока ОПС поступает на PX-8000D и на входы PRI SELECT усилителей DPA-4300M. В этом случае усиливается сигнал со входа PRI, его громкость не зависит от настроек канала PGM, а определяется исключительно установками по входу PRI.

Порядок приоритетов: RM-01 > тревожное сообщение PX-8000D > RM-8000 №1—4 > LM-8000 > PV-6232 + PW-6242A.