Comprendre le réseau DANTE

DANTE (Digital Audio Network Through Ethernet) est un système combiné de matériel informatique et logiciel utilisé pour transporter de l’audio numérique multicanal sur un réseau IP standard ou Ethernet, principalement destiné pour une utilisation en environnement audio professionnel ou commercial.

DANTE a été développé par Audinate, une entreprise spécialisée dans le matériel informatique et de logiciels.

Les multiples canaux sont combinés par multiplexage avant la transmission. L’audio est non compressé, la latence est basse et peut être définie par l’utilisateur. Le système peut coexister avec un autre trafic IP.

Un PC est nécessaire pour configurer le réseau à l’aide du logiciel DANTE Controller.

Le système DANTE assure la coordination de tous les appareils habilités DANTE se trouvant dans le réseau, en régulant le trafic afin d’assurer la synchronisation de l’audio. Le système a la capacité de passer au travers des routeurs et de s’autoconfigurer automatiquement pour assigner un des “hôtes” habilités DANTE sur le réseau en le désignant “maître”, à des fins de synchronisation.

Les canaux audio DANTE peuvent être configurés en mono ou multidiffusion selon les circonstances afin d’optimiser l’utilisation de la bande passante disponible. La monodiffusion fournit un flux direct point à point pour des groupes de canaux uniques. La multidiffusion envoie un flux audio simultanément à plusieurs appareils. Par défaut, les packs de données sont envoyés en monodiffusion, mais l’utilisateur peut modifier le réglage en multicast.

Les systèmes DANTE peuvent facilement varier “d’un simple jumelage d’une console à un ordinateur” à “de réseaux de haute capacité prenant en charge des canaux audio par milliers”. Utilisant des routes logiques, et non des connexions physiques point à point, DANTE permet une expansion et une configuration du réseau en quelques clics. Chaque lien Ethernet Gigabit peut transporter jusqu’à 512 canaux, dans chaque direction, à un échantillonnage de 48kHz. Le taux d’échantillonnage maximum est de 192kHz et la profondeur maximale est de 32 bits. DANTE peut utiliser des réseaux avec de plus hautes vitesses de liaison, comme les 10Gb/s. Le nombre de canaux par lien augmente proportionnellement.

Typiquement, le réseau est établi, puis les appareils DANTE sont connectés et configurés à l’aide de l’application DANTE Controller tournant sur un PC présent sur le réseau. Les appareils seront reconnus et affichés sur l’écran. Les connexions entre les appareils sont établies virtuellement, en connectant les points de croisement sur un diagramme. Le nom des appareils et les libellés des canaux peuvent être modifiés, les taux d’échantillonnage contrôlés et les latences de matériel configurés. Un canal audio unique sera déterminé par une adresse email.

Dante controller

Le DANTE Controller est une application gratuite de configuration de matériels connectés à un réseau DANTE. Elle administre également les chemins audio avec « détection automatique d’appareil », routage de signal en un simple clic, modification des noms donnés au matériel et des libellés des canaux. Une fonction permet la surveillance en temps réel de l’utilisation de la bande passante par la multidiffusion, de la latence et du statut de l’horloge. Le journal des évènements permet d’identifier et de réparer tout incident sur le réseau.

La carte son virtuelle DANTE Virtual Sound utilise le port Ethernet d’un PC ou d’un Mac pour communiquer avec un réseau d’autres appareils dotés de DANTE. Aucun module externe n’est requis. L’ordinateur devient alors une station DANTE pour l’enregistrement, le traitement et la lecture avec toute application audio et toute combinaison de matériels dotés de DANTE.

Implémentation – Filaire

Le réseau, étant un réseau Ethernet standard, est installé en configuration en étoile avec un switch réseau (pas un hub) au centre et des cordons vers chaque hôte ou switch secondaire. Des connexions fibres optiques peuvent être utilisées. Dans le cas de l’utilisation de 2 appareils DANTE, il est possible d’établir un lien direct, sans passer par un switch.

La longueur maximale du câble en cuivre allant du switch vers l’hôte ne doit pas excéder 100m, comprenant le patching du réseau et les câbles allant vers les prises murales. Il est recommandé d’utiliser un câble CAT5E ou CAT6, bien que ce premier puisse être employé pour des réseaux “purement 100Mbps”. Les connecteurs sont des RJ45 comme dans une installation Ethernet classique.

Connexion sans fil (wi-fi)

Les limitations pratiques de la technologie sans fil actuelle n’ont pas la performance suffisante pour l’utilisation de DANTE.

Switchs réseaux

Un switch gigabit est recommandé, mais n’est pas obligatoire pour un petit système. Il est indiqué que la totalité de l’utilisation de la bande passante (mono ou multidiffusion) sur un lien ne devrait pas dépasser 70% de la bande passante de chaque lien (sur un réseau non administré sans implémentation QoS). Une utilisation de plus de 70% peut affecter la synchronisation de l’horloge, en particulier en présence d’un trafic additionnel sur le réseau.

Le système DANTE possède 3 catégories de données circulant sur le réseau :

• L’information du timing permettant au système de synchroniser la livraison de deux flux audio différents,
• L’audio réel,
• Les données de contrôle.

Le système s’appuyant sur les données du timing pour maintenir la synchronisation, l’utilisation d’un switch administré est à privilégier, car il est capable de définir la priorité ‘QoS’ (qualité de service) pour les différents types de trafic, l’information du timing étant réglée en mode “priorité absolue” et tout autre trafic en mode “priorité faible”.

La QoS est une fonction présente sur beaucoup de switchs administrés. Elle assure le traitement prioritaire de certains types de paquets de réseau (exemple, paquets de synchronisation d’horloge et audio) par rapport à d’autres trafics. Un numéro de priorité est attribué à chaque paquet. Reconnus par les switchs, ils peuvent alors assurer la prise en charge des paquets de priorité absolue avant les paquets de priorité faible. DANTE exécute la QoS DSCP (celle utilisée dans les systèmes VoIP) qui est d’une plus haute précision et par conséquent, a plus de contrôle que les installations Cos d’origine.

Bien que les switchs Gigabit soient recommandés, les switchs 100Mbps peuvent convenir pour certaines installations (installations de moins de 32 canaux).
À partir de 32 canaux, il est vivement recommandé d’utiliser des switchs Gibabit. Lors de l’utilisation du DANTE dans un réseau ayant du matériel 100Mbps, une utilisation de la QoS est très importante. La QoS est également recommandée pour les switchs Gigabit qui partagent des données d’autres services que DANTE.

Tout switch avec les caractéristiques suivantes convient au système DANTE :

• Port gigabit pour les connexions entre switches.
• Une QoS avec 4 files d’attente.
• Une QoS DSCP, avec priorité stricte.

Un switch administré est également recommandé afin d’avoir accès à l’information détaillée de chaque lien du réseau : port, vitesse, compteur d’erreurs, utilisation de la bande passante, etc.

Note : des switchs administrables par interface web sont préférables pour ceux qui n’ont pas l’expérience de l’administration via le port RS232.

Switchs EEE

Les switches ‘Green Ethernet’ ou ‘EEE’ ne conviennent pas au réseau DANTE.
Le ‘Green Ethernet’ (IEEE802.3az.) est une technologie réduisant la consommation d’énergie pendant les périodes à faible trafic sur le réseau.
Le risque de l’activation du Green Ethernet à un moment inopportun conduirait à une mauvaise synchronisation et à des coupures de réseau.
Audinate préconise de désactiver la fonction Green Ethernet des switches administrés sur tous les ports utilisés en temps réel par le trafic DANTE.