Dicas de configuração de rede CL, QL e Dante

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1 Dicas de configuração de rede CL, QL e Dante Conteúdo Andy Cooper Yamaha Pro Audio Application Engineering London, UK. July 2014 Traduzido por: Matheus Madeira Yamaha Musical do Brasil Seção Capítulo Página 1.0 Versão de Firmware Word Clock Word Clock Externo Mixer CL & Word Clock Taxa de Amostragem Dante Preferred Master Configuração de rede CL Console ID Dante Patch By With Recall Rio Refresh/Resume Carregamento de cenas (Pendrive) ou 32 Bits? Latência Gerenciamento de Rede Multicast Sobrecarga de dados de áudio (Dante) Cabos: CAT5e & Fibra ótica Switchers QoS IGMP Snooping Teste do sistema 15 1

2 1.0 Versão de Firmware Ao construir um novo sistema com mixers CL e/ou QL e os Rios, é importante que todos o os seus firmwares estejam compatíveis. Checar a versão de firmware tem que ser sempre a primeira tarefa. Tanto os firmwares quanto as instruções para atualização podem ser baixadas no site assim como checar a compatibilidade entre os firmwares. O firmware da CL e da QL podem ser visualizados no menu SETUP. O firmware dos Rios podem ser visualizados (depois de montados no mixer) no menu I/O Device. Se os Rios não forem controlados pela CL ou pela QL, seu firmware pode ser visualizado através do software Dante Controller: Clique duas vezes no dispositivo desejado e clique na aba Status. 2

3 2.0 Word Clock Planeje a hierarquia de Word Clock do sistema antes de fazer as conexões. Deve haver apenas um Master de Word Clock. O objetivo é linkar todos o sistema diretamente ao Master, seja via Dante, um cabo separado de Word Clock (BNC) ou através de outra conexão digital (SLOT MY). Se os dispositivos não estiverem sincronizados corretamente, pode haver ruídos de erro audíveis e quedas de áudio curtas e intermitentes. 2.1 Word Clock Externo Apenas utilize um Word Clock externo se for essencial. Não existe vantagem no quesito qualidade de áudio ao utilizar uma fonte de Clock externa numa rede Dante. Conecte um Word Clock externo apenas no Master de Word Clock (geralmente uma CL ou QL). O protocolo Dante distribuirá o clock por toda a rede. 2.2 CL, QL e Word Clock Por padrão, CL(v2) e QL possuem DANTE 48k selecionado como a fonte de Word Clock. Quando mais de um mixer é conectado à rede Dante, configure todos os dispositivos como DANTE 48k. (DANTE 44.1k pode ser usado como alternativa, mas 48k é a opção mais comum para aplicação ao vivo). Todos os Rios utilizam o clock do Dante por padrão de fábrica. Eles funcionam na mesma taxa de amostragem da CL/QL com o ID#1, desta forma não é necessário configura-los separadamente. Na maioria dos casos, a seleção do Clock padrão nunca precisará ser modificado novamente. Apenas configure o clock como WORD CLOCK IN ou outra opção se for essencial sincronizar uma fonte de clock externa (como aplicações de broadcasting). Note que a CL com o firmware v1 possui a opção INT 48k configurada como padrão de Word Clock. Isto necessita ser alterado manualmente para DANTE 48k quando multíplas consoles são conectadas na mesma rede. 3

4 2.3 Taxa de Amostragem Equipamentos configurados em 48k podem coexistir na mesma rede Dante com equipamentos em 44.1k. Porém eles apenas dividem o controle, não o áudio. Se você perceber que não é possível endereçar os canais de um equipamento a outro, verifique a taxa de amostragem do Word Clock. O Dante Controller pode ser usado pra isso, basta verificar na página Device Config. Note que alguns equipamentos Dante não funcionam em 44.1k, como a placa Dante- MY16-AUD e os receptores de mic sem fio Shure ULXD. 2.4 Dante Preferred Master Use o Dante Controller para monitorar qual equipamento Dante é o Master de Clock. Isto é indicado na página Clock Status. O Master de Clock da rede Dante é selecionado automaticamente, baseado na seguinte prioridade: 1. Preferred Master ligado 2. Sync To External ligado 3. O primeiro equipamento a ser ligado. 4. O equipamento com o menor MAC address. A função de Preferred Master está ligada como padrão nos consoles (v1.07 adiante). Porém, é possível configurar manualmente para qualquer equipamento, para lhe dar uma prioridade maior em se tornar o Master. Enable Sync To External é configurado automaticamente pela CL/QL quando se está utilizando outra fonte de clock sem ser o Dante. [Lembre-se que pelo ponto de vista do Dante Controller, o clock interno na realidade é externo à rede, este é o motivo da função Enable Sync To External estar ligada]. 4

5 Na maioria dos sistemas, Enable Sync To External deve ser desabilitado para todos os equipamentos, ou seja, todos em DANTE 48k. Preferred Master pode ser configurado por mais de um equipamento, porém não é necessário. É uma boa idéia configurar desta forma em um equipamento que sempre está ligado, ou naquele que é o primeiro a ligar e o último a ser desligado, para maximizar a estabilidade do sistema. Se um equipamento precisa ser configurado como Sync to External (como em broadcasting), então deve-se ligar o Preferred Master neste equipamento, forçando-o a se tornar o Master do Dante: um equipamento que está sincronizado a um clock externo precisa repassar esta informação para toda a rede Dante. NUNCA tenha mais de duas fontes de Word clock para evitar queda de áudio por perda de sincronismo. Sempre deve haver apenas um Master em toda a rede, apesar de poder existir vários Preferred Masters. Se houver mais do que um Master indicado no Dante Controller, ou se o Master da rede secundária (no caso de rede redundante) é diferente da rede primária, ele irá indicar uma quebra ou bloqueio de rede, é hora de identificar o problema. Se o Master mudar frequentemente, isso indica uma falha intermitente na rede. Como prioridade, verifique cabos e conexões com dano ou sujeira. Numa rede redundante estável, apenas um equipamento será o clock Master no primário e no secundário. 3.0 Configuração de Dante da CL/QL Quando mais de uma CL/QL é conectada na mesma rede, tenha certeza que cada console esteja com um ID diferente. De outra forma o controle dos Rios não funcionará corretamente. Mudar para Console ID OFF permite com que mais de 4 consoles compartilhem o mesmo áudio, mas irá desabilitar as operações de rede e controle dos ganhos dos Rios. 5

6 3.1 Console ID Tenha cuidado ao decidir quem será o ID#1. O console com ID#1 copia as configurações de taxa de amostragem, bits e latência para todos os Rios da rede. Quando um ID é trocado para 2, 3 ou 4, a configuração Dante Patch by automaticamente é alterada para Dante Controller, desabilitando assim o patch de rede pelo console. Além disso, qualquer Rio montado na mesma terá a opção With Recall desabilitada. 3.2 Dante Patch By Se Dante Patch By (no menu Dante Setup) está como This Console, então o console transmitirá suas configurações de patch de saída para cada Rio montado no rack virtual. É bom configurar para Dante Controller para qualquer console novo que seja conectado ao sistema, pois o patch de saída do Rio pode ser alterado, possivelmente causando um silêncio inesperado! 3.3 With Recall Esta função, para o controle de ganho dos Rios, permite ao console enviar suas configurações de ganho para o Rio toda vez que ele é ligado e conectado e quando uma cena é chamada também. Esta é a configuração padrão em todos os Rios no console com o ID#1 e desabilitado para os consoles 2, 3 e 4. Porém, se um console ID é trocado depois dos Rios já montados, With Recall deve ser desativado manualmente. É perigoso a função With Recall permanecer ativada em mais de um console para cada Rio. Mudanças inesperadas podem acontecer quando outro console se juntar à rede ou quando este chamar uma cena. O controle manual do ganho do Rio pode ser alterado mesmo com a função With Recall desabilitada, desta forma os consoles com ID#2, 3 ou 4 ainda podem modificar o ganho se for necessário. 6

7 A configuração do Dante determina quais definições do Rio serão utilizadas Quando montar uma QL em outra QL ou CL, seu ganho pode ser controlado remotamente. Neste caso, considere quando With Recall é necessário ou não, para evitar mudanças inesperadas na configuração dos ganhos. 3.4 Rio REFRESH/RESUME Os Rios possuem DIP switches no painel frontal para selecionar o modo REFRESH ou RESUME. Selecione a função desejada antes de ligar o Rio. Se REFRESH é selecionada, o Rio não transmitirá áudio até ser montado numa CL com With Recall habilitado. O Rio receberá as configurações de ganho deste console. Ele receberá as configurações de Word Clock, Bit Depth e Latência apenas do console com ID#1. Em algumas situações é necessário utilizar um Rio com um console que tenha With Recall desabilitado: por exemplo uma passagem de som com a mesa de monitor antes de ligar a mesa de PA. Neste caso, deixe o Rio no modo RESUME. Este modo mantém as configurações antes de desligar o Rio, assim quando ele é ligado, o mesmo está pronto para uso. Considere usar o modo RESUME num sistema que nunca muda sua configuração para diminuir o tempo de boot do sistema. Aliás, é essencial utilizar RESUME num sistema sem um console. [Ligar um Rio no modo REFRESH sem conecta-lo num console é um jeito rápido de resetar suas configurações de ganho antes de começar um novo trabalho com ele] Para verificar se um Rio está ativo e pronto para transmitir áudio, olhe nos LEDs frontais. Ambos LEDs verdes devem estar acesos. (O LED verde de SYNC pode estar piscando para indicar que este equipamento é o Master de Clock da rede Dante). Se o LED verde de SYNC não estiver aceso, o Rio estará mudo para proteger quaisquer equipamentos ligados adiante. 3.5 Carregamento de cenas (Pendrive) Quando carregar um arquivo de Pendrive com uma configuração diferente de sistema, é importante considerar a opção WITH DANTE SETUP AND I/O DEVICE. 7

8 Se o novo sistema for diferente, ou se já estiver configurado, DESABILITE esta opção antes de descarregar o arquivo no console. Caso contrário toda a configuração Dante, Device Mount e estrutura de ganho podem ficar diferentes do programado. Lembre-se que a partir da versão 1.7 da CL, cenas individuais podem ser carregadas no console, assim a configuração de rede não será reescrita. Se a opção WITH DANTE SETUP AND I/O DEVICE for habilitada por engano e o arquivo já estiver carregado com as configurações incorretas, é melhor usar o botão CLEAR ALL na página DEVICE MOUNT e remontar o sistema de novo ou 32 Bits? A CL, a QL e os Rios oferecem a opção de 24 ou 32-Bits para a transmissão de áudio. Muitos outros dispositivos Dante funcionam apenas em 24 bits. Se 32 bits é selecionado, isto irá prevenir a perda de qualidade ao utilizar o Gain Compensation. Um dispositivo que trabalha em 32 bits é compatível com outros em 24 bits, conectá-los não será um problema. Saiba que ao utilizar 32 bits, o tráfego de informação via rede aumenta por volta de 20%, então tome cuidado ao selecionar esta opção numa rede muito grande e ocupada. 3.7 Latência Siga as orientações na página DANTE SETUP no que se diz respeito às opções de latência da rede Dante. 8

9 O console ID#1 compartilha sua latência com os Rios do sistema. Latências diferentes podem coexistir na rede. Se o transmissor tiver uma latência diferente do receptor, o maior valor de latência será utilizado no caminho do sinal. Um Rio pode transmitir ou receber sinal de áudio com latência distinta em consoles diferentes. Por exemplo: deixar uma latência mais baixa para a mesa de monitor e os Rios no palco, para facilitar a monitoração através de in-ear. Ao mesmo tempo, a mesa de PA pode ter uma latência maior por terem mais switchers no caminho de áudio na rede do Rio até ela. Neste exemplo, a mesa de monitor deve ser o ID#1. [Com a opção 0.25ms de latência do Dante, a latência de todo o sistema, da entrada do Rio até a saída do Rio é de aproximadamente 2.5ms.] Nome rede bem estruturada, existe uma margem de segurança saudável nas recomendações de latência do sistema. Usando o Dante Controller v3.5 ou mais novo, a latência atual pode ser verificada e ainda haverá um aviso caso a latência esteja num valor muito baixo. Um sintoma de latência muito baixa são as quedas de áudio. Uma latência maior que 1ms nunca deve ser necessária num sistema de sonorização ao vivo: esta opção permite até 8 switchers entre o transmissor e o receptor. Ao utilizar o modo Multicast, repare que a latência será configurada para 1ms automaticamente, mesmo se houver uma configuração mais baixa para o transmissor e o receptor. Isto permite dar mais tempo para o processamento do switcher na distribuição dos pacotes de dados. Por causa disso, o modo Multicast pode não funcionar corretamente 9

10 ao se gravar utilizando o Dante Virtual Soundcard, pois a latência da gravação será de apenas 1ms (em 48kHz isso equivale a 48 samples) 4.0 Gerenciamento de Rede Ao construir um sistema de áudio em rede, existem vários pontos importantes a considerar. Uma rede criada cuidadosamente favorecerá a detecção e a solução de possíveis problemas. Este capítulo contém os pontos importantes a serem pensados. 4.1 Multicast Toda transmissão de áudio via Dante é, por padrão, Unicast (cada pacote de informação é enviado de um transmissor para um receptor). Um equipamento como um Rio pode transmitir Unicast para vários consoles ou computadores com DVS ao mesmo tempo, mas existe um limite. Cada Rio, CL ou QL está limitado a 32 fluxos. Um fluxo é um grupo de canais que são transmitidos juntos no pacote de informação, para maior eficiência. Normalmente existem 4 canais por fluxo. Com 4 canais em cada fluxo e um máximo de 32 fluxos, um Rio3224-D pode transmitir 32 canais unicast para 4 receptores. Um Rio1608-D pode transmitir 16 canais unicast para 8 receptores. Uma CL5 pode mandar 4 canais Unicast para 32 amplificadores de potência. Se o limite de 32 fluxos for excedido, fluxos Multicast precisam ser criados. Mas cuidado: fluxos Multicast são transmitidos para toda a rede, inclusive para equipamentos que não necessitam dele, como pontos de acesso Wi-Fi e dispositivos que não são Dante. Fluxos Multicast devem ser utilizados ao mínimo para evitar conflitos com outros equipamentos numa rede compartilhada. O Dante Controller mantém uma contagem de quanto tráfego Multicast está presente na rede. At;e mesmo 20Mbps em Multicast pode começar a gerar problemas em alguns casos. Resposta do Wi-Fi pode diminuir e qualquer dispositivo em 100Mbps começará a sofrer. O sync de Clock também pode ser comprometido, causando quedas de áudio. 10

11 A evitar tais problemas quando fluxos Multicast são necessários, use switchers com o QoS correto e IGMP Snooping ligado. (Veja abaixo para mais detalhes). Numa rede bem construída, mais que 200Mbps em Multicast pode ser usada sem problemas, mas uma necessidade como essa é raríssima! 4.2 Dante Audio Resource Overflow Um motivo de esta mensagem (no canto inferior da tela do console) aparecer é quando o módulo Dante no console ou Rio está trabalhando em 100Mbps ao invés de 1Gbps. Isto pode ser ocasionado ao utilizar um cabo ou switcher errado, ou pode ser um bug do switcher. Alguns switchers foram detectados funcionando em 100Mbps por engano ao invés de 1Gbps, neste caso, basta desconectar o cabo de rede do módulo Dante e reconecte. Use o Dante Controller para verificar se o módulo Dante está trabalhando corretamente em 1Gbps. É claro que outras razões para esta mensagem é se algum dispositivo exceder os 32 fluxos. Neste caso, mudanças no roteamento de rede Dante será necessário. A criação de fluxos Multicast pode ser uma boa opcão também, mas tome cuidado com a quantidade de fluxos criados. 4.3 Cabos: CAT5e, CAT6, fibra ótica Cabos são de longe a maior fonte de problemas numa rede. Não necessáriamente por estar danificado, mas por má compreensão de suas especificações. Estes problemas causados por cabos podem resultar em perda de áudio, desde 1 sample a cada hora ou vários segundos por minuto. Primeiramente, certifique-se que os cabos transmitem em 1Gbps, ou seja, cabos CAT5 não podem ser utilizados. CAT5e, CAT5E e CAT6 são apropriados. CAT7 também serve, mas não é muito prático por causa de sua construção física. Em segundo lugar, certifique-se que os cabos possuem um comprimento compatível. A distância de 100m nunca deve ser excedida em nenhuma circunstância. Se os cabos precisam de um comprimento maior do que 60m, tenha certeza de que ele é composto de 11

12 cobre sólido e não trançado, pois o sólido é mais eficiente na transmissão. A maior parte de cabos de instalação são deste tipo, mas cabos de patch geralmente são trançados para maior flexibilidade. Por causa disso, a maior parte destes cabos CAT5e/CAT6 não são indicados para distâncias maiores que 80m com Dante. Seguem sugestões de marcas abaixo (algumas não são comercializadas no Brasil): CAE-Groupe Giga-Audio Klotz RC5SB Link LK CAT6 STP Van Damme Cable TourCAT5E SF/UTP. Em terceiro lugar, tome cuidado com os conectores dos cabos. O conector tem que ser apropriado para Gigabit Ethernet (1Gbps). Ao fazer painéis de patch para a estrada, não utilize conectores que separam muito os pares trançados. Isto pode causar perda de dados, ou seja, silêncio. Outra dica, não aperte demasiadamente os cabos com enforca-gato no acabamento, pois pode causar interferência entre os pares trançados. Como sugestão, utilize fitas de velcro ao invés de enforca-gato. Se o cabo é aterrado, certifique-se que este terminal está conectado em ambas extremidades para evitar impedância incompatível. [Muitos fabricantes de equipamentos Dante, Yamaha inclusa, não recomendam o uso de cabos sem aterramento. Isto não altera a eficiência da transmissão, mas pode causar interferência eletromagnética]. E finalmente, tome cuidado onde o cabo será passado. Se ele estiver junto com algum equipamento que gera muito campo eletromagnético, perda de dados pode acontecer, logo, silêncio. Tome um cuidado especial com paredes de LED gigantes e intercomunicadores. Mais informações sobre a escolhe de switchers e cabos para uso com rede Dante podem ser consultadas na página abaixo: 12

13 Use switchers com contagem de erro para checar a confiabilidade do cabo (Cisco SG300 por exemplo). Um bom cabo deve ter zero erros em todo o tempo. Qualquer erro detectado pode resultar numa queda de áudio. Se um switcher não é utilizado, é possível utilizar a função Error Counting do Dante Controller (em Device View -> Status). Vale ressaltar que não é recomendado utilizar essa função caso um switcher esteja sendo utilizado, pois pode acontecer do switcher não repassar adiante um pacote com erro, assim este não é detectado no Dante Controller. 4.4 Switchers Evite qualquer switcher que não tenha capacidade de processamento de 2Gbps por porta (1Gbps de entrada e 1Gbps de saída). Por exemplo, um switcher de 10 portas deve ter uma capacidade de ao menos 20Gbps. Também evite switcher com Ethernet Verde (Green Ethernet), ou EEE, a não ser que esta função possa ser desabilitada. O EEE pode afetar completamente a estabilidade de Clock na rede e em casos extremos provocar queda de áudio. Assim que a rede ficar maior e precisar trabalhar com mais canais de áudio, switchers de maior qualidade devem ser utilizados. Quando a contagem da rede atingir mais de 300 canais simultâneos, gerenciamento de Qos (Quality of Service) do switcher deve ser considerado. Se a banda Multicast exceder 20Mbps, IGMP Snooping deve ser ligado para manter a confiabilidade da rede de áudio. Use o Dante Controller para monitorar a rede e ative a função Clock Monitoring. A estabilidade de clock é a primeira consequência de uma rede mal dimensionada. Se a estabilidade de clock chegar em níveis perigosos, o Dante Controller irá emitir um aviso e você deve iniciar o processo de identificar e resolucionar os problemas. Se nenhum erro for encontrado, veja se é possível diminuir a quantidade de canais na rede ou fazer um upgrade na qualidade dos switchers, para oferecer maior flexibilidade na configuração de grandes redes Dante. 13

14 Exemplos de um clock estável (esquerda) e instável (direita) 4.5 QoS Quality of Service, quando houver essa função no swticher e quando configurado corretamente, permite o sync de clock com a menor latência possível. Ele irá priorizar os dados de clock ao invés de controle e outras informações sem ser áudio. Isto ajuda a estabilizar a rede Dante ao aumentar o tráfego de canais. Isto é essencial se na mesma rede Dante estiverem dispositivos que apenas trabalham em 100Mbps ou quando ultrapassa-se 300 roteamentos de áudio dentro de uma rede Gigabit. Siga as instruções aqui para configurar um QoS num Cisco SG300 (por enquanto apenas em inglês): 4_qos_settings/ 4.6 IGMP Snooping IGMP significa Protocolo de Genrenciamento Grupal de Internet, sua função é limitar o tráfego em Multicast numa rede. Ele é essencial ao se utilizar muitos fluxos em Multicast, sem ele, a estabilidade de clock pode ser comprometida, a resposta de equipamentos que não fazem parte da rede Dante pode ser mais lenta (em redes híbridas). Use o Dante Controller para monitorar a estabilidade de Clock de cada dispositivo na rede. IGMP Snooping é uma função que não é simples de configurar corretamente e é difícil encontra-la em switchers de baixo custo. Siga estas instruções abaixo para configurar o IGMP Snooping num Cisco SG300 (por enquanto apenas em inglês): 5_multicast/ 14

15 5.0 Verificação de sistema Se algo não estiver funcionando corretamente, sempre comece verificando os cabos: o Estão conectados na porta correta? o Os LEDs de atividade de rede estão acesos tanto no módulo Dante quanto no switcher? o Use o Dante Controller, na página Device Info para verificar a velocidade de 1Gbps. o Use a função de contagem de erro do switcher (se houver) para detalhar a confiabilidade dos cabos utilizados. o Se switchers não forem utilizados, utilize o Error Count do Dante Controller Verifique se a configuração de Daisy-Chain ou Reduntante estão corretas em todos os equipamentos da rede. Nunca interconecte a rede Primária e Secundária, ao utilizar uma rede redundante. Use o Dante Controller, página Clock Status para verificar se há apenas um Master de Clock para a rede primária e secundária. Apenas um dispositivo pode estar sincronizado com algum clock externo. Nunca utilize mais do que um equipamento utilizando o clock interno Verifique se o ID de cada CL/QL é único, faça o mesmo procedimento nos Rios, cada Rio deve ter um número diferente entre eles. Quando mais de uma CL/QL são usadas, certifique-se que a função With Recall está habilitada em apenas um console para cada Rio e/ou QL (mesmo sendo possível os Rios estarem com a função With Recall ligada em vários consoles. Coloque os Rios em Resume se a função With Recall estiver desabilitada em todos os consoles. Antes de unir mais um console à rede, coloque um número de ID único para ela (ou ID OFF), desabilite a função With Recall, configure para Dante Patch by Dante Controller. Não se esquece de verificar se o Word Clock está em DANTE 48k Antes de carregar um arquivo USB num console que estiver com uma rede diferente, ou se foi salva antes da versão 1.5, disabilite a opção: WITH DANTE SETUP AND I/O DEVICE. 15