AES3
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La interfaz AES3 también conocida en Europa como AES/EBU es una interfaz de comunicación (estandarizada) pensada para transmitir en tiempo real señales digitales de audio, sin compresión entre dispositivos de audio preparados para ello (que cumplen los requisitos).
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[editar] Historia
A finales de los años 70 principios de los 80 se empiezan a desarrollar las primeras interfaces digitales. Un ejemplo de ello es Sony, que desarrolla SDIF-2. A principios de los 80 la AES (Audio Engineering Society) compuesta por expertos del sector del audio digital y entidades relacionadas con la difusión, forma un grupo de trabajo con el objetivo de desarrollar una interfaz digital que:
- Sólo use un único cable.
- Use transmisión en serie capaz de cubrir largas distancias con la mínima interferencia.
- Sea capaz de transportar hasta 24 bits de datos de audio.
- Permita datos auxiliares como sincronismos, frecuencia de mustreo, etc.
- Sea de fácil adaptación a la infraestructura actual.
En octubre de 1984 se presenta un primer boceto del AES3 (AES3-1985), ésta especificación se presenta para su aprovación a la ANSI en EE. UU., la EBU en Europa i la EIAJ en Japón. Cada uno de éstos organismos realiza pequeñas modificaciones en la interfaz para estandarizarlo. Es a partir de éste momento como se le conoce como AES/EBU. En 1992 siguiendo múltiples sugerencias de los usuarios se publica una segunda especificación mejorada.
[editar] Especificaciones Hardware
Se requiere el siguiente cableado.
- 3 conductores de 110-ohmios con par trenzado y conector XLR.
- 2 conductores de 50-ohmios ó 75-ohmios de cable coaxial y conector BNC.
Nivel de señal: 3 a 10V, con codificación BMC y una resolución de 24 bits.
[editar] Especificación de protocolo
La interfaz AES3 fue inicialmente diseñada para albergar y transportar datos digitales sin compresión PCM. Aunque por su morfología puede transportar otros tipos de señales como DAT a 48KHz o formato CD a 44,1KHz. La portadora es entonces capaz de transportar datos a distintas frecuencias de muestreo, gracias a que recupera la señal de reloj mediante codificación BMC.
[editar] Estructura
La estructura de más bajo nivel dentro de un corriente de datos AES3 consta de una palabra de 32bits (0 a 31) llamada subframe. Dentro de estas unidades se encapsula una muestra de un canal digital correspondiente a la señal transportada junto con otros datos de información y control. A cada uno de los bits que componen ésta palabra se les llama time slots. Los subframes se unen por parejas (canal de audio derecho + canal de audio izquierdo) formando frames. A su vez éstos de se agrupan en grupos de 192frames (0 a 191) formando las unidades de más alto nivel conocidas como audio blocks.
[editar] La capa de datos
El corriente AES3 consta de 3 tipos de información:
- Datos de audio (Audio signal)
- Datos de información de señal transportado (Ancillary data)
- Datos auxiliares (Auxiliary data)
[editar] Subframes
Cada uno de los subframes transporta palabras de datos de audio digital cuyo tamaño puede variar, con un tamaño máximo de 24 bits.
[editar] Slots
[editar] Slots 0 a 3
Corresponden al preámbulo. El preámbulo permite identificar el subframe, recupera la señal de reloj (mediante método NRZ) y minimiza el componente de continua de la línea transmisora. Hay 3tipos de preámbulo posibles:
- X (o M): 11100010 si el bit anterior fue “0”; 00011101 si fue “1”. Indica canal A + inicio de bloque de audio.
- Y (o W): 11100100 si el bit anterior fue “0”;00011011 si fue “1”. Canal A (no inicia bloque).
- Z (o B): 11101000 si el bit anterior fue “0”; 00010111. Canal B.
[editar] Slots 4 a 7
Estos bits corresponden a información auxiliar siempre que la resolución del audio digital sea de 20bits o inferior, en caso contrario corresponden a dicha información. Como información auxiliar se usan para comunicar los dispositivos conectados.
[editar] Slots 8 a 27
Contienen audio digital (en caso de alta resolución de 24 bits, lo son también los bits 4 a 7). En caso de que la información transportada sea menor a 20bits a los menos significativos se les asigna valor 0.
[editar] Slot 28
Bit de validación (Bit V). Éste bit confirma que la información es apropiada para convertirla a audio analógico aunque el criterio de que debe ser o no ser “apropiado” para convertir puede variar según la aplicación. En caso de que tenga valor 1. El equipo no convierte el subframe.
Éste bit puede dar pie a nuevas aplicaciones, por ejemplo, los CD-I usan éste bit para poder sustituir información que suele usarse como información de audio en un subframe. Usando el bit V de éste modo evitan que el retardo en recibir un bit de señalización que indique que la información no es de audio, tenga que venir codificado a través del bit de estado de canal (slot 30) y pueda llegar a retardarse hasta 192 muestras dando pie a la reproducción de ruidos.
[editar] Slot 29
Bit de usuario (Bit U). En principio éste bit se usa para enviar información fraccionada de lo que se transporta como la pista o el instante de tiempo. Aunque esto puede variar dependiendo de lo que nos indiquen los bits 4 a 7 del byte 1 del canal de estado (véase slot 30) En un block de audio tenemos 192 bits U por canal.
[editar] Slot 30
Bit de estado de canal (Bit CS).En cada block de audio tenemos 192 bits o 24 palabras de 8 bits. Estos bytes tienen distintas funciones según el orden de llegada en el block de audio:
| Byte | Bit | Función |
|---|---|---|
| 0 | 0 | [0] Uso domestico
[1] Uso Professional |
| 0 | 1 | [0] Audio
[1] No audio |
| 0 | 2 – 4 Énfasis | [000] No indicado
[100] Sin énfasis [110] 50/10 us [111] CCITT J17 |
| 0 | 5 Fm fijada | [0] Fijada
[1] No fijada |
| 0 | 6 - 7 Fm | [00] No indicada
[01] 48 KHz [10] 44,1 KHz [11] 32 KHz |
| 1 | 0 – 3 Modo de canal | [0000] No indicado
[0001] Dos canales [0010] Mono [0011] Prim/Sec [0100] Estéreo [0100 - 1111] Indefinido |
| 1 | 4 – 7 Modo del bit U | [0000] No indicado
[0001] Bloques de 192 bits [0011] AES18 (HDLC) [0011] Definido por el usuario [0100 - 1111] indefinido |
| 2 | 0 – 2 Uso del bit Aux | [000] No indicado
[001] Datos de audio [010] Co-ordn [011 - 111] indefinido |
| 2 | 3 – 5 Longitud de la muestra | [000] No indicado
[100] Otros estados |
| 3 | 0 – 7 | Modos multicanal |
| 4 | 0 – 1 | AES11 señal de sincronismo (referencia) |
| 5 | 0 – 7 | Reservado |
| 6 - 9 | Identificación de la fuente en código ASCII | |
| 10 - 13 | Identificación del destino en código ASCII | |
| 14 - 17 | En palabras de 4 bytes numera la muestra (aumenta cada frame) | |
| 18 - 21 | Lo mismo que los 4 bytes anteriores pero en formato horario. (00:00:00) | |
| 22 | 0 – 7 | Información de la fiabilidad del bloque de audio |
| 23 | 0 – 7 | CRC. Corrección de errores (redundancia) |
[editar] CS Byte 1, bits 0 – 3 Audio Canal único o múltiple
Se permiten 4 modos de canal definidos por el Byte 1 (bits 0 - 3). Los 3 primeros tienen un uso muy claro y definido:
- Programa mono: Ambos canales del cada frame transportan la misma señal mono.
- Programa estéreo: Cada canal transporta una de las señales (derecha o izquierda).
- Programa 2 canales: Cada canal transporta 2 señales independientes.
Finalmente hay un tercer modo llamado primario/secundario al que se le pueden dar diversos usos:
- Mono i talkback: Se transmite una señal mono y otro de talkback de retorno.
- Estéreo M y S: Por el primer canal se emite señal mono y por el segundo la diferencia con la señal estéreo.
- International Sound y comentario.
[editar] CS Byte 0, bits 5 – 7 Frecuencia de reloj y sincronismo
La frecuencia de muestreo de la señal original transportada viene codificada en los bits 6 y 7 del Byte 0, pero puede ocurrir que esta frecuencia no se use como “master” y que tome otra señal como referencia para saber que frecuencia usar para codificar. Esto viene indicado en el bit 5 del byte 0 con un 0 lógico en caso afirmativo y un 1 en caso negativo (usamos la frecuencia del codificador).
[editar] Slot 31
Bit de paridad de cada subframe
[editar] Comparativa AES3 vs. SPDIF
S/PDIF es la versión domestica de AES3. A continuación se analizan las principales diferencias entre ambas interfaces:
| AES3 | S/PDIF | |
|---|---|---|
| Cableado | Par trenzado (110 ohmios) o coaxial (75 ohmios) | Coaxial (75 ohmios) o fibra óptica |
| Conector | XLR de 3 pines o D-Sub de 25 pines | RCA, BNC o Toslink |
| Nivel de Señal | 3 a 10 V | 0,5 a 1 V |
| Información de subcódigo | Texto de identificación ASCII | Información de protección de copia SCMS |
| Resolución Máxima | 24 bits | 20 bits (24 bits opcionales) |
Otra de las diferencias substanciales entre ambas interfazes radica en el bit C (Bit 30 de cada subframe). Aunque el número de bits que se transmite en cada bloque de audio es el mismo: 192 bits, en el caso de la interfaz S/PDIF se organizan en 12 palabras de 16 bits. Dando uso de control a los 6 primeros bits de la primera palabra como se muestra a continuación y reservando el resto de bits para uso particular del fabricante del o de los dispositivos conectados.
| Bit | Valor 0 | Valor 1 |
|---|---|---|
| 0 | Consumidor | Professional |
| 1 | Normal | Datos comprimidos |
| 2 | Prohibida la copia | Permitida la copia |
| 3 | 2 canales | 4 canales |
| 4 | – | – |
| 5 | No pre-énfasis | Pre-enfasis |
[editar] Referencias y enlaces de interés
- Documento sobre la interfaz AES3 & SPDIF (PDF). RANE.
- Emmett, John (1995). Engineering Guidelines: The EBU/AES Digital Audio Interface (PDF). EBU. (en inglés)
