Открытая архитектура управления

Открытая архитектура управления (OCA) — это архитектура протокола связи для контроля, мониторинга и управления соединениями сетевых аудио- и видеоустройств. Такие сети называются «медиасетями».

Официальной спецификацией OCA является стандарт Audio Engineering Society (AES), известный как AES70-2015 или просто AES70 .

AES70 — это открытый стандарт, который можно использовать свободно, без лицензий, сборов или членства в организациях.

Применимость

AES70 предназначен для поддержки медиасетей, объединяющих устройства разных производителей. Предназначенный для профессиональных приложений, AES70 подходит для медиасетей от 2 до 10 000 устройств, включая сети с критически важными функциями и/или функциями обеспечения безопасности жизни.

AES70 предназначен только для управления устройствами, мониторинга и управления соединениями. Он не обеспечивает транспортировку материалов медиапрограмм. Однако AES70 предназначен для работы практически с любой схемой транспортировки мультимедиа в зависимости от требований приложения.

Детали AES70 являются разъемными и могут использоваться независимо. Например, устройство может реализовать управление соединением AES70, но использовать другие средства для оперативного контроля и мониторинга.

AES70 называется «архитектурой», поскольку он обеспечивает основу для определения нескольких протоколов управления. Все эти протоколы имеют общую модель программирования, но различаются по деталям сигнализации в зависимости от формы основного механизма транспортировки данных. Приложение AES70 будет использовать тот протокол AES70, который подходит для доступного метода связи.

Фон

OCA, архитектура AES70, была разработана OCA Alliance , торговая ассоциация, начиная с 2011 года. OCA был основан на существующем протоколе управления под названием OCP , который был создан Bosch Communications Systems в 2009 и 2010 годах. OCP, в свою очередь, был основан на эмбриональном стандарте протокола управления под названием AES-24. разработанный AES в начале 1990-х годов.

С самого начала все участники намеревались превратить OCA в открытый общедоступный стандарт. Альянс завершил разработку OCA осенью 2014 года и передал спецификацию в AES для преобразования в формальный стандарт. AES70, официальный стандарт, был опубликован 4 января 2016 года.

Сегодня Альянс OCA работает над развитием и расширением функциональности AES70, а также содействует внедрению AES70 в индустрии профессиональных медиа-систем. Альянс способствует пониманию и принятию AES70, содействует созданию реализаций AES70 и связанных с ними инструментов и технологий, а также разрабатывает будущие функциональные улучшения стандарта AES70.

Структурный обзор

Объем

AES70 определяет интерфейс управления, который мультимедийное устройство представляет сети, к которой оно подключено. Таким образом, AES70 занимается систематическим представлением функций устройства, а также контролем и мониторингом этих функций с помощью четко определенного семейства протоколов.

Медиасети обычно включают в себя одно или несколько устройств, называемых «контроллерами», с пользовательскими интерфейсами, которые позволяют людям контролировать и контролировать работу аудио и/или видео сетевых устройств. В сетях, совместимых с AES70, контроллеры используют протоколы AES70 для связи с устройствами, которыми они управляют.

AES70 определяет протокол управления, используемый между контроллерами и устройствами; его объем не распространяется на проектирование или конструкцию контроллеров или их пользовательских интерфейсов.

AES70 предназначен для использования в профессиональных приложениях. Технические требования для таких приложений подробно описаны в другом месте. . Область применения OCA не включает применение в домах, автомобилях и других потребительских сферах.

Модель устройства

Модель устройства AES70 — это каноническое описание интерфейса управления, который устройство, совместимое с AES70, представляет сети. Модель устройства AES70 является объектно-ориентированной. Он определяет обязательный и дополнительный набор объектов («объекты OCA»), которые реализует интерфейс управления устройством. Используя протокол AES70, контроллеры могут получать доступ к свойствам этих объектов для выполнения операций контроля, мониторинга и управления соединениями.

Объекты OCA — это абстракции, которые представляют точки управления и мониторинга устройств, а также мультимедийные соединения. Они могут соответствовать или не соответствовать реальным объектам программирования или аппаратным компонентам внутри устройства. Если устройство правильно реализует протокол AES70, оно совместимо с AES70. AES70 не определяет, как это может или должно быть достигнуто.

Вообще говоря, модель устройства AES70 имеет тенденцию отличаться от моделей устройств в других архитектурах управления. несколькими способами:

1. AES70 не предполагает иерархической структуры устройств.
2. AES70 не определяет заранее конкретные конфигурации обработки, модули обработки сигналов, типы устройств или семейства устройств.
3. AES70 не определяет пользовательские интерфейсы контроллера или элементы пользовательского интерфейса.
4. AES70 имеет мощную поддержку динамически реконфигурируемых устройств.
5. AES70 предлагает надежную и независимую от транспорта модель управления соединениями.
6. Репертуар функций управления и обслуживания AES70 относительно богат.

Структура класса

Структура классов AES70 определяет набор классов («классы OCA»), которые устройства могут использовать для создания экземпляров объектов OCA. Есть три вида занятий:

• Воркеры , которые представляют прикладные функции устройств — регуляторы усиления, измерители уровня, переключатели, эквалайзеры и т. д.
• Агенты , которые различными способами изменяют и помогают функциям управления.
• Менеджеры , которые представляют различные глобальные состояния устройства.

Классы OCA можно в общих чертах сгруппировать в три функциональных набора:

• Классы управления , которые обеспечивают базовое управление устройствами и служебные функции.
• Классы управления и мониторинга , связанные с работой устройства.
• Классы управления соединениями , которые связаны с настройкой, контролем и разрывом соединений медиапотоков, а также со службами каталогов (также известными как «обнаружение») для определения местоположения и идентификации сетевых устройств.

Протоколы

Как отмечалось выше, архитектура AES70 поддерживает несколько протоколов в зависимости от характера используемой сетевой среды. В настоящее время AES70 определяет один протокол под названием OCP.1. OCP.1 — протокол AES70 для сетей TCP / IP . В планы на будущее входят OCP.2, байтовая версия для сетей USB , соединений Bluetooth и каналов «точка-точка», а также OCP.3, текстовая версия в формате JSON .

Каждый протокол AES70 определяет три типа сообщений:

• Команды — директивы контроллера объекту в устройстве, запрашивающие какое-то действие или получающие какое-то значение параметра;
• Ответы — ответы объекта контроллеру, указывающие на успех или неудачу предыдущей команды и возвращающие значения параметров, если это запрошено;
• Уведомления — автоматически генерируемые сообщения от объекта в устройстве контроллеру, указывающие на возникновение какого-либо состояния или периодически сообщающие о значении параметра, например амплитуде сигнала.

Контрольный репертуар

Репертуар управления AES70 охватывает контроль, мониторинг и управление подключениями аудиоустройств. Будущие версии расширят репертуар управления звуком и могут также охватывать видеоустройства.

AES70 включает функции, которые позволяют производителям расширять структуру класса OCA для решения функций, не входящих в стандартный набор. Такие расширения могут быть общедоступными или конфиденциальными по выбору производителя.

В таблице 1 обобщен набор элементов управления AES70-2015.

Таблица 1. Репертуар элементов управления AES70-2015

Управление медиа-соединением	Обработка сигналов
- Контроль подключения	- Управление усилением
- Функции каталога/обнаружения	- Рты
Дополнительные функции	- Переключатели (n-позиция)
- Группировка управления (~группы VCA)	- Задержки
- Кроссфейдинг	- Эквалайзеры
- Управление снимками и предустановками	- Фильтры (БИХ и КИХ)
- Реконфигурируемая настройка устройства DSP	- Лимитеры и компрессоры
- Надежное обновление прошивки	- Расширители и ворота
Мониторинг сигналов	- Выравниватели
- Датчики уровня (метры)	- Матрицы
- Датчики частоты	- Генераторы сигналов
- Датчики временного интервала	- Произвольные числовые параметры
- Датчики температуры	- Произвольные строковые параметры
- Произвольные числовые параметры	+ Собственные расширения по мере необходимости

Примечательные особенности

Управление соединениями

Хотя AES70 сам по себе не обеспечивает функции транспортировки мультимедиа, он предназначен для взаимодействия с современными стандартами транспорта мультимедиа для управления маршрутизацией сигналов и другими функциями настройки соединения, а также для взаимодействия с сетевыми службами каталогов/обнаружения. В этом качестве AES70 обеспечивает полезный уровень абстракции для приложений, позволяя контроллерам и устройствам использовать одну общую модель программного обеспечения для управления потоковыми соединениями различных транспортных архитектур.

Альянс OCA определяет рекомендуемые методы взаимодействия AES70 с различными известными архитектурами транспорта мультимедиа. Спецификация для взаимодействия AES70 с заданной схемой передачи мультимедиа называется адаптацией AES70 .

Группа управления

AES70 включает в себя архитектурное решение проблем группировки управления, то есть использования одного управляющего входа для воздействия на несколько рабочих параметров. Примером группировки управления является главный регулятор усиления, охватывающий несколько каналов устройства в одном или нескольких устройствах.

Группирование элементов управления создает сложные проблемы, особенно в системах, где на один и тот же рабочий параметр могут влиять несколько групп управления. Например, в стереофонической многополосной звуковой системе на усиление высокочастотного усилителя левого канала могут влиять настройки главных регуляторов для (а) общего уровня высоких частот, (б) уровня левого канала и (в) ) общий уровень всей системы. В таких системах требуется машинный интеллект для управления совокупными эффектами настроек, которые приводят к выходу за пределы или занижению значений параметров. Механизм группировки AES70 обеспечивает основу для такого управления одним или несколькими устройствами.

Управление снимками и предустановками

AES70 включает мощный и общий механизм применения, хранения, вызова, загрузки и скачивания наборов значений рабочих параметров. Поддерживаются как частичные, так и полные снимки.

Реконфигурируемая настройка устройства DSP

AES70 включает полную поддержку управления конфигурациями реконфигурируемых устройств DSP, то есть программных устройств, чьи топологии обработки сигналов могут определяться и переопределяться во время выполнения внешними контроллерами. Для таких устройств AES70 поддерживает создание, настройку и удаление элементов обработки сигналов и внутренних путей прохождения сигналов, которые их соединяют.

Собственная расширяемость

AES70 предназначен для поддержки собственных расширений с максимальной совместимостью. Производители могут определять свои собственные расширения набора средств управления, и они будут мирно сосуществовать со стандартными элементами.

Восходящая/нисходящая совместимость

Устройства и контроллеры AES70 будут продолжать взаимодействовать по мере развития AES70 на протяжении многих лет. Устройства, использующие различные версии OCA, обычно без проблем можно использовать в одной медиасети.

Безопасность

Протоколы AES70 предлагают варианты шифрования и аутентификации, которые позволяют создавать безопасные сети управления и мониторинга. Полностью безопасные медиасети также потребуют шифрования передаваемого программного контента; механизмы такого шифрования выходят за рамки OCAAES70, хотя для их настройки и управления можно использовать AES70.

Надежная возможность обновления прошивки

AES70 определяет примитивы, которые позволяют надежно обновлять встроенное ПО устройства по сети. Эти примитивы могут использоваться программным обеспечением обслуживания, чтобы гарантировать, что неполные обновления встроенного ПО не приведут к выводу из строя критически важных устройств и сетей.

Доступность

AES70 — это открытый и не требующий лицензий стандарт. Его можно свободно использовать в продуктах по выбору производителя. Хотя AES70 поддерживается и продвигается Альянсом OCA, членство в Альянсе не требуется для использования AES70.

Документы AES70

Документы AES70 доступны в магазине стандартов Audio Engineering Society (AES). Стандарт состоит из трех частей и двух важных приложений, а именно:

1. Структура AES70

Эта спецификация, также известная как OCF, описывает общую архитектуру AES70 и ее механизмы. OCF опубликован в документе под названием AES-1-2015: Стандарт AES для сетевых аудиоприложений — Открытая архитектура управления — Часть 1: Платформа .

2. Структура классов AES70

Эта спецификация, также известная как OCC, описывает объектно-ориентированную структуру классов, которая определяет функциональный набор (управление соединением, контроль и мониторинг) AES70. OCC опубликован в документе под названием AES70-2-2015: Стандарт AES для сетевых аудиоприложений. Открытая архитектура управления. Часть 2. Структура классов.

Крайне важно, чтобы читатели также скачали Приложение А к этому документу в одной из двух форм (см. пояснения ниже):

AES70-2-2015 Приложение A (формат Enterprise Architect)

или

AES70-2-2015 Приложение A (формат XMI)

3. Протоколы AES70

Эти спецификации, также известные как OCP.1, OCP.2 и т. д., описывают протоколы, реализующие управление OCA в различных типах сетей.

В AES70-2015 определен только один протокол — OCP.1. Это для сетей TCP/IP. Будущие обновления стандарта будут определять дополнительные протоколы. OCP.1 опубликован в документе под названием AES70-3-2015: Стандарт AES для сетевых аудиоприложений. Открытая архитектура управления. Часть 3. Протокол для сетей TCP/IP.

Читателям также следует загрузить Приложение B к этому документу в одной из двух форм (пояснения см. ниже):

AES70-3-2015 Приложение B (формат Enterprise Architect)

или

AES70-23-2015 Приложение B (формат XMI)

Приложения

Два перечисленных выше приложения представляют собой спецификации универсального языка моделирования (UML).

Файлы UML существуют в двух формах:

• Файлы *.eap — это основные файлы из инструмента UML под названием Enterprise Architect от Sparx Systems. Обычная версия инструмента стоит 240 долларов США, но Sparx Systems предлагает бесплатную программу просмотра.
• Файлы *.xmi являются основными файлами XMI 2.1, стандартного формата представления информации UML. XMI означает «Обмен метаданными XML». Файлы XMI можно открыть большинством редакторов UML, включая бесплатные. см. в разделе Обмен метаданными XML . Дополнительную информацию

Альянс ОСА

Альянс ОСА, — некоммерческая корпорация, изначально созданная для обеспечения стандартизации OCA. С публикацией стандарта AES70 в 2016 году цели Альянса изменились и теперь заключаются в следующем:

• Содействие внедрению AES70 посредством маркетинга, образования и обучения.
• Разработка документов и инструментов, дополняющих стандарт AES70, путем предоставления полезных советов и материалов разработчикам продуктов, совместимых с AES70, и конечным пользователям систем AES70.
• Работа с другими группами стандартов для обеспечения оптимального сочетания AES70 с другими отраслевыми стандартами медиасетей, особенно теми, которые связаны с передачей медиапрограмм.
• Разработка рекомендуемых улучшений стандарта AES70.

Членами Альянса являются крупные и малые компании, желающие управлять развитием AES70 и получать выгоду от обмена технологиями и деловой информацией, которую может предоставить торговая ассоциация. Новые участники всегда приветствуются.

Доступные инструменты разработки/код

Доступен ряд инструментов разработки / открытого исходного кода, которые помогают начать разработку продуктов, совместимых с AES70.

• Пример реализации устройства на C++ можно скачать по адресу https://github.com/OCAAlliance/OCAMicro.
• AES70 Explorer — бесплатная утилита для разработки устройств AES70, загруженная с https://aes70explorer.com/.
• Бесплатные инструменты можно загрузить с https://ocaalliance.github.io/downloads.html.
• Библиотеку контроллера JavaScript можно загрузить с https://github.com/DeutscheSoft/AES70.js.
• Пакет npm с AES70.js доступен по адресу https://www.npmjs.com/package/aes70.
• Библиотеку контроллера Swift и реализацию устройства можно загрузить с https://github.com/PADL/SwiftOCA.

Внешние ссылки

• http://ocaalliance.com/ , веб-сайт Альянса OCA.
• http://www.aes.org/standards , страница стандартов Общества аудиоинженеров. Участие в стандартах AES открыто для всех; Членство в AES не является обязательным.
• https://github.com/OCAAlliance/OCAMicro — реализация протокола AES70 в устройстве. При поддержке членов Альянса OCA.