Владимир ЧЕРНИ: - Что включает в себя понятие "студийная коммутация" в условиях цифровой коммерческой студии?
Константин ЛАКИН: - Коммутацию можно разделить на аналоговую и цифровую. Аналоговой коммутации избежать невозможно - хотя бы во входных и выходных цепях она обязательно присутствует. Кроме того, существует ряд необходимых аналоговых приборов - кассетная дека, мониторные наушники для исполнителя, и так далее. То есть, без аналоговых коммутаторов, или, пользуясь более модным термином, патч-бэев, не обойтись. В студии "Артефакт" это - панель dbx, часть из 48 гнезд которой установлена в нормализованное состояние, другая - всегда разорвана.
Кроме того, необходимо помнить, что на коммутации нельзя экономить, и ее качество должно соответствовать уровню студии. Мы об этом уже говорили в предыдущих материалах, но нелишне повторить: кабели должны быть дорогими. Некачественные кабели в условиях интенсивной эксплуатации быстро приходят в негодность и создают массу проблем. Что же касается разъемов, то мы используем Switchcraft и Newtrick.
В.Ч.: - Каковы тонкости и подводные камни аналоговой коммутации?
К.Л.: - Тонкости? Пожалуй, отвечая на такой вопрос, есть смысл вспомнить о земляных петлях - в ряде случаев необходимо разрывать шнуровые экраны или использовать "граундлифты" приборов. Кроме того, аудиокоммутация может быть симметричной и несимметричной. Предпочтительно использовать симметрию, позволяющую избавиться от помех. Но все эти вопросы достаточно широко описаны в специализированной литературе - необходимо лишь внимательно изучить соответствующие материалы, либо поручить решение коммутационных вопросов специалисту.
В.Ч.: - Цифровая коммутация?
Александр КОРНЫШЕВ: - Так как в студии "Артефакт" основные процессы обработки сигнала происходят в цифровом формате, то обмен данными между различными приборами также осуществляется при помощи цифровых интерфейсов. И здесь вопрос стоит несколько шире, чем просто разговор о коммутации. Если в аналоговом домене отслеживаются земляные петли и другие моменты качественного прохождения сигналов между приборами, то цифровое оборудование построено на совершенно иных принципах, в основе которых лежит синхронизация работы всех приборов.
К.Л.: - Существует несколько типов синхронизации, один из которых присущ и аналоговым, и цифровым трактам - событийная синхронизация, для которой не требуется высокая частота сигнала, ибо расстояние между командами составляет достаточно большие отрезки времени. Этот тип синхронизации применяется при управлении фейдерами и другими контроллерами, переборе пресетов, запуске и останове процессов. В аналоговой студии это - прежде всего код SMPTE. Наиболее распространенный оцифрованный аналог SMPTE - MTC (MIDI Time Code).
А.К.: - Второй тип цифровой синхронизации - это цифровая аудиосинхронизация. Например, цифровые звуковые сигналы, проходящие через различные приборы тракта, отсэмплированы с некой частотой (44.1 кГц, 48 кГц, и так далее). Так вот, все приборы системы должны иметь одинаковую дискретизацию и одну фазу несущей частоты.
Можно говорить о двух способах синхронизации. Первый - когда синхрокод присутствует в самом сигнале (self clock). Этот способ применяется для простой передачи данных по цифровому кабелю с одного устройства на другое, например, с DAT-магнитофона на MD-рекордер. В подобной простой системе 2 - 3 прибора соединяются между собой последовательно. Однако, при выключении устройства, находящегося в середине цепочки, может потребоваться нежелательная перекоммутация. И, самое главное, таким образом невозможно соединить несколько одновременно работающих источников цифрового звука. Заметьте - именно источников, а не один источник с несколькими приемниками!
Поэтому профессионалы используют другой тип синхронизации, предусматривающий наличие отдельного источника синхросигнала (master-clock), передающегося по отдельным линиям. В таких системах, как правило, имеется несколько источников цифрового аудиосигнала, например, звукозаписывающая станция, ADAT, звуковые модули с цифровыми выходами, и синхросигнал с одного из них (или с отдельного синхронизатора Word Clock) подается на остальные устройства, имеющие специальные входы для внешнего синхросигнала. Внутренние генераторы ведомых устройств при этом отключаются, а синхросигнал имеет импульсы прямоугольной формы и частоту, равную частоте дискретизации. Данный тип синхронизации используется в серьезных студиях с большим количеством оборудования.
В нашей студии применен комбинированный способ. Мастер-устройство - многоканальная рабочая станция MOTU2408, а роль распределителя синхросигнала играет микшерный пульт Yamaha 02R.В.Ч.: - Как синхронизация влияет на качество звука?
К.Л.: - Причиной искажений звука в цифровой студии часто является некачественное соединение приборов или нарушение аудиосинхронизации. Всегда необходимо следить за тем, чтобы источник аудиосинхронизирующего сигнала работал в нужном режиме и частота дискретизации всех приборов совпадала.
В.Ч.: - Каким образом осуществляется передача аудиосигнала через коммутационные кабели?
А.К.: - Для этого существуют различные протоколы - способы кодирования и физического переноса аудиоинформации от прибора к прибору. Можно четко разделить протоколы на двухканальные и многоканальные. К двухканальным протоколам относятся профессиональный AES/EBU и "бытовой" S/PDIF. Для протокола AES/EBU используется симметричный кабель сопротивлением 110 Ом с разъемами XLR. Для протокола S/PDIF применяется коаксиальный кабель сопротивлением 75 Ом с разъемами RCA или оптический кабель.
Из многоканальных протоколов наиболее распространенным в аудиосреде является оптический 8-канальный интерфейс ADAT. Нельзя не упомянуть и о проводном протоколе TASCAM TDIF. Кроме того, существуют различные многоканальные протоколы, применяемые в специальной многофункциональной технике.
В.Ч.: - Откуда такое разнообразие протоколов?
А.К.: - Многообразие объясняется тем, что многие фирмы практически одновременно разработали собственные протоколы, некоторые из которых впоследствии стали более или менее популярными среди пользователей студийного аудио- или видеооборудования.
В.Ч.: - Каким образом можно согласовать между собой разные протоколы?
К.Л.: - В любой относительно крупной студии имеются конвертеры, предназначенные для преобразования сигналов из одного протокола в другой. Для этих целей мы используем рабочую станцию MOTU 2408, предусматривающую 3 входа/выхода с ADAT-оптическим и TDIF-электрическими интерфейсами.
В.Ч.: - Насколько вопрос различных протоколов важен при комплектации студии?
А.К.: - При комплектации студии необходимо обратить внимание на используемые цифровые форматы, поддерживаемые приобретаемыми приборами с тем, чтобы в будущем подключать их с минимальным привлечением различных конвертеров.
В.Ч.: - В чем разница между AES и S/PDIF?
А.К.: - Прежде всего в том, что формат AES предусматривает работу с симметричными сигналами, что обеспечивает минимальный уровень наводок. Кроме того, уровень сигнала AES выше, чем S/PDIF. Несмотря на различия разъемов и кабелей, оба протокола можно легко преобразовать один в другой с помощью несложных схемотехнических решений. Формат сигналов обоих протоколов практически идентичен, за исключением того, что в S/PDIF иногда встречается дополнительный код защиты авторских прав, не допускающий многократного копирования материала.
В.Ч.: - Существуют ли особые требования к цифровым кабелям и разъемам?
К.Л.: - Требования к цифровым кабелям и разъемам - обычные: высокое качество и соответствие электрическим требованиям протокола. Оптические кабели в ряде случаев более предпочтительны благодаря электрической развязке между приборами, отсутствию проблем заземления и наводок. Сегодня доступны оптические кабели разной длины, что позволяет осуществлять коммутацию даже серьезно дистанцированных друг от друга приборов. По перечисленным причинам именно оптический интерфейс принят за основу в студии "Артефакт".
В.Ч.: - Частота дискретизации?
А.К.: - Существует ряд стандартизованных частот дискретизации. Но используемое в пределах одной сессии оборудование должно работать на одной и той же частоте.
В.Ч.: - А если частоты не совпадают?
А.К.: - Многие очень хорошие приборы имеют отличную от 44.1 кГц частоту дискретизации. Но если основной парк работает на 44.1 кГц, то наличие цифрового выхода у нестандартных приборов не имеет значения, поскольку его очень сложно корректно подключить по "цифре".
В.Ч.: - Разрядность?
К.Л.: - Разрядность определяет динамический диапазон аудиосигнала. До недавнего времени общепринятой считалась разрядность 16 бит (меньший уровень даже не обсуждается). Сегодня для более качественного звучания материала в цифровой форме используется формат 24 бита.
В.Ч.: - Насколько актуальна сегодня 24-битная студийная техника?
А.К.: - На данный момент достаточно тяжело подобрать за разумные деньги комплект оборудования, поддерживающий на всех стадиях работы 24-битную разрядность. Практически все имеющиеся сэмплерные библиотеки созданы в 16-битном формате, поэтому процесс создания 24-битной музыки изначально является неокупаемым. Конечно, 24-битная аппаратура имеет реальную ценность при работе с "живыми" исполнителями. Здесь становится возможной оцифровка аналогового звука в 24-битный сигнал с последующей обработкой, редакцией и так далее. Но в том случае, если имеются внешние 16-битные тон-генераторы, конечный материал все равно придется низводить к 16-битному звуку.
К.Л.: - Наверное, сегодня уже все-таки можно укомплектовать студию аппаратурой 24 бит/96 кГц, но это будет стоить очень больших денег. И, на мой взгляд, окупаемость такой студии - штука достаточно проблематичная. Ведь оборудование новое, и не всегда можно ясно понять, в каких конфигурациях оно себя оправдает. Думаю, не стоит "бежать перед паровозом". Гораздо лучше иметь возможность выбора среди многих устройств при подборе того или иного функционального узла студии. В ситуации с протоколом 24 бит/96 кГц такой выбор очень часто отсутствует.
В.Ч.: - Если в студии имеются и 16- и 24-битные приборы, как их согласовать между собой?
А.К.: - Преобразование 16-битного сигнала в 24-битный решается на аппаратном уровне. Для этого достаточно подключить ко входу 24-битного прибора кабель с 16-битным сигналом. Если же битность подключаемого сигнала выше битности входа прибора, необходимо понижать разрядность сигнала в источнике. Для этого прибор должен иметь на выходе функцию дитеринга.
В.Ч.: - Каким образом устроена цифровая коммутация в студии "Артефакт"?
К.Л.: - В нашей студии имеется компьютерная рабочая станция MOTU2408, поддерживающая 24 физических входа/выхода цифрового звука. На программном уровне MOTU2408 предусмотрен патч-бэй, благодаря которому любой вход может быть направлен на любой выход. В силу этого, MOTU2408 является не только 24-канальной станцией, но и коммутатором, исключающим необходимость установки наружных коммутационных панелей - маршрутизация сигналов осуществляется непосредственно в компьютере.
В используемом нами пульте Yamaha 02R предусмотрены четыре 8-канальные группы, три из которых задействованы у нас для связи со станцией, а одна - для связи с каналами 1-8 сэмплера. Каналы 9-16 сэмплера включены через патч-бэй станции с возможностью распределения на любую группу пульта. Как показала практика, это - очень гибкая коммутация, исключающая манипуляции с разъемами и проводами. Кроме того, к станции подключены 8 шин пульта. А полная цифровая коммутация студии видна на рисунке.
А.К.: - Основным звуковым модулем студии "Артефакт" является эмулятор EMU 4XT с 16 цифровыми выходами. Также мы используем четыре цифровых процессора эффектов t.c.electronic и Yamaha. В цепи внешних цифровых приборов имеется DAT и мини-диск для производства концертных фонограмм, подключенный к цифровому выходу DAT. Таким образом, в нашей студии сигнал, попав в цифровой домен, реально не выходит из него до получения сведенного материала.В.Ч.: - Насколько оправдано применение аналоговых обработок?
К.Л.: - Использование аналоговых обработок может быть оправданным только в престижных аналоговых или в дорогостоящих премастеринговых студиях, где совершенно другие частоты, биты и оборудование, позволяющие без особых потерь качества конвертировать аналог в цифру и наоборот. В цифровой же коммерческой студии мы рекомендуем минимальное использование аналоговых приборов.
Владимир ЧЕРНИ. Январь 2002 года.
http://art1.artefakt.ru/sound/school/article/?article_no=_digstd_5